Column: Mechanische locals

Groundswell vanuit NW, WNW, golven aan de kust van 1.4 tot 4 meter met een golf periode van 10.5 tot 13 seconde, de Baskische kust gaat af. Sinds kort zijn wij surfers niet meer de enigen die hier nat van worden. Wetenschappers, technici, energiemaatschappijen en uiteindelijk misschien de hele maatschappij heeft in de toekomst mogelijk belangen bij deze watertandende omstandigheden. Het is geen haring power, geen white power, maar wave power. En er is elektriciteit mee op te wekken.

Tekst: Thomas van Dijk
Illustratie: Holani

Golven ontstaan door wind. En wind ontstaat doordat de zon de lucht opwarmt, waardoor deze gaat bewegen. Golfenergie is een indirecte vorm van zonne-energie, en is minder efficiënt dan het opvangen van directe zonne- of windenergie. Surfen is daarentegen wel efficiënter genieten dan zonnen en windsurfen, maar dat terzijde. Sommige wetenschappers zien golven als een van de meest potentiële nieuwe energiebronnen. Dat komt omdat de energieoverdracht van wind op water op een soepele manier verloopt. De golf, eenmaal gecreëerd, kan duizenden kilometers reizen zonder energie te verliezen. Hierdoor kan energie die ontstaat aan de Amerikaanse kant van de oceaan, voor geconcentreerde energie zorgen aan de kust van Europa. Golven met een periode van zeven tot tien seconden en een hoogte van twee meter hebben energiedichtheden van veertig tot zeventig kiloWatt per meter golf. Elke meter golf kan dus duizend 60watt-lampen laten branden, of zestig keer een Princess-tostitoaster.

Voor wave power zijn een aantal dingen essentieel: de golven, de kracht en de voorspelbaarheid. Wetenschappers zijn dus actief op zoek naar de beste boardsnappers. Op zoek naar de spots waar de meest heftige rollers op het strand komen en de grootste, gevaarlijkste barrels lopen. Wetenschappers dreigen door middel van hun deskundige analyses en kaarten waarop nauwkeurig de golfkracht staat aangegeven ‘onze’ secret spots, die na lange woestijnexpedities en overlevingscapriolen gevonden zijn, te onthullen. Europa’s golfkracht is inmiddels al flink onder de loep genomen. De Nederlandse toevluchtsoorden Frankrijk en Spanje krijgen daarbij de volle aandacht van de wetenschap. De golven op ‘Costa del Morte’ in het westen van Spanje toonden in 2002 hun kracht toen ze een olietanker deden stranden, wat voor talloze zwarte voeten en glibberige waxlagen zorgde. Dat moesten de wetenschappers met eigen ogen zien. Ze hebben direct die specifieke golfkracht over de afgelopen 44 jaar geanalyseerd en in kaart gebracht. Daarnaast moesten ze ook de zeediepten, de zandbanken voor de kust en de stromingen in kaart brengen om een juiste voorspelling te kunnen doen over de hoeveel elektriciteit die er opgewekt kon worden. Er zijn drie criteria die ze niet willen. Ten eerste, een ondiepe zeebodem die voor wrijving zorgt, waardoor de golf energie verliest. Kortom, de Nederlandse kust is niet geschikt. Nummer twee is obstakels zoals landtongen of kapen, die luwtes creëren waarin golven door ‘diffractie’ kunnen penetreren, oftewel prachtige pointbreaks als Mundaka of Lafitenia zijn (gelukkig) ook niet geschikt. Als laatste zorgt een onregelmatige zeebodem voor het ongewenste effect van chops en peaks. Wijk aan Zee is dus dubbel ongeschikt voor deze wave power-toepassing.

Het idee om energie uit golven op te wekken is niet echt nieuw te noemen. Blijkbaar waren er in 1799 ook al golven in Frankrijk, want het eerste patent om elektriciteit uit golven op te wekken komt uit dat jaar, van de Fransman Girard. De oliecrisis van 1973 dreef wetenschappers om naar energiebronnen op zoek te gaan in de zee van mogelijkheden en die golven bleven tot de verbeelding spreken. In 1980 waren er al duizend patenten op het gebied van wave power, vooral afkomstig uit Europa. Er worden tot op de dag van vandaag nieuwe technieken ontwikkeld en er bestaan er al meer dan honderd. De oudste methode is de Oscillating Wave Column (OCW). Deze bestaat uit een drijvende buis die half onder water steekt, aan de onderkant open is en aan de bovenkant dicht. Omdat water in de buis op en neer gaat, wordt de lucht die opgesloten zit in de buis boven het waterniveau samengeperst. Dit luchtdrukverschil drijft een elektrische pomp aan. Maar de soms woeste golven maken het deze techniek in de praktijk moeilijk. Een verbetering daarop is een boei die met een koord vast zit aan een turbine die op en neer kan bewegen in een buis die aan de zeebodem genageld zit. De op en neer bewegende turbine creëert weer luchtdruk die elektriciteit opwekt en naar de kant stuurt. Van dit principe bestaan vele varianten zoals ‘the Oyster’, ‘the Wave Roller’, ‘the Wave Dragon’, ‘the Mace Swinger’, ‘the Mighty Whale’ en ‘the Wave Bob’. Allemaal vooral uitvindingen van gekke wiskundigen die op de meest onmogelijke manieren met ingewikkelde hydrodynamische processen verschillende constructies ontwikkelden en er gelukkig passende namen voor hebben gevonden. Deze verschillende hydraulische wave power-machines zijn erg moeilijk te begrijpen en hebben bovendien niets meer met surfen te maken.

Vorig jaar is er een nieuwe techniek bedacht, die wel wat met surfen te maken heeft: de SWEC, the Surfing Wave Energy Converter. Deze machine is een soort schildpad maar dan met langere poten gemaakt van schuim. Je kunt het zien als een schildpad die achteruit een golf in wordt gezogen, maar waarvan alleen zijn poten worden meegenomen omdat zijn lijf aan de grond vastzit. Het keer op keer bewegen van deze poten drijft een elektrische motor. Deze techniek, die beter ‘the Repeatedly Dying Turtle’ genoemd had kunnen worden, is met vijf meter lange armen goed voor 1kW, genoeg om vijftien 60watt-lampen te laten branden. Deze techniek werkt het best in steile golven, waar hij theoretisch tien procent van de golfenergie in elektriciteit om kan zetten. Met de nieuwe shorebreak op Scheveningen zou je dus afhankelijk van de golfperiode vijftien 60watt-lampen aan en uit kunnen laten gaan. In Nederland betekent 100 mHz (= 0.1 Herz) goede golven. Dit betekent één per tien seconden, en dus een golfperiode van tien seconde. Als in de toekomst je lampen met tussenposen van tien seconden aan en uit gaan, weet je dus hoe laat het is. Maar deze mechanische locals zijn nog lang niet klaar om hun eerste golf te rijden, de peddels maken nog teveel nosedives en ze doen het daarom niet op hoge golven. Kortom, ze zitten nog in de conceptfase. Er is nog een lange weg van testen en demonstraties te gaan en ze zullen voorlopig dus niet voor een extra drukke line-up gaan zorgen.

Met de gevestigde, reeds bewezen, wave power-theorieën kan wereldwijd 2000TWh (Tera Watt hour) opgewekt worden, dat is tien procent van de globale elektrische energieconsumptie. Hiervoor is alleen wel een investering van 800 miljard nodig. Europa is optimistisch en denkt uiteindelijk (in ongeveer 2040) zelf al 1000TWh te kunnen produceren. Als Nederland energie-onafhankelijk wil blijven, zullen we overigens wat anders moeten verzinnen voor als ons gas op is. Onze Noordzee blijkt uitsluitend bestemd om te surfen. Wie had dat ooit gedacht.