الطاقة البحرية: الابتكار ومستقبل الطاقة المتجددة

La الطاقة البحرية يأتي من قوة الإمكانات والحركية والحرارية والكيمياء لمياه البحر والتي يمكن استخدامها لإنتاجها كهرباءوالطاقة الحرارية أو حتى مياه الشرب. وبفضل وفرة المياه على الكوكب، يوفر مصدر الطاقة المتجددة هذا إمكانات كبيرة لتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري.

طاقة المد والجزر والتيارات المحيطية

تقنيات تسخير الطاقة البحرية متنوعة للغاية. هناك هياكل متخصصة، مثل محطات طاقة المد والجزروالتي تستفيد من طاقة حركة المد والجزر. تعمل هذه المحطات من خلال سدود كبيرة وتوربينات تحبس المياه أثناء ارتفاع المد وتطلقها أثناء انخفاض المد، مما يؤدي إلى توليد الكهرباء في كلا المرحلتين.

بالإضافة إلى المد والجزر تيارات المحيط إنها تمثل طريقة مهمة أخرى للحصول على طاقة المحيط. يتضمن النظام النموذجي لتسخير طاقة التيارات المحيطية توربينات مغمورة تعمل على تحويل الطاقة الحركية للمياه إلى كهرباء.

الطاقة الحرارية في المحيطات

تقنية مبتكرة أخرى هي الطاقة الحرارية للمحيطات (معروف ك المد والجزر الحرارية). ويعتمد على الفرق في درجات الحرارة بين المياه السطحية التي تسخنها الشمس والمياه العميقة الأكثر برودة. تستخدم محطات المد والجزر الحرارية هذا الاختلاف في درجات الحرارة لتوليد الكهرباء بشكل مستمر من خلال الدورات الديناميكية الحرارية.

الطاقة الموجية: مصدر واعد

La طاقة الأمواج (المعروف أيضًا باسم طاقة الأمواج) هي الطاقة الناتجة عن حركة الأمواج لسطح البحر. يتم إنتاج هذه الطاقة نتيجة هبوب الرياح على سطح الماء، مما يؤدي إلى تكوين موجات تحتوي على طاقة حركية. ويمكن التقاط هذه الطاقة من خلال أجهزة عائمة مختلفة، أو أعمدة مائية متأرجحة أو منصات مثبتة في قاع البحر تعمل على تحويل حركة الأمواج إلى كهرباء.

وفي الوقت الحالي، هناك العديد من مشاريع الطاقة الموجية التجريبية، مثل محطة كهرباء موتريكو في إقليم الباسك، والتي تستخدم التوربينات لتوليد ما يصل إلى 296 كيلوواط. أحد التحديات الكبيرة لهذه التكنولوجيا هو تسخير طاقة الأمواج بكفاءة على الرغم من طبيعتها غير المنتظمة والمعتمدة على الطقس.

طاقة الملوحة : الطاقة الزرقاء

La طاقة التدرج الملحيالمعروف أيضا باسم الطاقة الزرقاء، يقوم على الاستفادة من فروق الملوحة بين مياه البحر ومياه الأنهار العذبة. ويسبب هذا التباين ضغطًا أسموزيًا يمكن تحويله إلى طاقة كهربائية من خلال عمليات التناضح العكسي. وعلى الرغم من أن هذه التكنولوجيا لا تزال قيد التطوير، إلا أنها تتمتع بإمكانات كبيرة في المناطق الساحلية حيث توجد الأنهار الكبيرة.

مزايا وتحديات الطاقة البحرية

تتمتع الطاقة البحرية بالعديد من المزايا الرئيسية. أولاً، إنها قابلة للتجديد وباعتبارها موردًا طبيعيًا لا ينضب تقريبًا، وخيارًا مستدامًا للمستقبل. على عكس مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية أو طاقة الرياح، فإن طاقة المحيط ثابتة ويمكن التنبؤ بها، مما يجعلها أكثر موثوقية لضمان إنتاج مستمر للكهرباء.

ميزة أخرى مهمة هي تأثير بيئي منخفض. وبما أن معظم التقنيات يتم تركيبها تحت الماء، يتم تقليل التأثير البصري والصوتي، بالإضافة إلى عدم إنتاج انبعاثات غازية ملوثة.

• التوافق مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى: يمكن دمج الطاقة البحرية مع تقنيات أخرى مثل طاقة الرياح البحرية والطاقة الشمسية العائمة، لتكوين أنظمة هجينة عالية الكفاءة.
• انخفاض التأثير البيئي: لا ينتج عنها غازات دفيئة ولا تأثير بصري لها تقريبًا، نظرًا لأن معظم البنية التحتية تحت الماء.

ومع ذلك، فإن تطورها يطرح بعض التحديات. ومن بين هذه تبرز التكلفة الأولية العالية المرافق، والتحديات التقنية المستمدة من البيئة البحرية، والحاجة إلى زيادة الاستثمار في البحث والتطوير لتحسين كفاءتها. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي التآكل الناتج عن المياه المالحة وظروف البحر القاسية إلى إتلاف المنشآت، مما يزيد من تكاليف الصيانة.

مشاريع الطاقة البحرية المميزة

تقود أوروبا تطوير الطاقة البحرية، خاصة في مجال طاقة الأمواج والمد والجزر. أقدم وأشهر محطة هي محطة لارانس في فرنسا، والتي تعمل منذ عام 1966 ولا تزال تمثل معيارًا لتوليد الكهرباء من المد والجزر. وتبرز المشاريع أيضًا في المملكة المتحدة، حيث يتم بناء مجمعات طاقة واسعة النطاق مثل MeyGen، أكبر منشأة لطاقة المد والجزر في العالم.

وخارج أوروبا، اختارت كوريا الجنوبية وكندا تطوير الطاقة البحرية من خلال مشاريع رائدة. وفي حالة شيلي، فإن سواحلها الواسعة تجعلها دولة رئيسية في أبحاث هذه الطاقات، بينما في المكسيك تمت الموافقة على أول مشروع للطاقة الموجية في كوليما.

على الصعيد العالمي، تشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2050 يمكن أن توفر الطاقة البحرية ما يصل إلى 10% من استهلاك الكهرباء في أوروبا، الأمر الذي لن يساعد فقط في تقليل انبعاثات الكربون، بل سيخلق أيضًا آلاف فرص العمل في الصناعة البحرية وصناعة الطاقة.

مستقبل الطاقة البحرية

إن إمكانات الطاقة البحرية هائلة وتطويرها ضروري للمساعدة في استكمال مصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح. ومع التغلب على التحديات التقنية وانخفاض تكاليف التركيب، يمكن أن تصبح الطاقة البحرية أحد المصادر الرئيسية لتحقيق مصفوفة طاقة أنظف وأكثر استدامة. وتراهن المؤسسات والحكومات حول العالم على هذه التكنولوجيا، وسيكون تكاملها حاسما لتحقيق أهداف الاستدامة طويلة المدى.

كما يتطور تخزين الطاقة ونقلها للتكيف مع احتياجات القطاع، مع وجود بنية تحتية جديدة من شأنها تسهيل الاتصال بين المشاريع البحرية وشبكات الكهرباء البرية. وهذا يمثل فرصة عظيمة للبلدان التي لديها سواحل طويلة وموارد بحرية وفيرة.

تتمتع الطاقة البحرية كمصدر للطاقة المتجددة بإمكانات هائلة بفضل ضخامة المحيطات التي تغطي أكثر من 70٪ من سطح الأرض. وعلى الرغم من أن التقنيات لا تزال تتطور، إلا أن الاهتمام المتزايد والمشاريع الجارية تشير إلى أنها ستصبح في العقود القادمة بديلاً رئيسياً في تحول الطاقة العالمية.