去年 12 月，印度洋的海啸夺走了近 30 万人的生命，并摧毁了数百万人生活，同时也无可辩驳地向世界展示了波浪所能携带的巨大能量。地质学家估计，引发海啸的水下地震释放出的力量超过了第二次世界大战中所有炸药爆炸的总和。如此巨大的能量——6 万亿瓦时——大约每两个小时就会冲击一次世界各地的海岸线。如果能捕捉所有这些能量，就足以满足 500 万美国家庭一年的用电需求。
在近海，还有更多的自由能量以海浪的形式滚滚而来。英国工程商务有限公司的总经理 Tony Trapp 计算，如果能捕获全球波浪能的 1% 到 2%（他认为这是可回收的份额），就能满足世界目前电力需求的 13%。
这种巨大的能量如此显而易见，以至于发明家们两个多世纪以来一直在梦想着利用海洋波浪。1799 年，一位法国父子团队试图为一艘浮动船申请一项巨大的杠杆专利，该杠杆会随着波浪摇摆，从而驱动岸上的水泵、磨坊和锯子。但蒸汽动力吸引了所有人的注意力，这个梦想就此搁浅。两个世纪后，石油禁运再次催生了波浪能的设计，但随着汽油价格的下跌，这些设计也随之被遗忘。如今，随着油价再次飙升，波浪能可能终于准备好发挥作用了。
位于苏格兰爱丁堡的 Ocean Power Delivery 公司的工程师们可以指出，在苏格兰奥克尼群岛风暴肆虐的海岸附近，就有他们的产品在漂浮。在那里，Ocean Power 公司那条长达 450 英尺、蜿蜒曲折、樱桃红色的钢制“蛇”，名为 Pelamis（意为海蛇），正通过欧洲海洋能源中心的电网输送 11,000 伏特的交流电。该中心是一个创新的试验场，可以提供投资者和电力公司所渴求的那种可进行同类比较的海上发电机性能指标。
自一年多前安装以来，Pelamis 的表现非常出色，以至于一个由可再生能源公司 Enersis 牵头的葡萄牙联合体最近订购了三台该设备。如果测试进展顺利，该集团计划再购买 30 台。Ocean Power 的工程师们表示，在 250 英亩的区域内部署 40 条这样的“海蛇”，就足以满足多达 20,000 户家庭的用电需求。
Pelamis 的发明者 Richard Yemm 是一位蓬头垢面、骨骼粗大的机械工程师，他一生都是一名水手。他的项目开发工程师 Andrew Scott 是一位狂热的冲浪者。他们都在苏格兰波涛汹涌、冰冷的海水中练就了“海上功力”，并且都对波浪携带的能量心怀敬畏。Yemm 沉思道，设计一个波浪发电机“是一个非常复杂的问题，是物理学与重型工程在动态环境中一种不寻常的结合。”
海洋确实是残酷的。风暴曾摧毁了挪威和英国的先驱性波浪发电机，并严重损坏了欧盟在葡萄牙亚速尔群岛的一项实验。Pelamis 的绝妙之处在于它能避免风暴的破坏，因为其分段式的车身设计能够随着波浪一起摇摆和滚动。当它铰接的关节起伏和弯曲时，就会驱动液压活塞，从而驱动高压流体发电机。该系统使用了现成的技术，电流通过电缆输送到岸上。电缆也像船的锚和链一样，将 Pelamis 固定在原地，同时留有足够的松弛度，使其能够正对着风浪的方向。
这种设计使 Pelamis 能够承受比平均波浪高 10 倍、能量强 100 倍的风暴波浪。当波浪变得越来越陡峭和汹涌时，Pelamis 会像冲浪者躲避破碎的浪头一样，潜入波浪之中。“人们在波浪领域的研究一开始就追求效率，但你必须从生存能力开始，” Pelamis 的业务发展总监 Max Carcas 说。
与石油一样，波浪能的分布是不均匀的，并且是幸运地质的结果。由于地球向东旋转，风主要来自西方，波浪往往在远离赤道的纬度以及长距离海面（如大陆的西海岸）的东端最强。西欧和太平洋西北沿海的波浪每码宽度可产生 40 至 60 千瓦的强劲能量。在爱尔兰和苏格兰以西，平均波浪能可达 70 千瓦。但在亚洲、非洲、澳大利亚和美洲的东海岸，波浪的平均能量仅为每码 10 至 20 千瓦。
人们在尝试理解波浪能的潜力时，不可避免地会将其与风能进行比较。但风虽然变化无常，却是一种相对简单的现象，捕获其能量的努力很快就围绕着标准的空气动力学展开，这与驱动螺旋桨飞机的原理相反。在塔架上，风驱动的螺旋桨旋转连接发电机的轴。捕获波浪要复杂得多，迫使工程师们设计出各种令人眼花缭乱的方案。波浪可以驱动水泵、活塞和涡轮机。每一种都可以产生机械运动或流体压力，进而驱动发电机。近二十种波浪能系统正在开发中，大多数都因其差异性而引人注目，而不是相似性。
波浪产生于空气和水面温度不一致时。太阳的热量导致空气上升，上升的空气产生风，风将水推入形成波浪。但波浪中的粒子不像风中的分子那样传播很远。相反，被风搅动的水粒子开始旋转，推动它们前面的粒子，这些粒子又开始旋转并推动它们前面的粒子，如此循环，有时长达数千英里。尽管粒子大多会回到原来的位置，但波浪却向前传播。
波浪的能量也比风能更集中。尽管风速更高，但波浪往往更强大，因为水的密度是空气的 832 倍。一旦波浪开始移动，它就会产生更大的冲击力。
与风能相比，波浪（和潮汐）还有其他优势。风以不可预测著称，时而增大、时而刮大风、时而减弱，有时在几分钟内就会发生变化。一旦形成动量，波浪就会持续滚动，并且可以提前三天进行预测。潮汐的规律性如此之强，甚至可以提前几十年进行预测。
最后，波浪发电机还有另一个优势：它们更加不显眼。在科德角等地区，嘈杂、遮挡视线、击打鸟类的风力涡轮机引发了人们的强烈反对。爱丁堡大学工程学教授 Stephen Salter 表示，波浪发电机“非常适合在周围放置，就像巨大的、友好的鲸鱼一样。”
它们产生的噪音很小。旋转部件要么是内部自含的，要么运动速度非常缓慢，以至于海洋生物应该能够避开它们。波浪农场不像风力涡轮机那样会干扰航空或雷达，而且它们所需的空间也比风力农场少得多。但是，它们必须设置在航道之外，并做好明显的标记。
最近，总部位于加利福尼亚州帕洛阿尔托的行业支持智囊团——电力研究所 (Electric Power Research Institute)——将 Pelamis 评为唯一一个足够先进的波浪能系统，可以用于计划在美国缅因州、华盛顿州、俄勒冈州和夏威夷州水域进行的试验。人们可以想象一下这个景象——40 条红色的“蛇”在海中起伏，产生 12 兆瓦的电力。
对于 Yemm 这样的先驱者来说，发电只是一个开始。他期待着有一天，这项技术能够用于海水淡化或生产氢气：“波浪能是新的，它有潜力变得非常庞大。”
