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May 17, 2023

波は次の優れたクリーン エネルギー源となるでしょうか?

Potenza delle onde, energia oceanica ed energia delle onde sono tutti termini usati per descrivere l'oceano.

波力、海洋エネルギー、波力エネルギーはすべて、海の波の動きに隠されたエネルギー資源を表すために使用される用語です。 この力を利用する試みは長年にわたって続けられてきました。 しかし、これを行うための最良の方法を見つけるのは困難であることが判明しています。

米国には年間最大 2 兆キロワット時 (kWh) のエネルギーを生産する潜在力があり、これは 2021 年の米国総発電量の 64% に相当します。波力発電は、再生可能エネルギーにおける次の大きな飛躍となる可能性がありますか? それとも単に課題が多すぎるのでしょうか?

イスラエルとフィンランドのプロジェクトは、波力エネルギーが地域社会に電力を供給できることを証明しています。 将来的には波力発電も利用できるようになる可能性があります。 しかし、新興波力エネルギー企業への資金と支援が切実に必要とされているため、そこに到達するのは簡単ではない。

海上で風が吹くと、海面に波が生じます。 それらの波は風のエネルギーを運び、私たちはそれを捕らえて使用可能な電力に変換できる可能性があります。

研究者たちは、波が海面を上下させるときにエネルギーを捕捉するいくつかの方法を研究しています。 これらは、水面に設置したり、海底に固定して波の動きに合わせて動かすことができる試験装置です。 この機器の最適な配置は、最も強い波を見つけるかどうかに依存し、それは海域によって異なる場合があります。

研究者がテストしている機器のほとんどは、動力を生成するために何らかの形の油圧ポンプを使用していますが、テクノロジーのサイズ、形状、動作はさまざまな方法でテストされています。

CorPower Ocean という企業は、「ウェーブ ファーム」を導入しました。 これは、水深 40 メートルを超える外洋に複数の浮体ブイを並べて構成されています。 ブイが波の動きに合わせて動くと、ブイ内の水力学がその動きをエネルギーに変換します。

各ブイ、または「コンバーター」は直径 9 メートル、高さ 18 メートルで、海底に固定する必要があります。 ブイをグループ化すると、同じ面積の海洋を使用する洋上風力発電所よりも 3 ～ 5 倍の電力を生成できます。

環境への悪影響を避けるために、このような大規模システムを導入する企業は、導入前に精力的な評価を実施し、詳細な計画を立てる必要があります。 波エネルギーを捕捉するのに最適な場所に技術を配置することに加えて、近隣の住民や野生動物への影響を評価する必要があります。 魚、イルカ、絶滅危惧種のサンゴなど、設置によって影響を受ける可能性のある野生生物を特定し、保護することが不可欠です。 また、太陽光の遮断や自然の景観の妨げなど、設置が近隣の住民や企業に与える影響も考慮する必要があります。 評価により、企業は設置前に問題を最小限に抑えたり、回避したりすることができます。

CorPower Ocean は、現在のウェーブ ファーム設計を設計する前に、さまざまなシステムをテストしました。

「プロセスの複雑さにより、のたうつ蛇のような減衰器、上下に動くブイ、海底に設置された装置など、多くの設計が生まれました。その場で発電して海底ケーブルを介して海岸に送る装置もあれば、それを海底ケーブルで海岸に送る装置もあります」波の機械的エネルギーを電気エネルギーに変換する前に陸地に伝えます。」 —コーパワー・オーシャン

システムの設計が何であれ、目標は同じです。それは、波の動きを、既存のエネルギー供給と一致または補完する一貫したエネルギー供給に変換することです。

さまざまな要因により、波力発電技術の進歩が遅れています。 しかし、海そのものが最大の課題をもたらします。 成功する技術は、安定したエネルギー供給を提供しながら、有害な嵐、荒潮、腐食性の塩水に耐えることができなければなりません。

しかし、海は一部の機器を粉々にし、一部の技術は漏れや材料の弱さによって機能不全に陥ります。 研究チームが複数のテクノロジーを使用し、遠隔地で大規模なプロジェクトを試行していると、すぐに資金が枯渇してしまう可能性があります。

これらのチームが直面するその他の課題には次のようなものがあります。

2050 年までに、波力エネルギーはヨーロッパの現在の電力需要の 10% に相当する電力を供給できると予測されています。 このような可能性を考えると、数多くの課題にもかかわらず、世界中のチームが進歩していることは心強いことです。

フィンランドに拠点を置くグリーン エネルギー研究グループの AW-Energy は、WaveRoller として知られる製品を開発しました。 このシステムは巨大なヒンジ付きパネルで海底に取り付けられ、陸上の電力網に直接接続できます。

2019年、AW-Energyはポルトガルのペニシェ近郊に初の商業規模のWaveRollerを設置し、ポルトガルの国家送電網への電力供給を開始した。 2021 年以降、同社は 10 ～ 24 台の WaveRoller ユニットからなる WaveRoller WaveFarms を作成しました。

WaveFarm プロジェクトは現在、電力会社が購入できる完全で安定したインフラを構築できる産業規模の事業を構築するために、欧州海事漁業基金から資金提供を受けています。

AW-Energy は、この技術により「同様の規模の地域で風力タービンよりも約 7 倍の公称発電能力を提供できる」と報告しています。 これは、私たちが現在化石燃料から得ている電力を置き換える可能性がある、大量の再生可能エネルギーです。

Eco Wave Power はイスラエルに拠点を置き、波エネルギーを生成し、電力網に直接送信します。 「フローター」として知られるこれらの大きな水平ユニットは海面に設置され、桟橋や桟橋などの既存の海岸線の構造物に取り付けられます。 フローターには、油圧ピストンを備えた可動アームが付いています。 フロートが波の動きに合わせて上下に動くと、このピストンが圧縮および減圧され、油圧モーターが駆動されてエネルギーが生成されます。

フローターはメンテナンスのために簡単にアクセスでき、荒天時の損傷を避けるために海面よりすぐに上昇させることができます。 また、非常に迅速かつ簡単にインストールできます。

このテクノロジーは、拠点がどこであっても、世界の再生可能エネルギー分野を変革する大きな可能性を秘めています。 世界中の海岸で利用できる資源は膨大です。 たとえば、カリフォルニアでは、年間電力需要が約 292 テラワット時 (TWh) ですが、海岸の波力エネルギーから利用可能な資源は約 328 TWh です。 企業が簡単に移転可能なテクノロジーを開発することで、世界中のコミュニティがその成功から恩恵を受けることができます。

Eco Wave Power はイスラエルのヤッファ港に最初の基地を設置しました。 政府の資金提供により事業を拡大することができ、電力網に接続したイスラエル初の波力発電所となった。 この発電所は、グループがジブラルタル政府およびジブラルタル電力庁と電力購入契約を締結した2014年以来、現在稼働しています。 彼らは2016年にジブラルタルで初の商用化された送電網接続プロジェクトを開始し、現在も運用中である。

波エネルギーの潜在力は世界的に非常に大きいです。 科学者らは、この電力が完全に利用されれば、世界の年間電力需要を満たすことができると推定しています。 米国が波力発電の恩恵を受けるためには、米国沿岸での波力技術の利用を支援する政府のより大きな対応が必要です。 現在実施されている波力発電戦略はありませんが、この再生可能エネルギー源に対する支持が現れ始めている兆候がいくつかあります。

米国内務省 (DOI) のクリーン エネルギー計画は、波と潮力プロジェクトがクリーン エネルギーの将来にとって重要な考慮事項であり、「良い収入を生み出しながら、全国のコミュニティが気候変動の解決策に参加できるよう支援する」ことを示しています。組合の仕事。」

現在までのところ、米国が波力エネルギーをいつどのように導入するかについての具体的な概要はありません。 しかし、政府機関の支援を受けて、重要な波力エネルギー研究プロジェクトが進行中です。

2022年、米国エネルギー省はDOI海洋エネルギー管理局（BOEM）の支援を受けて、8件の新しい波力エネルギープロジェクトに2,500万ドルの資金提供を発表した。 プロジェクトはこれらの資金を使用して問題を克服し、さまざまな技術をテストして、将来の波力エネルギープロジェクトの展開を確実に成功させます。

新しいウェーブ技術は、PacWave プロジェクトの一環としてテストされます。 このプロジェクトでは、南試験場として知られる新しい波力エネルギー試験施設がオレゴン州に建設されています。 2024 年の完成が予定されているこの施設は、広範な波力網に接続されたエネルギー デバイスのテストに使用される予定です。 このプロジェクトは次のことを達成することを目的としています。

このプロジェクトは、波力エネルギーを実用化するための政府と大規模な研究グループとの強い取り組みを表しています。 この動きの背後には、既存のエネルギーインフラを利用して波力エネルギーを商業的に実行可能にするという推進力もあります。 成功すれば、脱炭素化目標が加速し、2050年までに実質ゼロ排出を達成するという政府の目標を支援することになる。

波力エネルギーは米国の電力構成の最大 20% を供給できる可能性があります。 どうすれば変化の実現を支援し、決定を下す人々にこの解決策を真剣に受け止めてもらうことができるでしょうか?

科学者やエンジニアはテクノロジーの学習と拡張を続けていますが、彼らが得られる最善のサポートは、資金、助成金、大企業と協力する機会を通じて得られるものです。 消費者として、私たちが提供できる最善のサポートは、消費者を擁護することです。消費者について話し、進歩を共有し、権力者にエネルギーを供給するためのより良い方法を採用するよう奨励することです。

研究プロジェクトをサポートします。完全に開発された波力エネルギー システムを大手電力会社に導入するために現在熱心に取り組んでいる新しい技術開発者や科学者を見つけてください。 ほとんどの企業は、Web サイトにソーシャル メディア チャネル、サブスクリプション、または問い合わせフォームを持っています。 彼らが昇進すればするほど、彼らのテクノロジーがすぐに使えるという認識が高まります。

地元の代理店にお問い合わせください 。 研究と証拠を地方、州、連邦の議員と共有します。 この重要な新技術をサポートするよう依頼してください。

環境イノベーションでキャリアを築きましょう。あなたがエンジニアやデザイナーである、またはなりたいのであれば、波動エネルギーで自分の才能を活かして変化をもたらす機会を探してください。 すでにこの分野に携わっている場合は、ウェーブ ローラーのデモンストレーションに使用されるレゴ モデルの例のように、意識を高めるための新しい方法を検討してください。

現在のエネルギー源を置き換えることは、地球の将来にとって極めて重要です。 再生可能技術の進歩により、ゆっくりではありますが着実な改善が見られます。 これまでのところ、太陽光と風力がクリーン エネルギー分野のリーダーであり続けていますが、波力エネルギーは、私たちが探し求めてきたミッシング リンクとなる可能性を示しています。

私たちの多くはすでに再生可能エネルギー源を利用していますが、常にそれらに 100% 依存することはできません。 たとえば、太陽エネルギーや風力エネルギーは、悪天候や厳しい天候、または照明が不十分またはまったくない場合、安定した強力な電力の流れを提供できません。 ただし、波は風力や太陽光よりも密度が高く、安定したエネルギー源を提供するため、これらの資源を組み合わせることで、より安定したクリーン エネルギーの供給が可能になります。

波力発電は化石燃料への依存を減らし、エネルギー供給を安定させる可能性があります。 しかし、この分野では研究開発がまだ進行中であるため、それが起こるかどうか、あるいはどのように起こるかを予測するのは困難です。

しかし、私たちが知っていることは、世界中の政府や地域社会が脱炭素化と気候変動削減の道を模索し続ける中、風力発電のような再生可能資源がそれらの目標を達成するための鍵となるということです。

ベッキー・マッケイは、最新のグリーントレンドと持続可能性に関するニュースを追いかけている経験豊かなジャーナリスト兼ライターです。 GreenMatch.co.uk に寄稿し、彼女は何千人もの読者が暖房や光熱費などの多くの家庭の問題に対する環境に配慮した解決策を見つけられるよう支援してきました。