I det ekstreme Nord-Skottland, mellom fastlandet og Orknøyene, ligger Pentland Firth, en omtrent ti mil bred sjøvei mellom Nordsjøen og Atlanterhavet. Sammen med seler, marsvin og sporadisk spekkhogger, er Firth kjent for sine uvanlig sterke og raske tidevann - de har blitt spilt inn i hastigheter så høye som 18 mil i timen, blant de raskeste i verden - resultatet av en enorm mengde vann som suser frem og tilbake gjennom en smal passasje omtrent hver sjette time.
I tidevis har tidevannet blitt ansett som en fare for seilere og fiskefartøy. Men nylig har skotske myndigheter påpekt at Pentland Firths kraftige tidevann kan gi en uventet fordel: Når land søker etter nye kilder til fornybar energi, kan tidevannet gjøre Skottland til "Saudi Arabia" til tidevannskraft.
Observatører har lenge spekulert i om potensialet for kraftproduksjon ved bruk av tidevannsenergi, og selv om det fremdeles bare er en håndfull tidevannskraftverk som er ferdigstilt over hele verden, nærmer mange andre prosjekter bygging eller har blitt foreslått. Av disse er ingen lik Pentland Firth når det gjelder estimert kraftproduksjonskapasitet - Skottland har antydet at det kan gi så mye som 10 gigawatt strøm i gjennomsnitt i løpet av et døgn, nok til å tilfredsstille en fjerdedel av EUs daglige behov - og som et resultat har en rekke energiselskaper nylig kjøpt leieavtaler for å installere turbiner i vannveien.
Til nå, men til tross for høye spådommer, hadde ingen forskere gjennomført en systematisk studie for å finne ut nøyaktig hvor mye energi Firth kan levere. I dag slapp en gruppe fra University of Oxford og andre steder resultatene av sin gjennomgang av vannveiens totale kapasitet.
Selv om antallet kanskje ikke rettferdiggjør å sammenligne Skottland med Persiabukta når det gjelder det totale energipotensialet, antyder de at det absolutt kan være et Saudi-Arabia for tidevannskraft, og at Pentland Firth kan spille en viktig rolle i å drive Storbritannia. viser at sjøveien potensielt kan gi et gjennomsnitt på 1, 9 gigawatt strøm til en hver tid, et tall som tilsvarer omtrent halvparten av Skottlands elektriske forbruk.
Analysen, publisert i Proceedings of the Royal Society A, modellerte den maksimale potensielle elektrisitetsproduksjonen til et opplegg som ville involvere tre rader med tidevannsturbiner under vann, som hver består av hundrevis av innlegg som strekker seg over hele passasjen. Disse turbinene utnytter energien i forbipasserende tidevann på omtrent samme måte som vindmøller fanger opp energien i forbipasserende vindkast - ved å bruke vannstrømmen til å snurre turbinen, som snur en magnet plassert i sentrum, og dermed genererer en elektrisk felt. Fordi vann er mye tettere enn luft, vil tidevannsturbiner snurre raskere og potensielt kunne generere mye mer kraft enn vindturbiner av samme størrelse.
Et forenklet skjema for en tidevannsturbin under vann. (Bilde via Wikimedia Commons / Feldoncommon) Forskerne så på bygging av flere rader av denne typen turbiner, plassert på en rekke steder i Firth. Modellene deres tok hensyn til dybden på vannet på hvert gitt sted, observerte tidevannshastigheter og høyder i løpet av hver måned, og en rekke andre variabler.
Til syvende og sist fant teamet at den maksimale praktiske kapasiteten på 1, 9 gigawatt ville være mulig med tre rader med turbiner, bygget på de stedene som er kartlagt nedenfor (B, C og D på kartet). Fordi hver rad bremser bevegelsen til tidevannet som går gjennom den, vil bygging av mer enn tre bare marginalt forbedre strømkapasiteten, samtidig som den totale kostnaden for prosjektet økes med en konstant hastighet. (A, på kartet, er en foreslått alternativ ordning som vil produsere et lignende nivå av energi, men til en høyere pris.)
(Bilde via Proceedings of the Royal Society A / Adcock et al.) Selvfølgelig er det mange hindringer for å konstruere tidevannsturbiner i så stor skala, noe som ville dverge ethvert nåværende tidevannsenergiprosjekt som eksisterer. Noen er bekymret for at tidevannsturbiner kan ha negative økologiske effekter og forstyrre fisk og andre dyrelivssamfunn. Forskning på hvordan disse slags turbinene vil påvirke lokale økosystemer er i begynnelsen. I tillegg, i områder som Pentland Firth, måtte turbiner bygges med store nok gap for at skip kan passere, siden kanalen er en viktig fraktvei, men forfatterne av denne artikkelen tok hensyn til denne typen avstand når de lager sine beregninger.
Per nå er det største hinderet pris: uten noen ordninger for regulering av karbonforurensning er de fleste fornybare energikilder, inkludert tidevannskraft, ikke like billige som å brenne kull eller andre fossile brensler. Men mange energiselskaper har allerede erkjent at kostnadene for fossilt drivstoffproduksjon på lang sikt vil øke - både på grunn av eventuelle reguleringer av utslippene av klimagasser og på grunn av fossile brensler blir stadig mer kostbare å utvinne - og utnytte kraften til tidevannet kan gi en pålitelig måte å oppfylle en del av energikravene våre.
