编者注:本博客最初发布于360年耶鲁大学环境．

彭特兰湾是分隔奥克尼群岛和苏格兰北部的海峡，几个世纪以来，强劲的潮流一直在挑战着水手们。但现在，通过一个名为MeyGen的项目，一些海洋能源正在被捕获。今年夏天，亚特兰蒂斯集团开始建造一个水下潮汐涡轮机阵列，由4个三叶片海底安装涡轮机组成，到2016年足以为电网提供6兆瓦的电力，为大约3000个苏格兰家庭提供电力。

到本世纪20年代初，亚特兰蒂斯计划在河口建造269台涡轮机，能够产生398兆瓦的电力，足够为大约20万户家庭提供电力。

在世界的另一边，沿着富波夏威夷的海岸，俄勒冈州的西北能源创新安装了6月的波能转换装置，采用高压液压从波浪的垂直和水平运动中提取电力。位于为美国海军，45吨设备，名为Azura的45吨设备，在瓦胡岛的水中的鲍勃，鲍舍斯。Azura的一个容量仅为50千瓦的小型实验装置，是美国的第一和唯一的网格连接波能系统。

由于在恶劣的海洋环境中操作困难，以及利用潮汐和海浪发电的技术挑战，海洋能源远远落后于太阳能和风能，这是海洋能源不断增长的进展中的两项。俄勒冈州立大学(Oregon State University)能源系统副教授特德·布雷肯(Ted Brekken)说:“这项技术一直在进步，这是个好消息。”“但最大的问题是降低成本。现在的现实是，我们要在到达那里时生存下来。”

一个巨大的，未被开发的资源，夜以继日地工作

海浪和潮汐运动包含大量的能量。美国国家可再生能源实验室(U.S. National Renewable Energy Laboratory)估计，美国使用的电力中有三分之一以上来自海洋。尽管如此，据预测，到2020年，全球海洋发电仅能产生1千兆瓦的电力，与2014年底的370千兆瓦的风力发电相比，只是很小的一部分。

去年，海洋能源领域的4亿美元投资与太阳能领域的1500亿美元投资相比相形见绌。海洋能源技术对环境的影响仍然是一个重要的问题。

尽管起步时步履蹒跚，但海洋能源产业在世界各地的支持者越来越多。目前，约有30家潮汐能源公司和45家波浪能源公司处于技术发展的高级阶段。最近的一份报告称，到2050年，海洋能源可以满足欧盟电力需求的10%至15%，足以为约1.15亿家庭提供电力。

海洋能源的前景不仅与潮汐的变化和海浪的运动所蕴藏的巨大潜力有关，还与它的可靠性有关。在大多数情况下，它可以24小时发电，消除了对能源存储系统的需求，比可变的太阳能和风能更容易融入电网。“在某个时候，所有简单、廉价的风能和太阳能的安装都将完成，”布雷肯说。“接下来是海洋能源。”

海洋能源设备的另一个优势是，它们可以根据具体地点和成本进行定制。它们可以为偏远的海岸线社区提供服务，否则这些社区将依赖昂贵的柴油或陆路输电线路。在阿拉斯加州的Kvichak流域，这已经是事实。缅因州的海洋可再生能源公司在7月份部署了一个小规模的潮汐系统，以降低社区高昂的能源成本。

关于对海洋生物影响的问题

阻碍海洋能源应用的一个因素是潮汐能和海浪能设备对海洋生态系统影响的不确定性，尤其是在美国。海洋动物是如何与潮汐涡轮机相互作用的?潮汐涡轮机的旋转叶片可能会杀死它们。设备的声音是如何干扰海洋哺乳动物导航、迁移和交流的能力的?

北岛的斯特兰福德湖(Strangford Lough)是港海豹、灰海豹和港鼠海豚的家园，亚特兰蒂斯号在这里运营着一座潮汐涡轮机。尽管斯特兰福德的涡轮机在海洋哺乳动物接近时就会关闭，但环境科学家仍在研究涡轮机的影响。

太平洋西北国家实验室海洋科学实验室的安德里亚·科平博士解释说:“我们必须事先证明没有影响，而我们做不到。”“我们没有具体的证据，只有基于现有知识和计算机建模的理论。”但Copping认为，监管机构正越来越明白，有些结果根本无法知晓，并表示:“我们看到监管程序正在取得渐进进展，这将支持将设备投入水中。”

区域中心是发展的关键

潮汐能和海浪能设备研发的关键一步是建立公私合营的“中心”，公司、大学和政府的研究人员可以在这里测试海洋能源设备。在俄勒冈州，由美国能源部和俄勒冈州立大学等机构管理的西北国家海洋可再生能源中心自2012年以来一直在运营一个离网测试站点。目前，该公司正在寻求许可，以开发一个公用事业规模的开放海洋设施，并连接到公用事业电网。

欧洲现在至少有13个这样的中心，尽管不是所有的中心都在测试设备。MeyGen在奥克尼群岛的欧洲海洋能源中心(EMEC)测试了其潮汐能设备，该中心有14个泊位，用于试验潮汐能和海浪技术的早期阶段。

在波领域,芬兰Wello Oy一直在测试它的500千瓦Penquin波浪能量转换器在EMEC自2011年以来,但它将很快填补一个更大的泊位WaveHub——全面波测试网站在英国康沃尔海岸的一个新版本的企鹅技术。

潮汐能产业比海浪能源产业存在的时间要长得多，它最有希望。传统的潮汐技术依赖于跨越海岸线河口的人工屏障来控制和释放潮汐流。释放出来的水会驱动涡轮机。但这些障碍对环境造成了损害;法国的拉兰斯水坝于1966年开通，导致该地区的生态系统逐渐淤塞，并导致沙鳗和鲽鱼等物种的消失。

但是，当屏障作为洪水控制系统已经到位时，现代潮汐装置可以有效地安装，几乎不会对环境造成额外影响。上个月，托卡多潮汐涡轮机公司在荷兰三角洲工厂的东斯克尔特风暴潮屏障下安装了五台相连的潮汐涡轮机。

势头似乎正在增强

专家们说，潮汐能的真正未来在于一系列漂浮或安装在海底的涡轮机，它们可以在畅通无阻的水域中捕捉潮汐流的能量，这就是所谓的流内技术。开发潮汐能最合理的地方是新斯科舍省的芬迪湾，那里是世界上最极端的潮汐——涨落超过50英尺——理论上有超过5万兆瓦的电力。据非营利性组织海洋能源研究协会(OERA)的执行董事斯蒂芬·邓普西(Stephen Dempsey)说，仅从米纳斯航道一个入口就可以很容易地开采出大约2500兆瓦的电力，而且不会对环境造成明显的影响。

2014年，另一个研究中心——芬迪海洋能源研究中心(FORCE)在芬迪湾的上部安装了水下电缆，可传输总计64兆瓦的电力，相当于2万个家庭在潮汐能高峰时的电力需求。少数几家公司正准备把它们的涡轮机与电网连接起来。

“这些设备所代表的规模和挑战;他们的物理结构;成千上万磅的钢铁——这个行业的起步需要这样的财政承诺，我看到了，”邓普西说。“这是一件严肃的事情。它是真实的。”

尽管落后于潮汐能，但海浪能源领域也获得了一些动力。在夏威夷水域100英尺深的地方，阿祖拉的设备部分浸没在海浪中，黄色的钢臂向上伸着。Azura已经开始建造第二个全尺寸的设备，也将在夏威夷进行测试。在澳大利亚，卡耐基波浪能源公司开发了所谓的CETO波浪技术，它由完全淹没在水下的浮标组成，驱动与发电吊舱相连的水泵。经过16年的发展，卡内基去年成功测试了一个由3个240千瓦浮标组成的并网阵列，为澳大利亚最大的海军基地提供电力和脱盐水。

有能力将海洋产业提升到下一个水平的跨国公司正在进行大规模收购。2013年，法国能源巨头DCNS收购了Open Hydro，该公司目前在全球范围内开发了近10亿瓦的海洋能源项目，包括芬迪湾的两个潮汐涡轮机和法国布列塔尼海岸的两个。

Sophia V. Schweitzer是一位关注气候变化和环境的独立科学作家。