اليابان تتوجه نحو إطلاق محرك مائي عملاق بهدف الوصول إلى طاقة غير محدودة

صنع مهندسون يابانيون “وحشًا عملاقًا” يستطيع تحمل أقوى التيارات في المحيطات وتحويل تدفقها إلى إمداد غير محدود من الكهرباء ليشكل مصدر قوة لا مثيل له. عملت شركة IHI الهندسية اليابانية مع منظمة تطوير الطاقة الجديدة والتكنولوجيا الصناعية NEDO على تطوير هذه التكنولوجيا منذ أكثر من عقد، وفي عام 2017 وُضعت تصاميمها قيد الاختبار.

اجتاز المشروع في شهر فبراير 2022مرحلة الاختبار التي استمرت مدة ثلاث سنوات ونصف في المياه قبالة الساحل الجنوبي الغربي لليابان. يُطلق على النموذج الأولي -الذي يبلغ وزنه 330 طنًا- اسم كاي ريو Kairyu أو (تيار المحيط).

يتكون الهيكل من جسم طوله 20 مترًا، محاط بزوج من الأسطوانات متشابهة الحجم، كل منها يحتوي على نظام لتوليد الطاقة متصل بشفرة توربينية طولها 11 مترًا، يُربط الجهاز بقاع المحيط بواسطة خط مرساة وكابلات طاقة، ويمكنه توجيه نفسه للعثور على الوضع الأكثر كفاءة لتوليد الطاقة من دفع تيارات المياه العميقة، وتوجيهها إلى الشبكة.

كانت اليابان تعتمد كثيرًا على الوقود الأحفوري لتوليد الطاقة، لكنها تحاول خفض الاعتماد على الوقود الأحفوري والطاقة النووية والاتجاه نحو مصادر الطاقة المتجددة، لا سيما بعد وقوع كارثة فوكوشيما النووية عام 2011.

يشكل الأرخبيل الياباني مجالًا صغيرًا من توربينات الرياح أو حقول الألواح الشمسية، لا توجد أيضًا فرص كثيرة لتجارة الطاقة المتجددة بسبب موقعها البعيد عن الدول المجاورة، لذلك فإن الشيء الوحيد الذي تمتلكه هو المساحات الواسعة من المياه الساحلية التي تمتد إلى شرقها الواقعة شمال المحيط الهادئ، ويمر فيها تيار كوروشيو الذي يُعد استمرارًا للتيار الاستوائي الشمالي في المحيط الهادئ.

إذا استطعنا تسخير الطاقة الموجودة في التيار فقد تولد نحو 205 جيجاوات من الكهرباء (الكمية نفسها التي تتولد حاليًا في البلاد)، لكن توجد صعوبة في استخدام هذه الإمكانات كمصدر للطاقة؛ بسبب اضطراب حركات المحيط وقد تدمّر الأعاصير أيضًا محطات الطاقة.

صُمم الجهاز كاي ريو ليعوم على عمق نحو 50 مترًا تحت الأمواج، وعندما يطفو نحو السطح يوفر السحب الناتج عزم الدوران اللازم للتوربينات، وتدور كل شفرة في اتجاه معاكس ما يحافظ على استقرار الجهاز نسبيًا.

تتدفق المياه بسرعة عقدة إلى 4 عقد في الثانية (من متر إلى مترين) ما يوفر 100 كيلوواط من الطاقة، لكنه يبدو كشرارات صغيرة مقارنةً مع متوسط توربينات الرياح البحرية البالغ 3.6 ميغاواط، وقت يُوسّع نطاق كاي ريو ليضم جهاز شقيق بطول 20 مترًا لتوليد 2 ميغاواط.

على الرغم من هذا الاهتمام الكبير باستغلال مصادر الطاقة المتجددة، فإن تلك المحاولات تنتهي عادةً بالفشل؛ بسبب التكاليف الهندسية المرتفعة والقيود البيئية وقرب المناطق الساحلية من الشبكة.

إذا تغلّبت شركة IHI على تلك المصاعب قد توفر طاقة المحيط التي ستجنيها من 40 إلى 70٪ من احتياجات الطاقة في اليابان، كل ذلك قد يحدث مع التطور في علم المواد وعبر الفهم الأفضل للبيئة البحرية.

كيف يمكن للمحيطات أن تمدنا بالطاقة النظيفة؟

ترجمة: تسنيم فندقلي

تدقيق: عبد المنعم الحسين

مراجعة: لبنى حمزة

المصدر