Getijdenenergie in Severn Barrage

De zoektocht naar duurzame energiebronnen is enorm belangrijk geworden met oog op klimaatverandering en de opkomende schaarste van fossiele brandstoffen. Naast de opwekking van energie uit zonnestraling en windkracht, heeft energie generatie aan de hand van getijdestromingen veel potentie. In Engeland zijn al lang plannen om de zogeheten Severn Barrage te bouwen: een dam die energie opwekt door gebruik te maken van getijdeverschillen.

Het verschil tussen eb en vloed heeft invloed op de snelheid van de getijdenstromingen: hoe hoger het getijdenverschil, des te meer energie potentie. Het getijdenverschil is zeer hoog in veel estuaria, met name in Canada en het Verenigd Koninkrijk, door de trechtervorm en hun ligging ten opzichte van oceanen (kader).

Severn Barrage

Om getijdenenergie op te wekken zijn plannen gemaakt om grote dammen in estuaria aan te leggen. In dit onderzoek ligt de focus op de Severn Barrage, die men wil aanleggen in het Severn Estuarium in Zuidwest-Engeland. Deze dam is gekozen omdat er veel data bekend is over de omgeving van het Severn Estuarium en daarnaast de energiepotentie erg hoog is. De plannen voor deze dam zijn er al lang, maar zijn tot op heden nog niet gerealiseerd omdat er te weinig onderzoek is gedaan naar de impact van een dam op onder andere de omgeving, zoals de waterdynamiek en daarbij op de ecologie, die met name uniek is in het intergetijdengebied. Het intergetijdengebied is het gebied dat bij eb boven water ligt en bij vloed onder water.

Wat is de impact van een getijdendam op de waterdynamiek?

Uit uitgevoerde experimenten blijkt dat door het plaatsen van een constructie het verschil tussen eb en vloed bovenstrooms van de brug kleiner wordt, waardoor ook het intergetijdengebied afneemt. In het experiment nam het verschil tussen eb en vloed af met 24 procent en het intergetijdengebied daardoor met 6 procent (zie figuren onderaan dit artikel). In de Severn zelf zullen deze getallen misschien wat afwijken, maar ook daar zal het eb en vloed verschil kleiner worden. Ondanks dat de afname in het getijdenverschil niet zo veel lijkt, kan dit enorme gevolgen hebben voor sedimentatie processen, stroomsnelheden en ook ecologie, zowel binnen als buiten het intergetijdengebied.

De Metronoom als simulator

Experimenten zijn uitgevoerd in de Metronoom van de vakgroep Fysische Geografie aan de Universiteit Utrecht (zie afbeeldingen). De Metronoom is een kantelbak van 20 bij 3 meter, die op zijn as kantelt om zo getijden na te bootsen. De diepte van het bed en de zandkorrels zijn zo geschaald dat een estuarium wordt gevormd dat lijkt op echte systemen.

Eerst is een referentie-experiment uitgevoerd, waarna een experiment met dezelfde omstandigheden is uitgevoerd waarin een brug is geplaatst vlak bij de monding van de zee. Een getijdendam is nagebootst op een aantal vlakken, waarvan de volgende twee het belangrijkst: weerstand voor het stromende water en het vasthouden van de oevers. Dit betekent dat de experimentele brug niet meteen te koppelen is aan een echte dam, maar dat het wel een indictie geeft over belangrijke effecten.

Een getijdencyclus in de metronoom duurt 45 seconden terwijl dit in het echt gemiddeld 12 uur en 25 minuten is. De experimenten hebben beiden 13200 cycli gedraaid, wat dus gelijk staat aan 18,5 jaar in het echt!

Naast impact op de ecologische omgeving, beïnvloedt een dam nog veel meer factoren, zoals economische. Zo zal de scheepsvaart naar steden bovenstrooms van de dam bemoeilijkt worden waardoor handel met steden als Bristol en Cardiff negatief beïnvloed wordt.

Onderzoek aan de UU

Of de Severn Barrage er zal komen is tot op heden nog niet duidelijk. Verder onderzoek zal binnen de Universiteit Utrecht worden vervolgd, mogelijk in samenwerking met andere instellingen of bedrijven, om meer kennis op te doen over de impact van een getijdendam, maar ook om te zoeken naar mogelijke oplossingen voor negatieve impact.

Het doel van dit onderzoek is om een beter beeld te krijgen van de effecten van een getijdendam op de waterdynamiek om zo andere instanties aan te moedigen meer onderzoek te doen naar het effect van getijdendammen op de omgeving. Dit is namelijk een belangrijke factor in de afweging van het wel of niet bouwen van een getijdendam.