Im äußersten Norden Schottlands, zwischen dem Festland und den Orkney-Inseln, liegt der Pentland Firth, ein etwa zehn Meilen breiter Seeweg zwischen der Nordsee und dem Atlantik. Neben Robben, Tümmlern und gelegentlichen Killerwalen ist der Firth für seine ungewöhnlich starken und schnellen Gezeiten bekannt - sie wurden mit Geschwindigkeiten von bis zu 30 km / h gemessen und gehören zu den schnellsten der Welt - das Ergebnis einer enormen Geschwindigkeit Wassermenge, die ungefähr alle sechs Stunden durch eine schmale Passage fließt.
Seit Jahrhunderten werden diese Gezeiten als Gefahr für Seeleute und Fischereifahrzeuge angesehen. In jüngerer Zeit haben schottische Vertreter jedoch darauf hingewiesen, dass die starken Gezeiten des Pentland Firth einen unerwarteten Vorteil haben könnten: Auf der Suche nach neuen erneuerbaren Energiequellen könnten diese Gezeiten Schottland zum „Saudi-Arabien“ der Gezeitenkraft machen.
Beobachter haben lange über das Potenzial für die Stromerzeugung mit Gezeitenenergie spekuliert, und obwohl weltweit nur eine Handvoll Gezeitenkraftwerke fertiggestellt sind, stehen viele andere Projekte kurz vor dem Bau oder wurden vorgeschlagen. Keines davon entspricht dem Pentland Firth in Bezug auf die geschätzte Stromerzeugungskapazität - Schottland hat vorgeschlagen, dass es im Durchschnitt über einen Tag bis zu 10 Gigawatt Strom liefern könnte, genug, um ein Viertel des täglichen Bedarfs der Europäischen Union zu decken - Infolgedessen haben einige Energieunternehmen kürzlich Leasingverträge für die Installation von Turbinen auf der Wasserstraße abgeschlossen.
Trotz der hohen Vorhersagen hatten bisher keine Wissenschaftler eine systematische Studie durchgeführt, um herauszufinden, wie viel Energie der Firth genau liefern könnte. Heute veröffentlichte eine Gruppe von der Universität Oxford und anderswo die Ergebnisse ihrer Überprüfung der Gesamtkapazität der Wasserstraße.
Auch wenn ihre Anzahl den Vergleich Schottlands mit dem Persischen Golf hinsichtlich des Gesamtenergiepotenzials nicht rechtfertigt, deuten sie doch darauf hin, dass es sich bei Gezeiten um ein Saudi-Arabien handeln könnte und dass der Pentland Firth eine wichtige Rolle bei der Stromversorgung des Vereinigten Königreichs spielen könnte Dies zeigt, dass der Seeweg zu einem bestimmten Zeitpunkt durchschnittlich 1, 9 Gigawatt Strom liefern könnte, was etwa der Hälfte des schottischen Stromverbrauchs entspricht.
Die in den Proceedings of the Royal Society A veröffentlichte Analyse modellierte die maximale potenzielle Stromerzeugung eines Schemas, das drei Reihen von Unterwasser-Gezeitenturbinen umfassen würde, die jeweils aus Hunderten von Pfosten bestehen, die sich über die gesamte Passage erstrecken. Diese Turbinen nutzen die Energie bei Ebbe und Flut im Wesentlichen auf die gleiche Weise, wie Windturbinen die Energie bei vorbeiziehenden Windböen erfassen - indem sie die Turbine mithilfe des Wasserstroms drehen, wodurch ein in der Mitte befindlicher Magnet gedreht und ein elektrischer Strom erzeugt wird Feld. Da Wasser jedoch viel dichter als Luft ist, drehen sich Gezeitenturbinen schneller und können möglicherweise viel mehr Strom erzeugen als Windkraftanlagen derselben Größe.
Ein vereinfachtes Schema einer Unterwasser-Gezeitenturbine. (Bild über Wikimedia Commons / Feldoncommon) Die Forscher untersuchten den Bau mehrerer Reihen dieser Art von Turbinen an verschiedenen Orten im Firth. Ihre Modelle berücksichtigten die Wassertiefe an jedem gegebenen Ort, beobachteten Gezeitengeschwindigkeiten und -höhen im Laufe eines jeden Monats und eine Reihe anderer Variablen.
Letztendlich stellte das Team fest, dass die maximale praktische Leistung von 1, 9 Gigawatt mit drei Reihen von Turbinen möglich wäre, die an den unten abgebildeten Orten (B, C und D auf der Karte) gebaut wurden. Da jede Reihe die Bewegung der Gezeiten verlangsamt, würde der Bau von mehr als drei die Stromkapazität nur unwesentlich verbessern und gleichzeitig die Gesamtkosten des Projekts konstant erhöhen. (A auf der Karte ist ein vorgeschlagenes alternatives Schema, das ein ähnliches Energieniveau erzeugt, aber zu höheren Kosten.)
(Bild über Verfahren der Royal Society A / Adcock et al.) Natürlich gibt es zahlreiche Hindernisse für den Bau von Gezeitenturbinen in solch großem Maßstab, die jedes derzeit existierende Gezeitenenergieprojekt in den Schatten stellen würden. Einige befürchten, dass Gezeitenturbinen negative ökologische Auswirkungen haben und Fische und andere Wildtiergemeinschaften stören könnten. Die Erforschung der Auswirkungen dieser Art von Turbinen auf die lokalen Ökosysteme steht noch am Anfang. Darüber hinaus müssten in Gebieten wie dem Pentland Firth Turbinen mit ausreichend großen Zwischenräumen für die Durchfahrt von Schiffen gebaut werden, da der Kanal eine entscheidende Schifffahrtsstraße darstellt. Die Autoren dieses Dokuments berücksichtigten diese Abstände jedoch bei der Erstellung ihrer Berechnungen.
Derzeit ist die größte Hürde der Preis: Ohne bestehende Regelungen zur Kohlenstoffbelastung sind die meisten erneuerbaren Energiequellen, einschließlich Gezeitenkraft, nicht so günstig wie die Verbrennung von Kohle oder anderen fossilen Brennstoffen. Viele Energieunternehmen haben jedoch bereits erkannt, dass die Produktionskosten für fossile Brennstoffe langfristig steigen werden - sowohl aufgrund der möglichen Regulierung der Treibhausgasemissionen als auch aufgrund der Tatsache, dass die Gewinnung fossiler Brennstoffe immer kostspieliger wird - und um die Kraft von zu nutzen Die Gezeiten könnten eine zuverlässige Möglichkeit bieten, einen Teil unseres Energiebedarfs zu decken.
