利用海洋的力量发电 何时可以实现？

材料牛注：大海中蕴藏着大量的能量，从海洋中撷取能量也是有希望的，但是目前海洋能量的利用率极低，最大的挑战仍是制造出性价比高的，既能承受恶劣的环境又能有效提取能量的设备。

如果你曾经在波涛汹涌的大海中努力穿过翻滚的船的甲板，或试图迎着海滩上的浪花站起来，那么你应该曾感受过海洋的力量。

大海有太多的力量，所以我们有希望从海浪中获取能量。对于国际广播听众迈克尔·麦克法兰来说，这个问题在他脑海中已存在多年。“我住在牙买加，我们从不远离海洋...在这里发电主要是靠化石燃料，”他说。那么，为什么海洋不是迈克尔的家呢？

为了解决国际广播项目Crowdscience的这个问题，首先要解决的就是语言问题。

海洋工程教授和英国普利茅斯大学COAST实验室主任Deborah Greaves解释说：“我们倾向于使用“海洋可再生能源”来描述波浪和潮汐能...在海洋环境中我们可以从海洋的运动中获取能量。”

大型潮汐发电机已经存在于世界各地的特定位置——法国布列塔尼的La Rance河河口工厂于1966年开业，世界上最大的潮汐发电站位于韩国京畿道的Sihwa Lake，耗资3315亿韩元（2.12亿英镑或2.63亿美元）。目前费用是限制世界潮汐发电厂数量的一个因素。另一个限制因素是环境问题，因为一些具有特别强潮汐的地方同时也是敏感的生态系统，如河口。

还有一个细节尤其与听众迈克尔有关：所有在牙买加海滩看到过潮汐的人都是幸运的，因为在那里涨潮和退潮的机会都是很少的，可能只有几厘米，而在世界其他地方可能一次就有数米高。

早期发展

这个项目意味着我们开始转向波浪动力，正如格雷夫教授告诉我们的，这仍然处于早期发展阶段。“另一方面，波浪能量涉及提取设备中的波浪能量运动，并且有大量不同的方法来实现这一点。”

在海上，我们并不能总是像在潮汐中那样预测水的流动。海浪可以被风吹向各个地方，或从各个不同的方向相互作用。正是这种不规律性和差异性意味着能源可以以多种方式获取，已经有成千上万的专利注册了各种不同的方法。

从设备各种各样的名字中你就可以获得一些想法，这些名字包括：傀儡，青蛙，强大的鲸鱼，波浪辊，波浪龙，牡蛎和企鹅。后者在海中上下浮动像一个真正的企鹅——虽然它看起来有点像一个卡通块奶酪——其中有些名字不完全具有代表性。

但是，除了这些多种多样的优秀的名字外，最有可能产生电力的是什么呢——是波浪还是潮汐？ “从资源方面来说，波浪能有更多的潜力，因为潮汐资源往往位于沿海岸线的特定位置。但目前来说，它离进一步的商业开发还有很大的距离，”Deborah Greaves说。

在英国普利茅斯大学的沿海和沉积物运输实验室，Greaves教授监控了他们在巨型海洋波浪盆地测试的新波浪发电设备。这个设备长35米，宽15米，高3米，在没有充满水的情况下可以容纳100多辆汽车。

海洋模拟器

它的一端有24个桨，可以单独操作产生高度接近1米的波。这意味着各种波浪都可以产生——无论是你可能在海滩看到的波浪，还是各个方向不同大小不同时间的更多复杂的表面，这就是COAST团队所谓的海洋状态。

这么大的声音只是实验室条件下产生的——这不是一片开放的海洋，但它是波浪能量设备开始的地方。Deborah解释说：“我们只能在这里达到一定的规模......只是为了真正了解设备是如何在海上工作的，了解在海洋环境中安装并让它生存的一些其他挑战。所有这些事情，我们无法进行测试，但他们可以在海上进行大规模的测试。”

法尔茅斯湾的FaB测试就是这样的地方。在一艘研究船上驶入大海一英里来说明了这个阶段如何帮助波浪能量装置开发商将他们的模型推向前进。

Johanning教授告诉我们，波浪能量设备的真正挑战是生存的极端条件。“如果有可能，你会希望波浪平稳和规律。但是这不是真正的海洋，真正的海洋是另一片天地，你必须克服。我们可以设计模拟这些条件，但前提是要确保成本效率。”

延长线

“你可以认为Wave Hub是一个大的电气延长线。我们有一条25公里长的电缆，非常粗，而且就在我们脚下沙子的下面，一直延伸进大海，另一端大约距离圣伊夫斯镇10英里，”斯图尔特说。

“从一定程度上来说波浪越大越好，但这些设备必须能够存活下来...这是个好地方，有着很好的波浪资源，在这里我们可以连接到国家电网...在澳大利亚、西爱尔兰、葡萄牙、法国、西班牙等其他地方也有非常好的波浪资源。”

那么他对听众迈克尔·麦克法兰的问题“海洋的能量能为我们提供所有的电力吗”又有什么看法？

“真是一个奇妙的问题！牙买加有很好的波浪资源。这就是一个良好的开端。但是什么时候实现？又是否能够实现？

据估计，波浪能量是全世界所需能量的两倍以上，然而，撷取这种天然不可预测的波浪能量资源是一个很大的挑战，这些设备进入商业阶段也需要一些时间，刚好在这个阶段我们可以在世界各地部署它们。我们是否可以进入通过波浪能源为整个世界提供能量的阶段？我必须绝对诚实地告诉你这真的不会发生。有估计说在英国可以有15-20％ 的能量源自波浪能源。”

所以，并不是所有的电都源自波浪能源。但是在未来岛屿社区仍然可以利用一些波浪能源，因为正如赫伯特先生说：“目前许多岛屿社区要么没有从波浪中获取能量，要么是从柴油发电机这样的昂贵设备中获得能量。”

迈克尔认为海洋提供了巨大的免费资源，这种想法是非常正确的。 但是，制造性价比高，能够抵抗严酷环境，又能从变化莫测的波浪中获得最多能量的设备是一个极大的挑战。正如Stuart Herbert所说：“风力发电机已经存在了至少20年...波浪能量至少落后10年，所以我可以想象到10年后我们将看到大量商业设备，并能有效可从波浪中撷取能量。

原文链接：When will our electricity come from the sea?

本文由编辑部丁菲菲提供素材，王冰编译，点我加入材料人编辑部。

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