- האוקיינוסים בעולם הם מקור אנרגיה עצום שאינו מנוצל. בסוכנות האנרגיה הבינלאומית, מעריכים כי הפוטנציאל העולמי של אנרגיית הגלים גדול פי 8 מצריכת האנרגיה הממוצעת השנתית של גרמניה. הפוטנציאל האנרגטי השנתי התאורטי של גלים בחופי ארצות הברית מוערך בכ-2.64 טריליון קילוואט-שעה, שהם שווי ערך לכ-64% מייצור החשמל במתקני אנרגיה גדולים בארה"ב בשנת 2021 . זוהי יותר אנרגיה ממה שנזדקק לה, ורחוק מיכולות ההפקה היום, אולם מומחים מקווים שאנרגיית הגלים תספק בעתיד כ-10%-20% מתמהיל ייצור החשמל שלנו. אנרגיית גלים יכולה גם להוות פתרון משלים מצוין לאנרגיית רוח ואנרגיה סולארית, מאחר שהיא יכולה לייצר חשמל רציף במשך 24 שעות ביממה בכל תנאי מזג אוויר, ובעוד שאנרגיית רוח וסולאר מגיעה לשיאה באביב ובקיץ בהתאמה, הגלים עוצמתיים יותר ועקביים יותר בחורף. במובן זה, אנרגיית הגלים מהווה אחת מאותן חתיכות חסרות בדרך למעבר ל-100% אנרגיה מתחדשת. אולם, בעוד שמדענים כבר מזמן הבינו את הפוטנציאל הגלום בגלים, בניית ציוד שיאפשר לרתום אנרגיה זו, מסתברת כמשימה קשה לביצוע. האוקיאנוס הוא סביבה מאתגרת לבנות בה תשתיות. הוא נע באלימות ומוביל לייצור חלודה. מעבר לכך, טבעם של הגלים עצמם מהווה אתגר שכן להבדיל מרוח למשל, הגלים אינם לינאריים, אלא תנודתיים, ולכן נדרשים המתקנים להפוך אנרגיה תנודתית זו לאנרגיה הניתנת לתפיסה והמרה. התשתית הנדרשת ליצירת קנה מידה גדול במתקני הייצור וכן לחיבורם לרשת החשמל היא מורכבת ויקרה.
- אנרגיית גלים, היא סוג של אנרגיה מתחדשת, המשמשת לביצוע סוגים שונים של עבודה, בין היתר ייצור חשמל. זוהי אנרגיה מתחדשת, אשר מקורה ברוחות על פני גופי המים (שהמקור שלהן הינו בחום השמש). גלי הים נוצרים כתוצאה מהרוחות המנשבות מעל פני הים. כאשר הרוח נושבת על פני מי האוקיינוס, חלק מהאנרגיה הקינטית האצורה ברוח עובר למים ונוצרים גלים. בגלים אצורה אנרגיה פוטנציאלית, המתבטאת בהפרש הגובה בין שיא הגל לתחתיתו. גודלה של האנרגיה תלוי בשני גורמים עיקריים: עוצמת הרוחות ומרחק הרוח מקו החוף. תלות זו גורמת לכך שהאנרגיה הפוטנציאלית האצורה בגלי הים משתנה כתלות באקלים ועונות השנה, ובמיקום הגאוגרפי. הגלים משמשים כנשא לאנרגיה על פני שטח האוקיינוס, כאשר האנרגיה היא שנעה לאורך פני שטח האוקיינוס ולא המים עצמם. מכיוון שהאנרגיה שנושא הגל היא אנרגיה מכנית, ההפיכה שלה לאנרגיה חשמלית מבוצעת על ידי שימוש במכשור מתקדם הממוקם על פני שטח האוקיינוס, קולט את האנרגיה הנפלטת מהתנועות המחזוריות של הגלים (בעלייתם ובירידתם) והופך אותן לאנרגיה חשמלית .
- ונתחיל, איך לא, ממעט היסטוריה: לאורך ההיסטוריה, הפוטנציאל הגלום בגלי הים היה מוכר. העדויות המוקדמות ביותר לרתימת אנרגיית הגלים היו כבר מהמאה ה-13 מסין, להנעת טחנות. בשנת 1799 המציאו פייר-סימון ג'רארד, מהנדס מכונות צרפתי ובנו סימון, פטנט להפקת אנרגיה מגלי הים של האוקיינוס. הם ייצרו מכונה הלוכדת את האנרגיה המיוצרת על ידי גלי הים והשתמשו באנרגיה זו לצורך תפעול מכונות שונות על גבי ספינות. הרעיון התבסס על חיבור קורות לספינות מלחמה וניצול תנודות הספינה על פני מי האוקיינוס להנעת קורות אלו שתפקדו כמנופים. באמצעות תנועת המנוף ניתן היה לספק אנרגיה, אשר שימשה לתפעולן של מכונות רבות על סיפון האוניה עצמה. בין השנים 1940 ל-1950 פיתח יושיו מסודה, מפקד חיל הים היפני לשעבר, מספר טכנולוגיות שמטרתן הייתה ללכוד את אנרגיית הגלים. יושידו נחשב ל"אבי אנרגיית הגלים המודרנית".
- משבר הנפט בשנות השבעים היה נקודת מפנה עבור ענף האנרגיה באופן כללי, אז החלו מומחים לחפש מקורות אנרגיה חלופיים, אשר יאפשרו להימנע מלהסתמך על הפקת אנרגיה מתעשיית הנפט בלבד. בין הטכנולוגיות שנחקרו, היה גם השימוש באנרגיית גלי האוקיינוס. בין החוקרים הבולטים בתחום בשנים אלו היה פרופסור להנדסה בשם סטיבן סאלטר, שהמציא מתקן הידוע בשם "הברווז המהנהן" או "ברווז אדינבורו", שמטרתו הייתה להמיר אנרגיית גלים לחשמל. לקראת שנות השמונים ותום משבר הנפט, דעך הביקוש והעניין המחקרי באנרגיית הגלים. מבחינה טכנולוגית, התקלות המערכתיות גבו מחיר כלכלי גבוה, הטכנולוגיה לא הייתה בשלה, ולכן הפקת אנרגיה בדרך זו הייתה פחות יעילה. מתקנים שהומצאו באותה עת לא הוכיחו את עצמם כיעילים מספיק. הצורך במציאת מקורות אנרגיה חלופיים וחדשניים לא נעלם, ולפיכך בשנות התשעים החלו מחקרים משמעותיים ובוצעו מספר פרויקטים מעשיים בפועל. מספר הפטנטים שפורסמו בתחום אנרגיית הגלים בין השנים 2009–2013 עמד על כ- 150.
קיימות מספר טכנולוגיות מתאימות להפקת אנרגיה, אשר ניתן לחלק על-פי 2 קטגוריות כלליות: מיקום ועקרון הפעולה. בשוק פותחו מאות טכנולוגיות, אשר משלבות בין מיקומים שונים ועקרונות פעולה שונים, אך המפורטות כאן הן העיקריות והנפוצות כיום.
- צמודי חוף - לעיתים משולב בסכר או על צוק. הובלת האנרגיה קלה והתחזוקה נוחה עקב קרבה ליבשה, אך עוצמת הגלים פחותה.
- בקרבת החוף - במרחק מאות מטרים מהחוף, היכן שעומק המים בינוני.
- הרחק מהחוף - עוצמת הגלים גבוהה, אך תחזוקת המתקנים והובלת האנרגיה מסובכת יותר ויקרה יותר, והתנאים הפיזיים בהם נדרשים המתקנים לעמוד קשים יותר.
- מנחת - מתקנים מסוג זה מוצבים באופן מקביל לכיוון הגל ולרוב ארוכים מאורך הגל. שמם נובע מכך שהם מנחיתים את משרעת (אמפליטודת) הגל בעת ספיגת האנרגיה. מתקנים אלו בנויים מסדרה של צילינדרים נעים המחוברים במחברים גמישים המאפשרים לכל צילינדר לנוע בנפרד מהאחרים.
- שובר גלים - מתקנים מסוג זה מוצבים באופן ניצב לכיוון הגל וצפים על פני המים. במתקנים אלו האנרגיה הקינטית האצורה בגל מגיעה אל המתקן, ומשמשת להנעת בוכנה כאשר ישנו חלק מקובע. תחת סוג זה נמצאים גם מתקנים בהם מי הגלים מועברים דרך מאגר הנמצא מעל פני המים, ומוזנים בחזרה לים דרך טורבינות. שיטה נוספת היא התקנת מתקן הממוקם בחלקו מתחת למים, כאשר הפקת האנרגיה מתבצעת כאשר מים נכנסים לתא, ודוחקים החוצה כמות אוויר שווה אשר גורמת לסיבוב טורבינה.
- סופג נקודתי - במתקנים מסוג זה כיוון הגל אינו חשוב. גודלם קטן יחסית לאורך הגל, והם נעים מעלה ומטה על פני המים או בעומק המים על-ידי לחץ המים. תחת תת-קטגוריה זו נמצאים ממירי אפקט ארכימדס. מתקנים אלו ממוקמים קרוב לחוף ומקובעים לקרקעית, כאשר האנרגיה מופקת על ידי ניצול הפרשי הלחצים בין פסגת ושפל הגל. כאשר פסגת הגל מעל המתקן הוא נע מטה, וכאשר שפל הגל מעליו הוא שב למעלה.
- ממיר תנודות גלים - מתקנים מסוג אלו ניצבים לתנועת הגלים. במתקן זרוע אשר מחוברת בציר למתקן מקובע לקרקעית הים. תנועת הגלים גורמת ל"נדנוד" חוזר של הזרוע אשר מחוברת לבוכנה.
- אנרגיית גלי הים בעולם – מדינות רבות מפתחות מערכות אנרגיה באוקיינוס, וקובעות מדיניות כדי לעודד זאת. לדוגמה, באוסטרליה אישרה הממשלה הצעת חוק לאומית לתשתיות חשמל ימיות בשנת 2021, המייצר תשתית להסדרה רגולטורית של בנייה והפעלה של פרויקטי חשמל ימיים. באיחוד האירופי, האיים צפויים למלא תפקיד מפתח בפיתוח טכנולוגיות אנרגיה באוקיינוס, כחלק מאסטרטגיית אנרגיה מתחדשת ימית. בבריטניה, אנרגיית גלים פותחה לראשונה בשנות ה-70 וישנם פרויקטים פעילים של אנרגיית גלים בסקוטלנד, אנגליה ווילס. Wave Energy Scotland, גוף לאומי לפיתוח טכנולוגיה בגיבוי ממשלת סקוטלנד, השקיע יותר מ-52 מיליון דולר (40 מיליון ליש"ט) בכמעט 100 פרויקטים מאז הקמתו ב-2014. בשוודיה, חברת אנרגיית הגלים CorPower Ocean בנתה את מתקן אנרגיית הגלים הגדולה בעולם בשטוקהולם. הרבה יישומי נישה לאנרגיית גלים עוזרים לסלול את הדרך לפרויקטים גדולים יותר בקנה מידה מסחרי. אלה כוללים שימוש באנרגיית גלים להנעת פלטפורמות נפט וגז, חקלאות ימית, איים מרוחקים, בסיסים ימיים, שירותי אוקינוגרפיה ואתרי נופש יוקרתיים .
- אנרגיית גלים בארה"ב – בארה"ב ישנו את PacWave, מתקן לבדיקת אנרגיית גלי אוקיינוס המורכב משני אתרים, כל אחד מהם ממוקם במרחק של קילומטרים ספורים מנמל המים העמוקים של ניופורט, אורגון על האוקיינוס השקט. המתקן כבר מחזיק בכל ההיתרים, כך שחברות המעוניינות לבנות אבטיפוס למוצריהן יכולות לעשות זאת ללא עיכובים רגולטוריים. משרד האנרגיה האמריקני מימן שמונה חברות שונות, שצפויות להתחיל בניסוי במתקן בתחילת 2024, במה שמצופה ליצור במרוצת הדרך פריצת דרך בתחום. במהלך העשור האחרון השקיע משרד האנרגיה האמריקני סכום מצטבר של 500 מיליון דולר על אנרגיה ימית, הכוללת מיזמים לא רק בתחום אנרגיית הגלים, אלא אנרגיה המיוצרת מזרמים, גאות ושפל ושינויי טמפרטורה. אולם השנה הינה שנת שיא לתחום. בשנת 2022 הושקעו 112 מיליון דולר בתחום האנרגיה הימית, בנוסף ל-100 מיליון דולר מחוק התשתיות. בתחילת השנה הודיע ה-DOE כי ישקיע 25 מיליון דולר בשמונה חברות, שיהוו את הסיבוב הראשון של חברות שיבחנו את הטכנולוגיות שלהן בPacWave. מתוכן, קיבלה חברת CalWave את המימון הגבוה ביותר בהיקף של 7.5 מיליון דולר .
- המרכז האירופי לאנרגיה ימית (EMEC) היה אתר הבדיקה הראשון בעולם לטכנולוגיות גלים וגאות שנפתח בשנת 2003. בשעתו היו במרכז כ-35 מכשירים שונים, מ-22 חברות שונות, מ-11 מדינות שונות.
חלקם כוללים את החברה הפינית Wello Oy, שייצרה חשמל לרשת בסקוטלנד ובהמשך בספרד, וחברת פלמיס הסקוטית, שהייתה הראשונה להזרים חשמל לרשת החשמל הארצית שמקורו מאנרגיית גלים בשנת 2004, אולם בהמשך נסגרה בגלל קשיים פיננסיים.
- אנרגיית גלים בישראל - Eco wave power היא חברה ישראלית שנוסדה בתל אביב בשנת 2011, ונסחרת בנאסדק (WAVE). החברה פיתחה טכנולוגיה חדשנית ומתקדמת להפקת אנרגיה מגלי ים ויש לה 17 פטנטים ופטנטים ברישום. הטכנולוגיה שלה כוללת מכשירים יבשתיים המותקנים על שוברי גלים, רציפים ומזחים. הדבר היחיד בטכנולוגיה שלה שנמצא במים הם המצופים. כל ציוד ההמרה היקר פועל מהקרקע, בדומה לתחנת כוח רגילה. זה מאפשר עלויות התקנה, תפעול ותחזוקה נמוכות יותר. המצוף נע מעלה ומטה עם התנועה של הגלים, ומניע בוכנה הידראולית, אשר דוחסת נוזל שנאגר לאחר מכן במצבר. כאשר הנוזל משתחרר, הוא הופך למנוע הידראולי, המייצר חשמל. על אף שגלים ליד החוף והיבשה אינם חזקים כמו גלים בעומק החוף, היא מפיקה לדברי החברה אנרגיה בהיקף דומה למתקנים המצויים עמוק יותר במי הים. החברה ייצרה אנרגיה עבור הרשת בגיברלטר במשך שש שנים, לכ-100 בתי אב עם מערכת ה-100 קילוואט שלה, כאשר היא פועלת ביעילות המקסמלית. החברה מסיימת הקמת תחנה נוספת של 100 קילוואט המחוברת לרשת בישראל בנמל יפו, ופועלת להרחבת הפרויקט בשיתוף עם EDF הצרפתית, עימה חתמה על הסכם מיזם משותף במאי 2019. כמו כן, חתמה על הסכם להתקנת מכשירים בנמל לוס אנג'לס, שיחלו ב-100 קילוואט ובתקווה יגיעו עד להיקף של 15 מגה וואט, וייצרו חשמל לכ-15,000 בתי אב. בשנת 2016, הקימה החברה את תחנת הכוח הראשונה שלה שמחוברת לרשת החשמל בגיברלטר. התחנה הוקמה במימון חלקי של האיחוד האירופי.
- על אף הפוטנציאל הניכר של תחום זה, לא מעט סימני שאלה עדיין מרחפים מעל טכנולוגיות אנרגיית הגלים. ישנם יותר מ-100 פרויקטי פיילוט והדגמה קיימים ברחבי העולם, אבל רק קומץ טכנולוגיות קרובות למסחור. הצעד הבא בדרך למסחור הוא הקמת מתקני ניסוי בהיקפים של 10 מגה וואט. בשל הניסיון המסחרי המוגבל, תחזית העלות המשוקללת (LCOE) של טכנולוגיות אלה, נעות בטווח של 330-630 אירו למגה וואט שעה. עם זאת, ישנו מקום רב לתרומה עתידית של יתרונות לגודל ולמידה, כאשר ה-LCOE החזוי לאנרגיית גלים בשנת 2030 מוערך בין 113-226 אירו/MWh עם היקף התקנות חזוי של יותר מ-2 גיגה-וואט. מחקר ניכר מושקע ומוקדש לשיפורים של מערכות אלה. בפרט, נבדקים שיפורי יעילות בטורבינות אוויר (כיום 50-60% יעילות) ומערכות הידראוליות. כמו כן, נבדקות סינרגיות עם תעשיות ימיות אחרות כגון נפט, גז ומתקני רוח ימיים, לשם הפחתת עלויות ההתקנה, התפעול, התחזוקה והעגינה (המהווה 41% מעלות חיי הפרויקט) . מה שבטוח הוא, שטכנולוגיית אנרגיית הגלים צריכה להיות זולה יותר, לייצר יותר אנרגיה, ולאמץ את הכוח של האוקיינוס טוב יותר ולאורך זמן. כרגע זה רחוק מלהיות ברור איזו טכנולוגיה תעפיל לפסגה ותגיע לייצור חשמל בקנה מידה מסחרי. עד אז, מומחים טוענים כי ישנן הרבה הזדמנויות מעניינות בכל הנוגע לצרכני חשמל נמוכים, כגון מתקני איסוף נתונים, רובוטיקה תת-ימית, הפעלת ציוד ימי וכו'. בהמשך, רבים מצביעים על מקומות פוטנציאליים כגון איים מרוחקים, הנאלצים לשלם ביוקר על חשמל מזהם המופק בגנרטורים מונעי דיזל. מרבית המומחים מצויים בדעה כי ההתקדמות המהותית לא תתרחש בעשור הזה. חקיקה ותמיכה תקציבית נאה מכיוון ארה"ב ואירופה מהוות חדשות מעודדות לתחום, אולם המאמץ הנדרש הוא מאמץ עולמי, הן ברמת התקצוב והן ברמת שיתוף הפעולה המדעי והטכני.
[3] https://he.wikipedia.org/wiki/%D7%90%D7%A0%D7%A8%D7%92%D7%99%D7%99%D7%AA_%D7%92%D7%9C%D7%99%D7%9D#cite_note-14
[4]https://www.weforum.org/agenda/2022/03/wave-energy-ocean-electricity-renewables/[5] https://pacwaveenergy.org/
https://www.youtube.com/watch?v=nwW6lGn-Tk4 [6]
[7] https://www.irena.org/publications/2014/Jun/Wave-energy





