اليابان توفر الكهرباء من الطاقة المتجددة باستخدام توربينات أعماق المحيطات

طوّرت شركة تصنيع الآلات الثقيلة "آي إتش آي" اليابانية توربينات يمكنها توفير الطاقة المتجددة، من خلال العمل تحت سطح البحر، إذ تسخر الطاقة في التيارات العميقة في المحيطات وتحولها إلى مصدر ثابت وموثوق للكهرباء.

ويشبه توربين كيريو العملاق الطائرةَ، ويستخدم مروحتين توربينيتين عكسيتَي الدوران بدلًا من المحركات النفاثة، ويضم "جسم الطائرة" المركزي نظامًا لتعديل الطفو، وصُمِّم النموذج الأولي للتوربين، الذي يبلغ وزنه 330 طنًا، ليُثَبَّت في قاع البحر على عمق 30-50 مترًا، حسبما نشر موقع وكالة بلومبرغ.

• اليابان.. الطاقة المتجددة تشغل قطارات السكك الحديدية الرئيسة (فيديو)

وقد اختبرت اليابان المتعطشة للطاقة والمعتمدة على الوقود الأحفوري بنجاح هذا التوربين التي يمكن أن يوفر شكلًا ثابتًا من الطاقة المتجددة، بغضّ النظر عن طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية، وفق بيانات اطّلعت عليها منصة الطاقة المتخصصة.

خطة استخدام التوربينات

في الإنتاج التجاري، تتمثل الخطة بوضع توربينات كيريو في تيار كوروشيو، أحد أقوى التيارات في العالم، الذي يمتد على طول الساحل الشرقي لليابان، وينقل الكهرباء عبر خطوط بحرية.

وقال أستاذ سياسة تكنولوجيا المحيطات في كلية الدراسات العليا لعلوم الحدود بجامعة طوكيو، كين تاكاجي، إن التيارات المحيطية تتمتع بميزة من حيث إمكان الوصول إليها في اليابان.

وأضاف أن طاقة الرياح أكثر ملاءمة جغرافيًا لأوروبا، التي تتعرض لرياح غربية سائدة، وتقع عند خطوط العرض العليا.

بدورها تقدّر منظمة الطاقة الجديدة والتكنولوجيا الصناعية اليابانية (إن إي دي أو) أن تيار كوروشيو يمكن أن يولّد ما يصل إلى 200 غيغاواط - نحو 60% من سعة التوليد اليابانية الحالية.

البحث عن البدائل المتجددة

تركزت معظم استثمارات اليابان حتى الآن في طاقة الرياح والطاقة الشمسية، وكانت اليابان ترى في الطاقة المتجددة خيارًا عمليًا لتزويد مواطنيها بالطاقة، خصوصًا بعد كارثة محطة فوكوشيما النووية، وفقًا لما نشر موقع "إنترستينغ إنجينيرينغ" في 4 يونيو/حزيران الجاري.

وفي حين تُعدّ اليابان ثالث أكبر مولّد للطاقة الشمسية في العالم، وقد قامت باستثمارات طموحة في طاقة الرياح البحرية، فإنه لا يمكن لأيّ من مصادر الطاقة هذه توفير الاستقرار والموثوقية التي تولّدها أنظمة الكهرباء القائمة على التيارات البحرية.

وعلى سبيل المقارنة، تبلغ قدرة تيارات المحيطات 50 إلى 70%، بينما تبلغ طاقة الرياح البرية 29% والطاقة الشمسية 15%.

تجدر الإشارة إلى أن شركة آي إتش آي اليابانية تواجه العيديد من العقبات التي يجب التغلب عليها، قبل أن تصبح التوربينات البحرية لديها قابلة للتطبيق، إذ إن تركيب نظام تحت الماء أكثر تعقيدًا من تجربة المنشآت البرية.

ويعود ذلك لأن الأنظمة البحرية يجب أن تكون قوية بما يكفي لتحمّل الظروف القاسية والمعادية لتيارات أعماق المحيطات.

وقال أستاذ سياسة تكنولوجيا المحيطات في كلية الدراسات العليا لعلوم الحدود بجامعة طوكيو، كين تاكاجي، إنه على عكس أوروبا، التي لها تاريخ طويل في التنقيب عن نفط بحر الشمال، لدى اليابان خبرة قليلة في البناء البحري.

وأوضح أن اليابان لا تنعم بالكثير من مصادر الطاقة البديلة، مشيرًا إلى أن بعضهم قد يقول، إن توربينات طاقة المحيطات هي مجرد حلم، لكن اليابان بحاجة إلى تجربة كل شيء لتحقيق الحياد الكربوني.

وأضاف أنه إذا أثبتت اليابان نجاحها في بناء مولد الكهرباء الجديد هذا، فستكون قد خطت خطوة جبّارة إلى الأمام نحو إنتاج طاقة نظيفة وخضراء وآمنة.

كفاءة الطاقة في اليابان

في فبراير/شباط، أكملت شركة آي إتش آي اليابانية دراسة إيضاحية لتقنية توربينات طاقة المحيطات لمدة 3 سنوات، بالتعاون مع منظمة الطاقة الجديدة والتكنولوجيا الصناعية اليابانية (إن إي دي أو).

واختبر فريق شركة آي إتش آي النظام في المياه المحيطة بجزر توكارا في جنوب غرب اليابان عن طريق تعليق توربين كيريو بسفينة وإعادة الكهرباء إلى السفينة، وانطلقت السفينة في البداية لتوليد تيار اصطناعي، ثم علقت التوربينات في تيار كوروشيو.

وأثبتت الاختبارات أن النموذج الأولي يمكن أن يولد 100 كيلوواط من الكهرباء المستقرة المتوقعة، وتخطط الشركة الآن للتوسع إلى نظام كامل بقوة 2 ميغاواط يمكن أن يكون قيد التشغيل التجاري في 2030، أو بعد ذلك.

كسائر البلدان البحرية المتقدمة الأخرى، تستكشف اليابان طرقًا مختلفة لتسخير طاقة المحيطات، بما في ذلك طاقة المد والجزر والأمواج وتحويل الطاقة الحرارية للمحيطات، التي تستغل الاختلاف في درجة الحرارة بين سطح المحيط وأعماقه.

وقد استثمرت شركة "ميتسوي أو إس كيه لاينز" اليابانية في شركة "بومبورا ويف باور"، ومقرّها المملكة المتحدة، لاستكشاف إمكانات التكنولوجيا في اليابان وأوروبا.

وتقوم الشركة أيضًا بالترويج لتحويل الطاقة الحرارية للمحيطات، وبدأت في تشغيل منشأة تجريبية بقدرة 100 كيلوواط في أوكيناوا في أبريل/نيسان، وفقًا لما ذكره المدير العامّ لقسم التسويق المؤسسي، ياسو سوزوكي .

اختبار جدوى المشروع

من المقرر أن تبدأ وحدة الطاقة المتجددة "كيوشو إليكتريك كيودين ميراي إنرجي" اليابانية اختبار جدوى بقيمة 5.1 مليون دولار، هذا العام، لإنتاج 1 ميغاواط من طاقة المد والجزر حول جزر جوتو في بحر الصين الشرقي.

بدورها، اقترحت الحكومة اليابانية تغييرات على مزادات الرياح البحرية التي يمكن أن تسرّع التنمية.

• ميتسوي اليابانية تضخ استثمارات "مليارية" في الطاقة المتجددة بالهند

من بين تقنيات الطاقة البحرية، يعدّ تيار المد والجزر الذي يتقدّم بشكل أسرع نحو الفعالية من حيث التكلفة، نظرًا للتقدم الحاصل في التقنيات التي أثبتت جدواها، كما قال رئيس التحرير السابق لمؤسسة الأبحاث "بلومبرغ لتمويل الطاقة الجديدة"، محلل الطاقة البحرية، أرغوس ماكرون.

وفي حين إن تدفقات المد والجزر لا تعمل لمدة على مدار الساعة، فإنها تميل إلى أن تكون أقوى من التيارات في أعماق المحيطات.

علاوة على ذلك، يتدفق تيار كوروشيو من 1 إلى 1.5 مترًا في الثانية، مقارنة بـ 3 أمتار في الثانية لبعض أنظمة المد والجزر.

اقرأ أيضًا..

• هل تعمل الطاقة الشمسية في الشتاء لإنتاج الكهرباء؟ تقرير يجيب
• الصين تفكك مشروعًا عملاقًا للطاقة الشمسية
• تقسيم حقل هنغام للغاز يمنح إيران نصيب الأسد.. و20% لسلطنة عمان