Ocean Motion zou de volgende grote bron van groene energie kunnen zijn

lIn 1851 vroeg de Engelse wiskundige en uitvinder Charles Babbage zich af wat er zou gebeuren als de kolenmijnen, toen en nu een van de belangrijkste bronnen van bruikbare energie, zouden opraken. Hij concludeerde dat “de zee zelf een stabiele krachtbron biedt die tot nu toe bijna onaangeboord is gebleven.” Babbage sprak over getijden, deze bewegingen van de wereldzeeën gecontroleerd door de maan en het eigenlijke synoniem voor betrouwbare standvastigheid. Maar terwijl zijn Difference Engine, een mechanische rekenmachine die als een baanbrekende voorloper van de computer werd beschouwd, onze wereld in wezen zou hervormen, dreven Babbages ideeën over getijdenenergie de komende anderhalve eeuw ondergronds, voornamelijk in de provincie Dreamers.

Meer recentelijk wordt getijdenenergie echter steeds meer mainstream, ondersteund door succesvolle demonstratieprojecten en een hernieuwde interesse in hernieuwbare energie, nog verder aangewakkerd door de verwachte sluiting van Russische kranen in Europa. Hoewel het aantal megawatt dat jaarlijks door getijden wordt gegenereerd – op plaatsen van de Bay of Fundy in Canada tot het Sihwa-meer in Zuid-Korea – nog steeds klein is, merkt Donagh Cagney, beleidsdirecteur bij belangenorganisatie Ocean Energy Europe, op, “de toename is exponentieel”. Zo wordt verwacht dat getijdenenergie in 2050 goed is voor 11% van de Britse elektriciteit, vergeleken met slechts 3% vandaag.

Maar in het afgelegen kustgebied van Schotland krijgen sommige inwoners al een voorproefje van die toekomst. Schotland is voor getijdenenergie geworden wat Saoedi-Arabië is voor fossiele brandstoffen. Cagney schrijft dit toe aan verschillende factoren, variërend van zijn geografie – het land is gezegend met enkele van de snelst bewegende getijdengeluiden ter wereld – tot zijn ervaring met offshore olie-exploratie. Om deze redenen is het al bijna twee decennia de thuisbasis van ‘s werelds grootste op het elektriciteitsnet aangesloten testlocatie voor getijdenenergie, het European Marine Energy Centre (EMEC). Het bedrijf is opgericht in 2003 en heeft zijn hoofdkantoor op de Orkney-eilanden voor de noordkust van Schotland. Neil Kermode, directeur van het centrum sinds 2005, heeft ongeveer 35 getijdenenergieprojecten geleid, van startups die zijn gekomen en gegaan – sommige zijn gesloten wegens gebrek aan kapitalisatie of niet-levensvatbare technologie, andere zijn overgenomen door grotere bedrijven zoals GE.

Maar het grootste project dat ooit bij EMEC is uitgevoerd, is er nog steeds en voorziet 1 op de 12 huizen in Orcadian van stroom. De O2, zoals hij heet, van het Schotse bedrijf Orbital Marine, weegt zo’n 680 ton, is langer dan een Boeing 747 en glijdt als de grootste roerschedel ter wereld over het wateroppervlak. “Het ziet eruit als een gele onderzeeër”, zegt Kermode. “Als je het ziet en het tij raast, is het echt moeilijk te zeggen dat het stilstaat. Het is een echte optische illusie – je denkt dat hij door het water wordt gesleept.” Maar de O2 is met vier kabels aan de zeebodem vastgeketend, die elk ongeveer 50 dubbeldekkerbussen van de grond kunnen tillen. Alleen het water beweegt, drijft twee 10 meter lange turbines aan met een druk van ongeveer 100 ton en genereert continu 2.000 megawatt (mW), genoeg om ongeveer 2.000 huishoudens van stroom te voorzien.

Lees verder: Een klimaatoplossing ligt diep onder de oceaan – maar toegang tot deze oplossing kan enorme milieukosten met zich meebrengen

Voor de ondernemers en onderzoekers die zich inzetten voor het benutten van deze kracht, lijkt de oceaan – de oerruimte waaruit zoveel leven op aarde is voortgekomen – voorbestemd om opnieuw de krachten te leveren die zullen helpen een nieuwe fase in de geschiedenis te creëren. Maar zoals iedereen die ooit per boot of board tegen de golven heeft gevochten weet, zal het temmen van de getijden een monumentale taak zijn.


Het idee is: eenvoudig. Ten eerste getijden. Ze stijgen en dalen voorspelbaar, meedogenloos aangedreven door de zwaartekracht van de maan. Deze kwaliteiten samen maken het getij een aantrekkelijk voorstel voor de stroomvoorziening van het net. “De zon schijnt niet altijd; de wind waait niet altijd”, zegt Simon Forrest, CEO van de Schotse getijdencentrale Nova Innovation. Maar met getijden, zegt hij, “kunnen we je vertellen hoeveel we over een maand, over vijf jaar, om twee minuten over drie ‘s nachts gaan genereren.”

Ten tweede heb je iets nodig dat in principe gelijk is aan een onder water geplaatste windturbine (verankerd aan de zeebodem of bevestigd aan de onderkant van een drijvende constructie) die een generator aandrijft. En gelukkig is water ongeveer 800 keer dichter dan lucht. “Je krijgt meestal een compactere, krachtigere stroombron”, zegt Forrest. “Onze turbines zijn veel kleiner dan windturbines, maar produceren veel meer voor het geld.” Nova heeft vooral andere voordelen: Waar de O2 drijft, bevinden de turbines van Nova zich onder het zeeoppervlak. “Onze technologieën worden niet aangetast door stormen”, zegt Forrest. Er is geen visuele impact, zegt hij – esthetiek is een van de redenen waarom veel mensen in het verleden bezwaar hebben gemaakt tegen windturbines – en het levert geen gevaren op voor de scheepvaart of andere maritieme operaties.

Nova beschreef zijn eerste inzet op de Schotse Shetlandeilanden in 2016 als “‘s werelds eerste offshore getijdenveld”. Er zijn nu zes turbines in Bluemull Sound, Shetland, die huizen van stroom voorzien en, dankzij een samenwerking met Tesla, oplaadpunten voor elektrische voertuigen. Na het succes van dit project hebben de autoriteiten Nova toestemming gegeven om een ​​50mW-array te bouwen die tot een derde van de kracht van Shetland zal leveren.

“We produceren al zes jaar schone, voorspelbare elektriciteit in Shetland”, zegt Forrest. “En je ziet het niet.” Een ander ding dat consumenten in Shetland – of Orkney – dankzij overheidssubsidies niet zien, is de werkelijke prijs van hun energieverbruik op hun maandelijkse rekeningen. Om de technologie te laten groeien en wereldwijd te verspreiden, moeten getijdenenergiebedrijven de kosten verlagen door schaalvergroting en technologiegedreven efficiëntie. Het is geen fantasie; In de VS bijvoorbeeld is de prijs van windenergie het afgelopen decennium met 70% gedaald.

De vraag rijst hoe de massale inzet van getijdenturbines de oceanen kan beïnvloeden. “Als je iets in de oceaan gooit dat energie afvoert, [you] de oceaan verstoren”, zegt Michela de Dominicis, senior wetenschapper bij het National Oceanographic Centre in het Verenigd Koninkrijk. “Dit kan trapsgewijze effecten hebben”, zoals het verstoren van de nutriëntenmix van mariene ecosystemen en het verhogen van de watertemperatuur. Hun onderzoek suggereert echter dat disruptie lonend kan zijn. “In een van mijn papers liet ik zien dat zelfs als ik ongeveer 20.000 turbines in zee zet en het milieu vervuil”, zegt ze, “dit effect een orde van grootte kleiner is dan wat er kan gebeuren met klimaatverandering. ”

De grootste hindernis voor getijdenenergie is misschien wel het beperkte aantal plaatsen in de wereld waar het kan worden gedaan. Afgezien van een klein project in de East River in New York, dat elektriciteit zal leveren aan minder dan 400 huizen, zijn er in de VS weinig locaties geïdentificeerd die veelbelovend zijn voor de wateren van Schotland. Wat de VS in overvloed heeft, is de kustlijn, die spreekt over de belofte van een andere oceaanenergiebron: golven. Ondanks een vroege uitbarsting van enthousiasme voor golfkracht een paar decennia geleden, hebben de getijden het sindsdien overschaduwd, deels omdat de open zee een meer uitdagende omgeving vormt. “Het is een onconventionele hulpbron”, zegt Andrew Scott, de CEO van Orbital Marine, die eerder werkte bij Pelamis, een vroege en inmiddels ter ziele gegane startup voor golfenergie. “Golven hebben een verticale afbuiging. Ze hebben een horizontale doorbuiging. Ze hebben een cyclische beweging; ze hebben drijfvermogen; Ze hebben verschillende golflengten die uit verschillende hoeken komen. Er is geen conceptuele overeenkomst… over hoe je de energie gaat vangen.”

Gezien de potentiële voordelen zijn mensen echter voortdurend op zoek naar nieuwe oplossingen. Inna Braverman, mede-oprichter en CEO van de Israëlische startup Eco Wave Power, gelooft dat de vroege pioniers van golfenergie een fout hebben gemaakt toen ze ver uit de kust probeerden te werken. “De prijs was torenhoog”, zegt ze. “Je hebt duikers nodig; Je moet alle conversieapparatuur in de daadwerkelijke drijvers stoppen, die midden op zee staan.” Haar bedrijf bevestigt in plaats daarvan golfgeneratoren aan kustelementen zoals golfbrekers. Een proefproject in Gibraltar levert sinds 2016 elektriciteit aan ongeveer 100 huizen tegen een fractie van de kosten van offshore golfprojecten, zegt ze. En het bedrijf start met megawattprojecten in Portugal en recentelijk in de haven van Los Angeles.

Of het nu op een golf of over het getij beweegt, water lijkt een integraal onderdeel te zijn van de toekomstige energievergelijking. “De laaghangende vruchten van wind en zon zijn geplukt”, zegt Cagney. “Om netto-nul te bereiken, hebben we alle hernieuwbare bronnen nodig die we hebben.” En, zoals de wereldwijde impact van de Russische invasie van Oekraïne onderstreept, vereist energiezekerheid meerdere inputs. “Het is een voordeel om een ​​energiebron te hebben die wordt aangedreven door een ander stel krachten, omdat het betekent dat ze niet allemaal tegelijkertijd op één lijn liggen”, zegt Forrest. “Als de wind niet waait, houdt het het tij niet tegen.”

Lees meer uit The Oceans Issue

De oceaan is het eerste slachtoffer en laatste redmiddel van klimaatverandering

De wonderbaarlijke bomen die de grootste stad van Pakistan kunnen redden van een klimaatcatastrofe

We hebben een groenere boot nodig

Meer must-read verhalen van TIME


Neem contact met ons op op letters@time.com.

Leave a Comment