Στην ακραία βόρεια Σκωτία, μεταξύ της ηπειρωτικής χώρας και των νησιών Orkney, βρίσκεται το Pentland Firth, μια θαλάσσια διαδρομή περίπου δέκα μιλίων μεταξύ της Βόρειας Θάλασσας και του Ατλαντικού. Μαζί με τις φώκιες, τις φώκιες και την περιστασιακή φάλαινα δολοφόνων, ο Firth είναι γνωστός για τις ασυνήθιστα ισχυρές και γρήγορες παλίρροιες - έχουν καταγραφεί σε ταχύτητες ύψους 18 μίλια ανά ώρα, μεταξύ των ταχύτερων στον κόσμο - το αποτέλεσμα μιας τεράστιας ποσότητα νερού που σπρώχνει μπροστά και πίσω μέσα από ένα στενό πέρασμα περίπου κάθε έξι ώρες.
Για αιώνες, αυτές οι παλίρροιες θεωρούνται κίνδυνο για τους ναυτικούς και τα αλιευτικά σκάφη. Πιο πρόσφατα, όμως, οι Σκωτσέζοι αξιωματούχοι επεσήμαναν ότι οι ισχυρές παλίρροιες του Pentland Firth θα μπορούσαν να παρουσιάσουν ένα απροσδόκητο όφελος: Καθώς οι χώρες αναζητούν νέες πηγές ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αυτές οι παλίρροιες θα μπορούσαν να κάνουν τη Σκωτία "Σαουδική Αραβία" παλιρροιακής δύναμης.
Οι παρατηρητές έχουν από καιρό σκέψεις σχετικά με τις δυνατότητες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με παλιρροϊκή ενέργεια και μολονότι εξακολουθούν να υπάρχουν μόνο λίγες παλιρροιακές μονάδες ηλεκτροπαραγωγής παγκοσμίως, πολλά άλλα έργα πλησιάζουν στην κατασκευή ή έχουν προταθεί. Από αυτές, καμία δεν ισούται με την Pentland Firth όσον αφορά την εκτιμώμενη παραγωγική ικανότητα παραγωγής ενέργειας - η Σκωτία πρότεινε ότι θα μπορούσε να παρέχει έως και 10 gigawatts ηλεκτρικής ενέργειας κατά μέσο όρο κατά τη διάρκεια μιας ημέρας, αρκετή για να καλύψει το ένα τέταρτο των καθημερινών αναγκών της Ευρωπαϊκής Ένωσης - και ως εκ τούτου, ορισμένες εταιρείες ενέργειας έχουν αποκτήσει πρόσφατα μισθώσεις για την εγκατάσταση τουρμπίνες στην πλωτή οδό.
Μέχρι τώρα, παρά τις υψηλές προβλέψεις, κανένας επιστήμονας δεν είχε διεξαγάγει συστηματική μελέτη για να υπολογίσει πόση ενέργεια θα μπορούσε να προσφέρει ο Firth. Σήμερα, μια ομάδα από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και αλλού δημοσίευσε τα αποτελέσματα της ανασκόπησης της συνολικής χωρητικότητας της πλωτής οδού.
Αν και οι αριθμοί τους δεν δικαιολογούν τη σύγκριση της Σκωτίας με τον Περσικό Κόλπο όσον αφορά το συνολικό ενεργειακό δυναμικό, προτείνουν ότι θα μπορούσε ασφαλώς να είναι μια Σαουδική Αραβία για την παλιρροιακή δύναμη και ότι η Pentland Firth θα μπορούσε να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στην εξουσία του Ηνωμένου Βασιλείου. δείχνει ότι η ναυσιπλοΐα θα μπορούσε να παράσχει κατά μέσο όρο 1, 9 gigawatts ηλεκτρικής ενέργειας ανά πάσα στιγμή, αριθμός που ισούται περίπου με το ήμισυ της ηλεκτρικής κατανάλωσης της Σκωτίας.
Η ανάλυση, που δημοσιεύτηκε στα Πρακτικά της Βασιλικής Εταιρείας Α, σχεδίασε τη μέγιστη δυναμική παραγωγή ηλεκτρισμού ενός σχεδίου που θα περιλαμβάνει τρεις σειρές υποβρύχιων παλιρροιακών στροβίλων, το καθένα από τους οποίους αποτελείται από εκατοντάδες θέσεις που εκτείνονται σε όλο το πέρασμα. Αυτοί οι στρόβιλοι εκμεταλλεύονται την ενέργεια στις διερχόμενες παλίρροιες ουσιαστικά με τον ίδιο τρόπο που οι ανεμογεννήτριες συλλάβουν την ενέργεια σε περνώντας ριπές του ανέμου χρησιμοποιώντας τη ροή του νερού για να γυρίσουν τον στρόβιλο, που γυρίζει έναν μαγνήτη που βρίσκεται στο κέντρο, δημιουργώντας έτσι ένα ηλεκτρικό πεδίο. Επειδή το νερό είναι πολύ πυκνότερο από τον αέρα, όμως, οι παλιρροιακοί ανεμογεννήτριες θα περιστρέφονται ταχύτερα και μπορούν να παράγουν πολύ περισσότερη ενέργεια από τις ανεμογεννήτριες του ίδιου μεγέθους.
Ένα απλοποιημένο σχήμα ενός υποβρύχιου παλιρροιακού στροβίλου. (Εικόνα μέσω του Wikimedia Commons / Feldoncommon) Οι ερευνητές εξέτασαν την κατασκευή πολλών σειρών τέτοιων τύπων στροβίλων, τοποθετημένων σε διάφορες τοποθεσίες εντός του Firth. Τα μοντέλα τους έλαβαν υπόψη το βάθος του ύδατος σε κάθε δεδομένη τοποθεσία, τις παρατηρούμενες παλιρροιακές ταχύτητες και τα ύψη κατά τη διάρκεια κάθε μήνα και μια σειρά άλλων μεταβλητών.
Τελικά, η ομάδα διαπίστωσε ότι η μέγιστη πρακτική χωρητικότητα των 1, 9 gigawatts θα ήταν δυνατή με τρεις σειρές στροβίλων, που χτίστηκαν στις θέσεις που χαρτογραφήθηκαν παρακάτω (B, C και D στο χάρτη). Επειδή κάθε σειρά επιβραδύνει την κίνηση των παλίρροιων που περνούν μέσα από αυτήν, η κατασκευή περισσότερων από τρεις θα βελτίωνε μόνο οριακά την ικανότητα ισχύος, αυξάνοντας ταυτόχρονα το συνολικό κόστος του έργου με σταθερό ρυθμό. (Α, στο χάρτη, είναι ένα προτεινόμενο εναλλακτικό πρόγραμμα που θα παράγει ένα παρόμοιο επίπεδο ενέργειας αλλά με υψηλότερο κόστος.)
(Εικόνα μέσω των πρακτικών της Βασιλικής Εταιρείας Α / Adcock κ.ά.) Φυσικά, υπάρχουν πολυάριθμα εμπόδια για την κατασκευή παλιρροϊκών στροβίλων σε τόσο μεγάλη κλίμακα, που θα υπονόμευε κάθε υφιστάμενο ενεργειακό έργο παλιρροϊκής ενέργειας. Μερικοί ανησυχούν ότι οι παλιρροϊκές τουρμπίνες θα μπορούσαν να έχουν αρνητικές οικολογικές επιπτώσεις, διακόπτοντας τα ψάρια και άλλες κοινότητες άγριων ζώων. Η έρευνα σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο αυτοί οι τύποι στροβίλων θα επηρεάσουν τα τοπικά οικοσυστήματα βρίσκεται στα αρχικά στάδια. Επιπλέον, σε περιοχές όπως το Pentland Firth, οι ανεμογεννήτριες θα πρέπει να κατασκευαστούν με αρκετά μεγάλα κενά για να περάσουν τα πλοία, καθώς το κανάλι αποτελεί σημαντική πλωτή οδό, αλλά οι συγγραφείς αυτού του εγγράφου έλαβαν υπόψη αυτού του είδους τις αποστάσεις όταν έκαναν υπολογισμούς.
Μέχρι τώρα, το μεγαλύτερο εμπόδιο είναι η τιμή: χωρίς να υπάρχουν συστήματα ρύθμισης της ρύπανσης του άνθρακα, οι περισσότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της παλιρροϊκής ενέργειας, δεν είναι τόσο φθηνές όσο ο καύσιμο άνθρακα ή άλλα ορυκτά καύσιμα. Ωστόσο, πολλές εταιρείες ενέργειας έχουν ήδη αναγνωρίσει ότι, μακροπρόθεσμα, το κόστος παραγωγής ορυκτών καυσίμων θα αυξηθεί - τόσο λόγω ενδεχόμενων ρυθμίσεων των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου όσο και λόγω των ορυκτών καυσίμων που καθίστανται όλο και πιο δαπανηρά για την εξόρυξη - και αξιοποίηση της εξουσίας οι παλίρροιες θα μπορούσαν να αποτελέσουν έναν αξιόπιστο τρόπο για την κάλυψη ενός μέρους των ενεργειακών μας αναγκών.
