Nguvu ya bahari: Je mawimbi ya bahari yanaweza kuleta taswira mpya katika makazi yetu?

Ikiwa umewahi kupigwa na wimbi, utajua ni kwa kiasi gani wimbi la bahari lina nguvu.

Chini ya mvumo wa bahari kuna nguvu ambayo haijatumika ipasavyo, yenye uwezo wa kubadilisha mustakabali wa nishati safi.

Watafiti wamekuwa wakijaribu kutumia nguvu za mawimbi kwa miongo kadhaa, lakini mazingira magumu ya baharini yanafanya majaribio hayo kuwa na ugumu mkubwa pamoja na gharama kubwa za kuendesha shughuli hizo.

Lakini mataifa yako kwenye harakati za kusaka vyanzo vya nishati mbadala ili kupunguza matumizi ya mafuta na kupambana na mabadiliko ya tabianchi.

Uvamizi wa Urusi nchini Ukraine pia umeyasukuma mataifa mbalimbali kuongeza usambazaji wao wa nishati ya ndani.

Jopo la Kiserikali kuhusu Mabadiliko ya Tabianchi (IPCC) linasema kwamba nishati ya mawimbi ya dunia inaweza kuzalisha kilowati trilioni 30 kwa saa kadhaa ya umeme wa mwaka, zaidi ya matumizi ya sasa ya dunia nzima.

Licha ya uwezo huo, bado kuna "changamoto kubwa za kiteknolojia na kiuchumi," anasema Dkt. Bryony DuPont, mtaalamu wa nishati ya mawimbi kutoka Chuo Kikuu cha Jimbo la Oregon nchini Marekani.

Nani anaweza kunufaika?

Maeneo yenye fursa kubwa za kuendeleza nishati ya mawimbi ni pamoja na pwani ya magharibi ya Ulaya, pwani ya Pasifiki ya Amerika na maji ya kaskazini mwa Uingereza.

Australia, Korea Kusini na China pia zimekuwa zikifanyia utafiti teknolojia hii.

Umoja wa Ulaya umejiwekea lengo la kuvuna 1GW ya nishati ya bahari kupitia mawimbi na mikondo ifikapo mwaka 2030, na inakadiria kwamba ifikapo mwaka 2050, hii inaweza kutoa hadi 10% ya nishati ya umeme wa EU.

Wataalamu wanaamini kuwa nishati ya mawimbi inaweza kuwa muhimu zaidi kwa kuendesha miji ya pwani pamoja na visiwa vya mbali, ambavyo kwa kiasi kikubwa hutegemea kuagiza dizeli ghali na chafu.

Katika mkutano wa mabadiliko ya tabianchi wa COP26 mwaka 2021, viongozi kutoka nchi ndogo za visiwa vinavyoendelea (SIDS) waliunda Muungano wa Kimataifa wa Nishati ya Bahari (GLOEA), wenye lengo la kuendeleza nishati ya bahari.

Barbados, Bermuda, Martinique, Grenada na Tonga tayari zimesaini mikataba ya kuendeleza mashamba ya nishati ya mawimbi na kampuni iitwayo Seabased.

Kila mradi utaanza na majaribio ya 2MW ambayo yanayotosha kuendesha takribani nyumba 2,800 na utaongezeka hadi 50MW kulingana na mahitaji ya eneo husika.

Dkt. DuPont anaamini kwamba katika hali bora kabisa, nishati ya mawimbi inaweza kuchangia kiasi kikubwa cha umeme kwenye mitandao yetu katika kipindi cha miaka kumi ijayo ingawa si hilo pekee linalomvutia.

"Nishati ya mawimbi kwa hakika ndiyo hatua inayofuata. Ukifikiria kuhusu mambo kama mwitikio wa majanga, ambapo tunatumia jenereta nyingi za dizeli, iwapo tungeweza kuweka kifaa kama hiki majini na kuanza kuziendesha jamii za pwani ambazo zimekumbwa na vimbunga au tsunami, basi hii ndiyo aina ya suluhisho inayoweza kugusa maisha ya watu kwa namna ya kipekee sana," anasema.

Uchumi wenye changamoto

Lakini kuendeleza nishati ya mawimbi hakujawa rahisi. Profesa AbuBakr Bahaj, mtaalamu wa nishati endelevu kutoka Chuo Kikuu cha Southampton nchini Uingereza, anaonya kwamba kumekuwa na "mwanzo wa uongo na malengo yaliyoshindwa kufikiwa."

Mradi wa nishati ya mawimbi wa Scotland uitwao Pelamis uliunganishwa na gridi ya taifa ya Uingereza mwaka 2004, lakini miaka 10 baadaye kampuni hiyo ilifilisika.

Carnegie Clean Energie iliahidi kujenga shamba la kwanza la kibiashara la nishati ya mawimbi nchini Australia mwaka 2017, lakini matatizo ya kifedha yalipelekea serikali kufuta mradi huo.

Profesa Bahaj anaamini kwamba ingawa nishati ya mawimbi itapata nafasi yake siku za usoni, kupata ufadhili ni "mlima wa kupanda" kutokana na ushindani kutoka kwa upepo na jua, ambavyo ni nafuu zaidi na tayari vimeendelea kiteknolojia.

Lakini mawimbi yana faida kuu, anasema Dkt. Deborah Greaves, Profesa wa Uhandisi wa Bahari katika Chuo Kikuu cha Plymouth, Uingereza. "Mawimbi yapo karibu kila wakati. Huwezi kutegemea tu upepo na jua, bado kutakuwa na vipindi vya upungufu wa umeme."

"Iwapo utaingiza nishati ya mawimbi, ambayo ni thabiti sana, inasaidia kusawazisha mfumo. Hii inapunguza gharama ambazo vinginevyo zingehitajika kuhifadhi umeme."

Nishati ya mawimbi hufanyaje kazi?

Mawimbi kwa kiasi kikubwa hutokana na upepo unaopiga juu ya uso wa bahari. Kadiri upepo unavyokuwa na nguvu na kusafiri umbali mrefu, ndivyo wimbi linavyobeba nguvu nyingi za mwendo.

Nguvu hiyo inaweza kutumika kupitia mashine zinazoitwa wave energy converters (WECs). Dkt. DuPont anasema kuna zaidi ya miundo 200 tofauti inayojaribiwa duniani kote.

"Unapaswa kutengeneza kifaa imara sana. Kimeundwa ili kipigwe ,unataka vipokee kasi kubwa kutoka kwenye mawimbi hayo. Upo kwenye mazingira ya maji ya chumvi, mbali na pwani. Ni changamoto kubwa sana ya uhandisi."

Mawimbi makubwa ya pwani ya Atlantiki nchini Ureno yanaifanya iwe eneo bora kwa nishati ya mawimbi. Kampuni ya Kiswidi CorPower Ocean imekuwa na kifaa chao, boya, kikielea nje ya pwani ya Agucadora tangu mwaka 2023.

Boya hilo limefungwa kwenye sakafu ya bahari. Linapoinuka na kushuka na mawimbi, pistoni huzungusha jenereta inayobadilisha mwendo huo kuwa umeme. Umeme huo husafirishwa kupitia nyaya chini ya maji hadi kwenye gridi ya taifa ya Ureno.

CorPower wanadai boya lao limefanikiwa kushinda changamoto mbili kuu ya kustahimili dhoruba kubwa huku likiboresha kiwango cha nishati inayoweza kukusanywa.

Kampuni hiyo inatengeneza shamba la mawimbi la 5MW nje ya pwani ya Ireland, likiwa na mabuoy 14 yaliyopangwa kwa mtindo wa gridi. Inalenga kuendesha takribani nyumba 4,200 na kuonesha jinsi teknolojia hiyo inavyoweza kusaidia Ireland kufikia malengo yake ya hali ya hewa.

Njia nyingine ya kukusanya nishati ya mawimbi ni kuunganisha kifaa kama vile mitambo ya turbine kwenye bandari au gati zilizopo. Mradi uliopo mjini Mutriku kaskazini mwa Hispania, unaoendeshwa na Shirika la Nishati la Basque linalomilikiwa na serikali, umekuwa ukizalisha umeme kwa nyumba chache tangu mwaka 2011. Wataalamu wanasema gharama yake inaweza kuwa nafuu zaidi kuliko kusakinisha na kutunza vifaa vilivyo baharini.

Kampuni ya Israeli ya EcoWave Power inatumia vyombo vinavyoelea juu ya maji ambavyo vinapanda na kushuka na mawimbi.

Kampuni hiyo inajenga kifaa chake cha kwanza cha kibiashara mjini Porto, Ureno, kikiwa na uwezo wa 1MW na mpango wa kuongezeka taratibu hadi kufikia 20MW. Pia iko mbioni kuzindua kifaa cha majaribio kwenye bandari ya Los Angeles nchini Marekani, na imetangaza mikataba ya kuendeleza nishati ya mawimbi Taiwan na India.

Moja ya wasiwasi kuhusu nishati ya mawimbi ni madhara yanayoweza kutokea kwa viumbe wa majini, lakini Profesa Bahaj anasema athari yoyote itakuwa ndogo. "Unapoweka vifaa hivi baharini, vinakuwa kama ngome ya viumbe kujikusanya na kukua kuzunguka navyo, kwa hiyo vimeongeza ukuaji wa viumbe badala ya kuupunguza."

Wakati huohuo, kampuni ya Scottish ya Mocean inatumia kifaa kinachoitwa attenuator.,kinachoweza kusogea pamoja na mawimbi na kukusanya nishati kupitia kiungio cha katikati.

Hadi sasa, kimeweza kuendesha magari ya chini ya maji yanayotumika na sekta ya mafuta na gesi baharini, jambo linaloonekana kuwa na matokeo chanya katika mabadiliko ya tabianchi. Lakini Profesa Greaves anasema hii inawapa wawekezaji imani katika teknolojia hiyo na kuisaidia kuongeza wigo wake.

Na ikiwa hilo litafanikiwa, anaamini kwamba kutumia nishati hii "iliyopo kwa wingi kabisa" kutoka mawimbi kunaweza kuupa ulimwengu chanzo kingine muhimu cha umeme safi.