Äärimmäisessä Pohjois-Skotlannissa mantereen ja Orkneysaarten välissä sijaitsee Pentland Firth, joka on karkeasti kymmenen mailin leveä meritie Pohjanmeren ja Atlantin välillä. Hylkeiden, pyöriäisten ja satunnaisten tappavalaiden lisäksi Firth tunnetaan harvinaisen voimakkaista ja nopeista vuorovedestään - ne on tallennettu jopa 18 mailin tunnissa nopeudella maailman nopeimpiin - seurauksena valtavasta määrä vettä, joka ryntää edestakaisin kapean käytävän läpi suunnilleen kuuden tunnin välein.
Näitä vuorovesi on vuosisatojen ajan pidetty vaarana merimiehiä ja kalastusaluksia. Viime aikoina Skotlannin virkamiehet ovat kuitenkin huomauttaneet, että Pentland Firthin voimakkaista vuorovesi voi tuoda odottamattoman hyödyn: Kun maat etsivät uusia uusiutuvien energialähteiden lähteitä, nämä vuorovedet voisivat tehdä Skotlannista vuorovesivoiman “Saudi-Arabiaksi”.
Tarkkailijat ovat jo kauan spekuloineet vuorovedenergiaa käyttävän sähköntuotannon potentiaalista, ja vaikka maailmanlaajuisesti on valmistunut vain kourallinen vuorovesivoimalaitoksia, monet muut hankkeet ovat rakenteilla tai niitä on ehdotettu. Niistä kukaan ei vastaa Pentland Firttiä arvioidun sähköntuotantokapasiteetin suhteen - Skotlanti on ehdottanut, että se voisi tuottaa keskimäärin jopa 10 gigawattia sähköä päivän aikana, joka riittää kattamaan neljänneksen Euroopan unionin päivittäisistä tarpeista - ja sen seurauksena joukko energiayhtiöitä on hiljattain hankkinut vuokrasopimuksia turbiinien asentamiseksi vesiväylälle.
Tähän asti, vaikka korkeista ennusteista huolimatta, mikään tutkija ei ollut suorittanut systemaattista tutkimusta selvittääkseen tarkalleen, kuinka paljon energiaa Firth saattaisi tuottaa. Tänään, ryhmä Oxfordin yliopistosta ja muualta julkaisi tulokset tarkastelustaan vesiväylän kokonaiskapasiteetista.
Vaikka heidän lukumääränsä eivät välttämättä oikeuta Skotlannin vertaamista Persianlahteen kokonaisenergiapotentiaalin suhteen, ne viittaavat siihen, että se voi olla varmasti Saudi-Arabia vuorovesivoiman suhteen ja että Pentland Firthillä voisi olla merkittävä rooli Ison-Britannian voiman lisäämisessä. osoittaa, että meriteitse voisi potentiaalisesti olla keskimäärin 1, 9 gigawattia sähköä milloin tahansa, mikä vastaa noin puolta Skotlannin sähkönkulutuksesta.
Julkaisussa Proceedings of the Royal Society A julkaistu analyysi mallinnti suurimman potentiaalisen sähköntuotannon järjestelmästä, joka käsittäisi kolme riviä vedenalaisia vuorovesiturbiineja, joista kukin koostuu satoista pylväistä, jotka ulottuvat koko käytävän yli. Nämä turbiinit valjastavat kulkevien vuorovesien energian oleellisesti samalla tavalla kuin tuuliturbiinit kaappaavat energian ohi tuulenpuuskissa - käyttämällä vesivirtausta pyörittämään turbiinia, joka kääntää keskellä sijaitsevan magneetin, jolloin syntyy sähkö ala. Koska vesi on kuitenkin paljon tiheämpää kuin ilma, vuorovesiturbiinit pyörivät nopeammin ja voivat mahdollisesti tuottaa paljon enemmän energiaa kuin samankokoiset tuuliturbiinit.
Yksinkertaistettu kaavio vedenalaisesta vuorovesiturbiinista. (Kuva Wikimedia Commonsin / Feldoncommonin kautta) Tutkijat tarkastelivat tällaisten turbiinien monirivien rakentamista, jotka sijoitettiin useisiin paikkoihin Firthin sisällä. Niiden mallit ottivat huomioon veden syvyyden kussakin tietyssä paikassa, havaitut vuoroveden nopeudet ja korkeudet kunkin kuukauden aikana sekä joukon muita muuttujia.
Viime kädessä ryhmä havaitsi, että suurin käytännöllinen kapasiteetti 1, 9 gigawattia olisi mahdollista kolmella turbiinirivillä, jotka on rakennettu alla kartoitettuihin paikkoihin (B, C ja D kartalla). Koska jokainen rivi hidastaa sen läpi kulkevien vuorovesien liikettä, yli kolmen rakentaminen parantaisi vain vähän kapasiteettia, samalla kun projektin kokonaiskustannukset kasvaisivat vakiona. (A on kartalla ehdotettu vaihtoehtoinen järjestelmä, joka tuottaisi samankaltaisen energian, mutta korkeammilla kustannuksilla.)
(Kuva Proceedings of Royal Society A / Adcock et al.) Tietysti on olemassa lukuisia esteitä vuorovesiturbiinien rakentamiselle niin valtavassa mittakaavassa, että ne kääntäisivät pois kaikki nykyiset vuorovesienergiaprojektit. Jotkut ovat huolissaan siitä, että vuorovesiturbiineilla voi olla kielteisiä ekologisia vaikutuksia, häiritsemällä kaloja ja muita villieläinyhteisöjä. Tutkimus siitä, kuinka nämä turbiinit vaikuttavat paikallisiin ekosysteemeihin, on vasta alkamassa. Lisäksi Pentland Firth -alueen kaltaisille alueille turbiinit olisi rakennettava riittävän suurilla rakoilla laivojen läpi kulkemiseksi, koska kanava on tärkeä laivaväylä, mutta tämän tutkimuksen kirjoittajat ottivat tällaisen välin huomioon ottaessaan laskelmat.
Nyt suurimpana esteenä on hinta: ilman mitään hiilidioksidipäästöjen sääntelyjärjestelmiä, suurin osa uusiutuvista energialähteistä, mukaan lukien vuorovesivoima, eivät vain ole niin halpoja kuin hiilen tai muiden fossiilisten polttoaineiden polttaminen. Mutta monet energiayhtiöt ovat jo tunnustaneet, että fossiilisten polttoaineiden tuotantokustannukset kasvavat pitkällä tähtäimellä - sekä kasvihuonekaasupäästöjä koskevista mahdollisista säännöksistä että fossiilisten polttoaineiden talteenotosta tulee yhä kalliimpia - ja vuorovedet voisivat tarjota luotettavan tavan vastata osaa energiantarpeestamme.
