In het uiterste noorden van Schotland, tussen het vasteland en de Orkney-eilanden, ligt de Pentland Firth, een ongeveer tien mijl brede zeeweg tussen de Noordzee en de Atlantische Oceaan. Samen met zeehonden, bruinvissen en af en toe een orka, staat de Firth bekend om zijn ongewoon sterke en snelle getijden - ze zijn geregistreerd met snelheden zo hoog als 18 mijl per uur, een van de snelste ter wereld - het resultaat van een enorme hoeveelheid water die ongeveer om de zes uur heen en weer door een nauwe doorgang stroomt.
Eeuwenlang zijn deze getijden beschouwd als een gevaar voor zeilers en vissersvaartuigen. Meer recent hebben Schotse functionarissen er echter op gewezen dat de krachtige getijden van de Pentland Firth een onverwacht voordeel kunnen opleveren: terwijl landen op zoek zijn naar nieuwe bronnen van hernieuwbare energie, kunnen deze getijden Schotland tot de "Saoedi-Arabië" van getijdenenergie maken.
Waarnemers hebben lang gespeculeerd over het potentieel voor elektriciteitsopwekking met getijdenenergie, en hoewel er nog steeds slechts een handvol getijdencentrales over de hele wereld zijn voltooid, naderen vele andere projecten de bouw of zijn voorgesteld. Hiervan is geen enkele gelijk aan de Pentland Firth in termen van geschatte opwekkingscapaciteit - Schotland heeft gesuggereerd dat het gemiddeld maar liefst 10 gigawatt elektriciteit in de loop van een dag zou kunnen leveren, genoeg om een kwart van de dagelijkse behoeften van de Europese Unie te voorzien - en als gevolg daarvan hebben een aantal energiebedrijven onlangs huurcontracten verworven om turbines in de waterweg te installeren.
Tot nu toe hadden geen wetenschappers, ondanks de verheven voorspellingen, een systematische studie uitgevoerd om erachter te komen hoeveel energie de Firth mogelijk zou leveren. Vandaag heeft een groep van de Universiteit van Oxford en elders de resultaten vrijgegeven van hun beoordeling van de totale capaciteit van de waterweg.
Hoewel hun aantal misschien niet rechtvaardigt om Schotland te vergelijken met de Perzische Golf in termen van algeheel energiepotentieel, suggereren ze wel dat het zeker een Saoedi-Arabië voor getijdenenergie zou kunnen zijn, en dat de Pentland Firth een belangrijke rol zou kunnen spelen in het aandrijven van het VK. Hun analyse laat zien dat de zeeweg op elk moment gemiddeld 1, 9 gigawatt elektriciteit kan leveren, een aantal dat gelijk is aan ongeveer de helft van het elektriciteitsverbruik van Schotland.
De analyse, gepubliceerd in de Proceedings van de Royal Society A, modelleerde de maximale potentiële elektriciteitsopwekking van een schema dat drie rijen onderwater getijdeturbines zou omvatten, elk bestaande uit honderden posten die zich uitstrekken over de hele doorgang. Deze turbines benutten de energie in de passerende getijden op vrijwel dezelfde manier als windturbines de energie opvangen in passerende windstoten - door de waterstroom te gebruiken om de turbine te laten draaien, die een magneet in het midden draait, waardoor een elektrische veld. Omdat water veel dichter is dan lucht, zullen getijdenturbines sneller draaien en potentieel veel meer vermogen genereren dan windturbines van dezelfde grootte.
Een vereenvoudigd schema van een getijdeturbine onder water. (Afbeelding via Wikimedia Commons / Feldoncommon) De onderzoekers keken naar de constructie van meerdere rijen van dit soort turbines, geplaatst op verschillende locaties in de Firth. Hun modellen hielden rekening met de diepte van het water op elke gegeven locatie, namen getijden snelheden en hoogten in de loop van elke maand, en een aantal andere variabelen.
Uiteindelijk ontdekte het team dat de maximale praktische capaciteit van 1, 9 gigawatt mogelijk zou zijn met drie rijen turbines, gebouwd op de hieronder in kaart gebrachte locaties (B, C en D op de kaart). Omdat elke rij de beweging van de getijden die er doorheen gaan vertraagt, zou het bouwen van meer dan drie de vermogenscapaciteit slechts marginaal verbeteren, terwijl de totale kosten van het project met een constante snelheid worden verhoogd. (A op de kaart is een voorgesteld alternatief schema dat een vergelijkbaar energieniveau zou produceren, maar tegen hogere kosten.)
(Afbeelding via Proceedings van de Royal Society A / Adcock et. Al.) Natuurlijk zijn er tal van belemmeringen voor het bouwen van getijdeturbines op zo'n enorme schaal, die elk bestaand getijdenenergieproject zou dwergen. Sommigen zijn bezorgd dat getijdenturbines negatieve ecologische effecten kunnen hebben, waardoor vissen en andere natuurgemeenschappen worden verstoord. Onderzoek naar hoe dit soort turbines de lokale ecosystemen zouden beïnvloeden, bevindt zich nog in de beginfase. Bovendien zouden in gebieden zoals de Pentland Firth turbines moeten worden gebouwd met voldoende grote openingen voor schepen om door te varen, omdat het kanaal een cruciale scheepvaartweg is, maar de auteurs van dit artikel hielden rekening met dit soort afstand bij het maken van hun berekeningen.
Vanaf nu is de grootste hindernis de prijs: zonder bestaande regelingen voor koolstofvervuiling zijn de meeste hernieuwbare energiebronnen, waaronder getijdenenergie, gewoon niet zo goedkoop als het verbranden van steenkool of andere fossiele brandstoffen. Maar veel energiebedrijven hebben al erkend dat op de lange termijn de kosten van de productie van fossiele brandstoffen zullen stijgen - zowel vanwege eventuele regelgeving voor de uitstoot van broeikasgassen als vanwege fossiele brandstoffen die steeds duurder worden om te winnen - en het benutten van de kracht van de getijden kunnen een betrouwbare manier zijn om aan een deel van onze energiebehoeften te voldoen.
