אנרגיה ימית זוהי אחת הצורות הפחות מנוצלות של אנרגיה מתחדשת בעולם כיום. עם זאת, באוקיינוסים ובימים יש פוטנציאל אנרגיה עצום, שאם נעשה בו שימוש נכון, יוכל לספק חלק נכבד מהביקוש לחשמל בעולם. לצורת אנרגיה זו יש מספר מקורות, כגון גלים, גאות ושפל, זרמי אוקיינוס, שיפועים תרמיים ושיפועים מלוחים. למרות יתרונותיו, פיתוחו היה איטי בשל העלות הגבוהה והאתגרים הטכנולוגיים הנלווים.
סוגי אנרגיה ימית
ישנן מספר דרכים לנצל את אנרגיה ימית, כל אחד עם הטכנולוגיות והאתגרים שלו. כאן נפרט את העיקריים שבהם:
אנרגיית גל
ידוע גם בשם אנרגיית גל, צורה זו של אנרגיה ימית מתקבלת על ידי ניצול תנועת הגלים על פני האוקיינוס. גלים נוצרים מפעולת הרוח על המים, ומכיוון שהרוח נוצרת מקרינת השמש, נוכל להתייחס לאנרגיית הגלים כנגזרת של אנרגיית השמש.
גלים מכילים כמות גדולה של אנרגיה קינטית בשל תנועתם התנודתית. אזורים מסוימים בכדור הארץ, במיוחד אלה עם רוחות קבועות, הם בעלי פוטנציאל ניכר לרתום סוג זה של אנרגיה. לדוגמה, באזורים של צפון האוקיינוס האטלנטי, האנרגיה הכלולה בגלים יכולה להגיע עד ל-70 מגוואט לקמ"ר.
קיימות טכנולוגיות שונות ללכידת אנרגיית גלים. מכשירים כגון עמודי מים מתנודדים, מחלשים או טרמינטורים צפים. מנגנונים אלה הופכים את תנועת הגלים לאנרגיה שימושית באמצעות טורבינות או מערכות הידראוליות.
אנרגיית גאות ושפל
La אנרגיית מי ים הוא נוצר על ידי ניצול העלייה והצניחה של מפלס המים המופק על ידי הגאות והשפל, הנגרמות על ידי משיכה הכבידה של השמש והירח על האוקיינוסים. תופעה זו, המתרחשת באופן צפוי, הופכת את אנרגיית הגאות והשפל למקור אמין מאוד.
המערכות העיקריות המשמשות ללכידת אנרגיית הגאות והשפל מורכבות מבניית סכרים או סכרים באזורי חוף שבהם מפלס המים משתנה באופן משמעותי עם הגאות והשפל. כאשר פותחים את שערי ההצפה, המים עוברים דרך טורבינות ומייצרים חשמל.
דוגמה בולטת לשימוש בטכנולוגיה זו היא מפעל הגאות והשפל לה ראנס בצרפת, בעל הספק של 240 מגה וואט.
אנרגיה מזרמי אוקיינוס
לאס זרמי אוקיינוס הם תנועות של מסות מים המתרחשות באוקיינוסים עקב פעולת הרוח וגורמים גיאופיזיים אחרים. כדי לנצל את האנרגיה הקינטית של זרמים אלו, נעשה שימוש בטורבינות תת-מימיות הדומות לטורבינות רוח, אך מותאמות לסביבה המימית.
האתגר המרכזי לפיתוח טכנולוגיה זו הוא חוסר הסדירות במהירות זרמי הים, כמו גם הקושי הטכני והכלכלי בהתקנה ותחזוקה של הטורבינות בקרקעית האוקיינוס.
שיפועים תרמיים
La אנרגיית שיפוע תרמית היא מבוססת על ניצול הפרש הטמפרטורות בין מים עיליים, אשר מחוממים על ידי קרינת שמש, לבין מים עמוקים יותר, שנשארים קרים. תופעה זו מתרחשת באזורים טרופיים או משווניים, שבהם השיפוע התרמי בין פני השטח למעמקי האוקיינוס הוא משמעותי לאורך כל השנה.
כדי להפוך אנרגיה זו לחשמל, נעשה שימוש במערכות הפועלות בעקבות מחזור תרמודינמי (בדרך כלל מחזור Rankine). עם זאת, הרווחיות של מפעלים אלו עדיין מוגבלת בשל המערכות המורכבות והיקרות הנחוצות להפעלתם.
שיפועי מלוחים
La אנרגיה של שיפועים מלוחים, או אנרגיה כחולה, מתקבל על ידי ניצול ההבדל בריכוז המלח בין מי ים למי נהרות מתוקים. אנרגיה זו נלכדת בעיקר באמצעות אוסמוזה הפוכה או תהליכי אלקטרודיאליזה.
נכון לעכשיו, הטכנולוגיה הזו נמצאת בשלב ניסוי, עם פרויקטי פיילוט כמו זה של Statkraft בנורבגיה, שחנכה את מפעל האוסמוזה הראשון בעולם בפיורד אוסלו.
איך לרתום את האנרגיה הזו
רתימת האנרגיה הימית נותרה אתגר, אך הפוטנציאל שלה עצום. ה אנרגיית גל היא זו שהתקדמה הכי הרבה מבחינת מחקר ופיתוח, עם פרויקטים חלוצים במקומות כמו בריטניה ופורטוגל. עם זאת, ה אנרגיית מי ים, למרות ההשפעה המקומית יותר שלו, נעשה שימוש מוצלח במקומות כמו La Rance, אם כי הוא לא שוכפל נרחב בשל ההשפעה הסביבתית הגבוהה שלו.
לאס זרמי אוקיינוס, למרות שהם מבטיחים, מתמודדים עם בעיית התנועה הימית בכמה תחומים בעלי עניין רב. עם זאת, אם הטכנולוגיה תפתח לפריסת טורבינות באזורים עמוקים מספיק, החיסרון הזה עשוי להצטמצם.
מצד שני, השימוש בשיפועים תרמיים ומלוחים עדיין בשלב ניסוי, ואינו רווחי כרגע. אמנם אין זה אומר שלטכנולוגיות אלו אין עתיד, שכן ההשקעה במחקר ופיתוח נמשכת.
פוטנציאל אנרגיה ימית בעתיד
הפיתוח של טכנולוגיות ימיות היה איטי יותר ממקורות מתחדשים אחרים כמו רוח או אנרגיה סולארית, אך הפוטנציאל שלהם ברור. לפי סוכנות האנרגיה הבינלאומית, עד שנת 2050, האנרגיה הימית צפויה לתרום 10% מייצור החשמל באירופה, מה שמציג אופק מבטיח.
הפיתוח של טכנולוגיות חדשות, יחד עם שיתוף פעולה בינלאומי מוגבר, מניע פרויקטי פיילוט רבים ברחבי העולם. אזורים כמו סקוטלנד, ספרד ונורבגיה מובילים את הדרך בתחום זה, עם פרויקטים המכוונים לאנרגיית גלים וגאות.
באמריקה הלטינית, מדינות כמו צ'ילה, ברזיל ומקסיקו החלו לפתח פרויקטים משלהן בתחום האנרגיה הימית, מה שמראה שהעניין בטכנולוגיות הללו מתחיל להיות גלובלי.
עם תמיכה של מדיניות ממשלתית ומימון הולם, האנרגיה הימית עשויה להפוך לחלק בלתי נפרד מתמהיל האנרגיה העולמי בעשורים הקרובים. האנרגיות הללו אינן רק מתחדשות ובלתי נדלות, אלא יש להן גם א השפעה סביבתית נמוכה ויכול לייצר אלפי מקומות עבודה בתעשיית האנרגיה המתחדשת.
ככל שההתקדמות הטכנולוגית והפחתת העלויות נמשכות, אנרגיה ימית תמלא תפקיד מכריע במעבר לעתיד אנרגיה נקייה ובר קיימא.