ملخص تنفيذي
يستعرض هذا التقرير التطورات الحديثة في مجال طاقة الأمواج، مع التركيز على إنجازات شركة كور باور أوشن السويدية. بناءً على تحليل فيديو حديث، يوضح التقرير كيف نجت بويات كور باور من أمواج قياسية بلغ ارتفاعها 18.5 مترًا في عام 2023، مع استمرارها في تزويد الشبكة الكهربائية بالطاقة النظيفة. بفضل تقنيات مبتكرة مثل WaveSpring وأنظمة التحكم بالذكاء الاصطناعي، تعمل كور باور على تحسين استخراج الطاقة من الأمواج. يتناول التقرير التحديات الفنية، الفوائد البيئية، انخفاض التكاليف، وآفاق التوسع، بما في ذلك مشروع بقدرة 30 ميغاواط مخطط له في أيرلندا بحلول 2028. على الرغم من الأسئلة المتبقية حول المتانة طويلة الأمد والتأثير البيئي، تظهر طاقة الأمواج كحل واعد لاستكمال مصادر الطاقة المتجددة الأخرى.
مقدمة
تغطي المحيطات أكثر من 70% من سطح الأرض، وتحمل طاقة حركية هائلة تُقدر بأكثر من 30,000 تيراواط ساعة سنويًا، أي ما يعادل إنتاج الكهرباء العالمي في 2023. ومع ذلك، ظلت طاقة الأمواج غير مستغلة إلى حد كبير بسبب التحديات الفنية والمالية. يركز هذا التقرير على تقدم شركة كور باور أوشن، التي أسست عام 2009، والتي أظهرت إنجازات ملحوظة باستخدام محولات طاقة الأمواج (WECs) في 2023-2024. من خلال اختبارات ناجحة في البرتغال ومشاريع طموحة في أيرلندا، يهدف التقرير إلى تقييم ما إذا كانت طاقة الأمواج جاهزة لتصبح مصدر طاقة قابل للتطبيق واستكشاف آثارها على مستقبل الطاقة المتجددة.
السياق وأهمية طاقة الأمواج
الإمكانات الطاقوية
وفقًا للمختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL) في الولايات المتحدة، يمكن لمحولات طاقة الأمواج المثبتة على بعد 16 كم من السواحل الأمريكية أن تولد 770 تيراواط ساعة سنويًا، مغطية 18% من احتياجات الكهرباء في البلاد في 2023. في أعالي البحار، قد تصل هذه الإمكانات إلى ثلث الطلب الطاقوي الأمريكي. توفر الأمواج مصدر طاقة مستقر، مع توقف لمدة 200 ساعة فقط سنويًا مقارنة بـ 1000 ساعة للرياح البحرية، مما يجعلها مكملًا مثاليًا للطاقة الشمسية والريحية، خاصة في الشتاء عندما تنخفض الطاقة الشمسية.
التحديات التاريخية
على الرغم من إمكاناتها، واجهت طاقة الأمواج عقبات كبيرة. مشاريع مثل أوشانلينكس في أستراليا، التي خسرت مولدين عائمين، أو بيلاميس، التي أطلقت أول مزرعة أمواج في البرتغال قبل إفلاسها في 2008، تُظهر التحديات الفنية والمالية. تتحرك الأمواج بشكل معقد (صعود، هبوط، وحركة جانبية)، مما يجعل تصميم محولات موثوقة صعبًا. كما أن البيئة البحرية المسببة للتآكل والعواصف الشديدة تتطلب مواد قوية وتكاليف عالية للاختبار والتركيب.
تحليل تقنية كور باور أوشن
تصميم محول طاقة الأمواج (WEC)
نظام كور باور، الذي تم اختباره تجاريًا في 2023 في البرتغال، عبارة عن محول من نوع "نقطة الامتصاص" بقطر 9 أمتار، مثبت على قاع البحر بخط رباط مشدود. على عكس التوربينات التقليدية، لا تدور هذه البوية بل تتأرجح رأسيًا وأفقيًا مع الأمواج، مدفوعةً نظامًا ميكانيكيًا داخليًا يولد الكهرباء. تشمل الميزات الرئيسية:
نظام التوتر: آلية داخلية تسحب البوية للأسفل بين قمم الأمواج، مما يسمح بجمع الطاقة أثناء الصعود والهبوط، مما يعزز كفاءة الدورة.
WaveSpring: تقنية رنين طورتها NTNU تُزامن حركة البوية مع إيقاع الأمواج، مما يزيد من جمع الطاقة حتى في الأمواج الصغيرة (حركة تصل إلى 3 أمتار في أمواج بارتفاع متر).
التحكم بالذكاء الاصطناعي: أنظمة ذكاء اصطناعي تُعدل الأداء في الوقت الفعلي، مما يحسن استخراج الطاقة ويسمح بـ "إلغاء التزامن" أثناء العواصف لتقليل تأثير الأمواج.
الأداء والمتانة
في 2023، صمدت بويات كور باور أمام أمواج قياسية بلغت 18.5 مترًا خلال أربع عواصف شتوية في البرتغال، بفضل وضع النجاة الفريد الذي يجعل البوية "شفافة" للأمواج الشديدة. وصل محول C4، بقدرة اسمية 300 كيلوواط، إلى ذروة 600 كيلوواط، وقد يصل إلى 850 كيلوواط مع تحسينات. هذا الأداء يُظهر متانة استثنائية وقدرة على توفير طاقة مستقرة للشبكة حتى في ظروف قاسية.
خفض التكاليف
اعتمدت كور باور مواد مركبة من الألياف الزجاجية والراتنج، مشابهة لتلك المستخدمة في شفرات التوربينات الريحية، لتقليل التكاليف مقارنة بالفولاذ التقليدي الذي يتآكل بسهولة. أدت هذه الخطوة إلى خفض تكلفة الطاقة المستوية (LCOE) بنسبة 70% من خلال عمليات تصنيع مؤتمتة. كما تخطط الشركة لمصانع متنقلة لبناء البويات في الموقع، مما يقلل من تكاليف النقل والبصمة الكربونية. تُشير التوقعات إلى أن LCOE قد ينخفض إلى 32-43 دولارًا لكل ميغاواط ساعة عند تركيب 20 غيغاواط (حوالي 67,000 بوية)، ليصبح منافسًا للرياح البرية والطاقة الشمسية بحلول 2035.
الفوائد والتطبيقات
التكامل مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى
تُكمل طاقة الأمواج الرياح البحرية والطاقة الشمسية بتقليل فترات التوقف في الشبكة إلى 100 ساعة سنويًا عند دمجها مع الرياح. تكون طاقة الأمواج أقوى في الشتاء، مما يعوض انخفاض إنتاج الطاقة الشمسية. كما تُقلل الاستدامة في إنتاج الطاقة من الحاجة إلى تخزين البطاريات باهظ التكلفة، مما يدعم شبكة خالية من الانبعاثات.
التوطين المشترك مع مزارع الرياح
تقلل مشاركة البنية التحتية مع مزارع الرياح البحرية التكاليف بشكل كبير. يمكن أن يؤدي دمج مزرعة أمواج بقدرة 100 ميغاواط مع مزرعة رياح بقدرة 500 ميغاواط إلى خفض تكاليف رأس المال بنسبة 7% لمشروع الرياح و40% لمشروع الأمواج، مما يقلل التكلفة الإجمالية بنسبة 12%.
التحديات والتأثيرات البيئية
التحديات الفنية
المتانة طويلة الأمد: تُقدر كور باور عمر البويات بـ 20 عامًا، مع إمكانية الوصول إلى 25-30 عامًا، لكن الأختام التي تحمي الأنظمة الداخلية قد تشكل تحديًا صيانيًا.
البيئة البحرية: التآكل الناتج عن مياه البحر والإجهاد المستمر على الأجزاء المتحركة يتطلبان مواد متينة وصيانة منتظمة.
التأثيرات البيئية
الضوضاء تحت الماء: قد تؤثر الضوضاء الناتجة عن التركيب والتشغيل على الحياة البحرية، مثل الأسماك والدلافين. تستخدم كور باور مرساة UMACK التي تُركب بالاهتزاز، مما يقلل الضوضاء بمقدار 15-20 ديسيبل مقارنة بالتثبيت التقليدي.
التأثيرات الإيكولوجية: قد تُقلل محولات الأمواج من تأثير العواصف على السواحل، لكنها قد تؤثر على تدفقات الرواسب أو جودة المياه. الأجهزة والكابلات قد تُشكل شعابًا اصطناعية، لكنها قد تجذب أنواعًا غازية.
المجالات الكهرومغناطيسية: الكابلات تحت الماء قد تؤثر على سلوك الأنواع الحساسة مثل القروش والسلاحف البحرية، مما يتطلب مراقبة بيئية دقيقة.
المشاريع المستقبلية والتمويل
تخطط كور باور لنشر مصفوفة أمواج بقدرة 5 ميغاواط في 2026 قبالة مقاطعة كلير في أيرلندا، مع التوسع إلى 30 ميغاواط بحلول 2028، بالتكامل مع مزرعة رياح عائمة. يدعم المشروع شراكة بين ESB وSimply Blue، مع تمويل مشترك يصل إلى 39.5 مليون يورو من صندوق الابتكار الأوروبي. سينتج المصفوفة 15 جيغاواط ساعة سنويًا، كافية لتزويد 4200 منزل وتجنب 27,000 طن من انبعاثات CO₂ في أول 10 سنوات.
حصلت كور باور على تمويل بقيمة 34 مليون دولار في 2024، و18 مليون دولار إضافية من المجلس الأوروبي للابتكار في 2025، ليصل إجمالي تمويلها إلى أكثر من 100 مليون دولار. أوروبا، التي تمتلك نصف براءات اختراع طاقة الأمواج العالمية، تتصدر المجال، بينما تخصص الولايات المتحدة 520 مليون دولار منذ 2019، وتظل أستراليا متأخرة رغم مواردها الهائلة.
التوصيات
تعزيز التمويل: زيادة الدعم العام للبحث والتطوير لخفض التكاليف، مع استثمار 11 مليون دولار سنويًا حتى 2030 من 20 دولة كما تقترح وكالة الطاقة الدولية.
المراقبة البيئية: إجراء دراسات مستمرة لتقييم التأثيرات على الحياة البحرية، خاصة الضوضاء والمجالات الكهرومغناطيسية.
التكامل مع الشبكة: تطوير بنية تحتية مشتركة مع مزارع الرياح لتقليل التكاليف وتحسين كفاءة الشبكة.
التوعية العامة: نشر معلومات دقيقة لتعزيز الثقة في طاقة الأمواج كمصدر متجدد مستدام.
الخاتمة
يُبرز هذا التقرير التقدم الكبير الذي أحرزته كور باور أوشن في مجال طاقة الأمواج، من خلال تصميمات مبتكرة واختبارات ناجحة في ظروف قاسية. بينما تواجه التقنية تحديات مثل المتانة طويلة الأمد والتأثيرات البيئية، فإن انخفاض التكاليف، التكامل مع مصادر الطاقة المتجددة الأخرى، والمشاريع القادمة مثل مصفوفة أيرلندا تُظهر إمكاناتها الهائلة. طاقة الأمواج ليست حلاً سحريًا، لكنها خطوة واعدة نحو شبكة طاقة خالية من الانبعاثات. مع استمرار الاستثمار والبحث، قد تصبح الأمواج مصدرًا رئيسيًا للطاقة النظيفة بحلول منتصف القرن.
آفاق المستقبل
لتحقيق أقصى استفادة من طاقة الأمواج، يُوصى بالتالي:
التطوير التكنولوجي: دمج محولات الأمواج مع مولدات كهربائية صغيرة لتوسيع التطبيقات.
التعليم العلمي: إنشاء برامج توعية لتوضيح فوائد وحدود طاقة الأمواج.
التعاون الدولي: تعزيز الشراكات بين الدول والشركات لتسريع التوسع وخفض التكاليف.
بهذا، يُشكل هذا التقرير نقطة انطلاق لفهم وتطوير طاقة الأمواج، موجهًا الجهود نحو مستقبل طاقة مستدام ومبتكر.
تعليقات
إرسال تعليق