La אנרגיית מי ים זהו אחד המקורות המתחדשים המבטיחים ביותר, אם כי פחות מפותחים בהשוואה לאחרים כגון שמש או רוח. הוא מבוסס על שימוש בגאות ושפל, תנועת המים שנוצרת על ידי משיכה הכבידה שמפעילה הן הירח והן השמש על כדור הארץ. למרות שלאנרגיה הזו יש פוטנציאל עצום, העלות והקשיים הטכנולוגיים האטו את התפתחותה בעולם.
הודות לפרויקט הממומן על ידי האיחוד האירופי כגון FLOTEC (מסחור אנרגיית גאות צפה), מתבצעת התקדמות משמעותית. הפרויקט הזה הצליח לייצר טורבינה שהיא לא רק יעילה, אלא מתקרבת לרמות ביצועים דומות לטורבינות רוח בים. הפרויקט שימש דוגמה לנתיב שעליו ללכת לפיתוחים במגזר זה כדי להמיר אנרגיית גאות ושפל לאפשרות בת קיימא ותחרותית בעתיד הקרוב.
פיתוח טורבינה יעילה
פרויקט FLOTEC ייצר טורבינה שסימנה אבן דרך בהיסטוריה של אנרגיית הגאות והשפל, והצליחה לייצר יותר מ-18 MWh בפרק זמן של 24 שעות ללא הפרעה. רמת יעילות זו קרובה להפליא לביצועים של טורבינות רוח ימיות, מה שפותח חלון של אפשרויות למסחור של אנרגיית גאות ושפל.
הישג זה משמעותי מכיוון שעד לאחרונה אנרגיית הגאות והשפל לא התפתחה כמו אנרגיות מתחדשות אחרות. היתרון של טורבינות גאות ושפל הוא בכך שהן מנצלות את הצפיפות הגדולה יותר של מים בהשוואה לאוויר, מה שמאפשר ללכוד יותר אנרגיה קינטית בכל סיבוב של הלהבים.
אחד השיפורים המרכזיים שאפשרו להגביר את היעילות של הטורבינה שפיתחה FLOTEC היה הגדלת קוטר הרוטור, מ-16 ל-20 מטרים. שינוי זה הגדיל את ייצור האנרגיה ב-50%, קפיצה מכרעת כדי להפוך את הטכנולוגיה הזו לאופציה חסכונית באנרגיה.
יתרונות ואתגרים של אנרגיית גאות ושפל
היתרון העיקרי של אנרגיית הגאות והשפל הוא שלה חיזוי. בניגוד למקורות מתחדשים אחרים כמו שמש או רוח, לאנרגיית גאות ושפל יש יתרון בכך שגיאות ושפל הם אירועים צפויים, המאפשרים תכנון יעיל של ייצור החשמל.
עם זאת, האתגרים להתפתחותו המלאה הם ניכרים. הסביבה הימית היא סביבה מסובכת, שכן היא דורשת הנדסה חזקה המסוגלת לכך להתנגד לתנאים קיצוניים, כגון קורוזיה על ידי מים מלוחים, השפעות של ביולוגית (הצטברות של אורגניזמים על משטחים) ושחיקה על ידי קוויטציה. יתר על כן, הקמת תשתיות מתחת לים מייצגת עלויות גבוהות הן להתקנה והן לתחזוקה.
אתגר רלוונטי נוסף הוא השפעה סביבתית. טורבינות חייבות להיות מתוכננות כך שהן לא יפריעו לרעה בבעלי החיים הימיים, כגון יונקים או דגים. במובן זה, פרויקט FLOTEC עשה התקדמות משמעותית על ידי שילוב טכנולוגיות הממזערות את ההשפעות הללו, דבר חיוני להשגת אישורים רגולטוריים ולמזעור התנגדויות חברתיות.
פרויקטים של אנרגיית גאות בעולם
אחד הפרויקטים החשובים ביותר מבחינת קנה מידה הוא מערכת האנרגיה הגאות והשפל MeyGen בסקוטלנד, המייצגת את הסט הגדול ביותר של טורבינות מבצעיות מרובות בעולם. מערכת 6 מגוואט זו ייצאה כמעט 25 GWh של חשמל לרשת הלאומית מאז התקנתה בשלב 1A, ומכסה את הצריכה השנתית הממוצעת של כ-3.800 בתים בריטיים.
במונחים של חדשנות, גם פרויקט ELEMENT תרם תרומות חשובות, ופיתח א מערכת בקרה חכמה מה שמייעל את ביצועי הטורבינות על ידי חיזוי וניהול טוב יותר של העומסים המכניים המשפיעים על פעולתן. טכנולוגיה מסוג זה עשויה להגדיל את אורך החיים השימושיים של הטורבינות ולהפחית את עלויות האנרגיה ביותר מ-17% לאורך מחזור החיים שלהן.
יוזמות והתפתחויות עתידיות
התקדמות בולטת נוספת היא טורבינת Orbital Marine Power O₂, הנחשבת לחזקה ביותר בעולם עם כושר ייצור של 2 MW. טכנולוגיה זו כבר פעילה באיי אורקני, בריטניה, ויש לה יכולת לספק 2.000 בתים מדי שנה, בנוסף לתרום לייצור מימן ירוק באמצעות אלקטרוליזה.
פרויקט D2T2, הממומן על ידי האיחוד האירופי, התקדם גם בהפחתת עלויות התפעול ב להסיר תיבות הילוכים בטורבינות ולהשתמש במערכת הולכה ישירה, המאפשרת הפקת חשמל עם זרמים במהירות נמוכה. התקדמות טכנולוגית זו אפשרה להוזיל את עלויות ייצור האנרגיה בגאות ב-30%. פרויקטים דומים, כגון NEMMO, משפרים את חומרי הלהב כדי לעמוד בפני שחיקה והשפעות של זיהום ביולוגי בסביבות ימיות מורכבות.
אנרגיית גאות ושפל, אם כי עדיין בשלב הפיתוח בהשוואה למקורות אחרים, היא טכנולוגיה שיש לה פוטנציאל להפוך לאחד ממקורות האנרגיה המתחדשים העיקריים של העתיד. מאמצי המחקר הנוכחיים והתקדמות היעילות סוללים את הדרך לעבר עתיד נקי ובר קיימא יותר, שבו אנרגיה מתחדשת משחקת תפקיד עיקרי יותר ויותר. הודות לחיזוי שלה, אנרגיית גאות ושפל מציעה יתרונות משמעותיים על פני מקורות מתחדשים אחרים ועם תשתית נאותה והשקעות גדולות יותר, היא יכולה להפוך מהבטחה למציאות מוחשית.
יש מספיק אנרגיה נקייה כדי לכסות יותר מאשר את צרכיו של "האדם", מה שחסר לנו הוא "המכונה", המסוגלת לאסוף ולרכז אותה ביעילות ורווחיות.