Gyroscopische Golfenergie – Het Benutten van de Ongetemde Zee

Ongeveer 70% van het aardoppervlak wordt bedekt door oceanen, wat een enorme bron van hernieuwbare energie biedt. Het potentieel is enorm—zogenaamd dat alleen al golfenergie geschat wordt de huidige wereldwijde elektriciteitsvraag te overtreffen als het volledig wordt benut.

Het blijft echter een grotendeels onbenutte hernieuwbare bron, omdat het opvangen van de energie van oceaangolven ingenieurs al lange tijd frustreert.

Om dit probleem op te lossen, heeft nieuw onderzoek van de Universiteit van Osaka een nieuwe methode gekozen: een gyroscopische golfenergieomzetter (GWEC) die een draaiend vliegwiel in een drijvende structuur gebruikt om golfbeweging om te zetten in elektriciteit.

De onderzoeksanalyse toont aan dat dit apparaat in principe tot de helft van de binnenkomende golfenergie kan absorberen bij elke golffrequentie, waardoor een manier wordt geboden om enorme, onbenutte oceaanenergie aan te boren.

Wereldwijde Elektriciteitsmix: Hernieuwbare Energie Stijgt, Fossiele Brandstoffen Leiden Nog Steeds

Met klimaatverandering die wereldwijd verwoestende gevolgen heeft, is het van essentieel belang dat we afstappen van fossiele brandstoffen—niet‑hernieuwbare energiebronnen die zich over miljoenen jaren vormen en aanzienlijke milieuproblemen veroorzaken.

Een van de meest effectieve manieren om de afhankelijkheid van deze fossiele brandstoffen te verminderen, is via hernieuwbare energiebronnen, waaronder zon, wind, waterkracht, geothermie en biomassa.

Deze van nature hernieuwbare bronnen verminderen de uitstoot van broeikasgassen, dragen bij aan de energiezekerheid van een land en verminderen de kwetsbaarheid voor geopolitieke verstoringen. Dankzij deze voordelen vormen hernieuwbare energiebronnen nu een groeiend aandeel van de wereldwijde elektriciteitsproductie. In 2024 leverden ze een record van 32% van de wereldwijde elektriciteitsopwekking, 2% meer dan het voorgaande jaar, terwijl de totale elektriciteitsvraag met 4% groeide, aangedreven door datacenters.

“Landen denken meer dan ooit na over hun veiligheid en energiezekerheid, en ik denk dat dit betekent dat binnenlandse hernieuwbare energie zoals wind en zon steeds aantrekkelijker wordt.”

– Energie‑think‑tank Ember’s elektriciteits‑ en data‑analist vertelde Reuters vorig jaar

Terwijl de sector hernieuwbare energie in 2024 een extra 858 TWh aan opwekking aan het systeem leverde, blijven fossiele brandstoffen, waaronder steenkool, olie en aardgas, nog steeds het grootste deel van de wereldwijde energiebehoefte aandrijven. Steenkool is momenteel de grootste bron van stroomopwekking, goed voor 34% van de wereldwijde elektriciteitsproductie, terwijl gascentrales 22% uitmaken.

Volgens de prognoses van het Internationaal Energieagentschap (IEA) zal de capaciteit van hernieuwbare energie tussen 2025 en 2030 met bijna 4.600 GW toenemen.

Van alle hernieuwbare bronnen groeit zonne‑energie het snelst naarmate de kosten dalen en de adoptie wereldwijd versnelt. De windcapaciteit groeit ook snel, terwijl waterkracht de grootste, langdurige bijdrage levert aan hernieuwbare energie. Bio‑energie begint aan populariteit te winnen, en geothermie krijgt steeds meer bedrijfs‑partnerschappen. De energietoekomst lijkt steeds groener.

Het Benutten van het Onbenutte Potentieel van de Oceaan

In het landschap van hernieuwbare energie biedt oceaanenergie een enorm wereldwijd hulpbronn potentieel. Het omvat het benutten van energie uit mariene bronnen, waaronder golven, getijden, oceaan‑thermische energieomzetting (OTEC) en mariene stromingen. Getijdenergie maakt gebruik van voorspelbare getijdstromen, OTEC gebruikt temperatuurgradiënten in diepzeewater, en mariene stromingen vangen energie uit grootschalige oceaanstromen.

De meest onderzochte vorm van mariene energie is golfenergie, die de kinetische energie van golven omzet in elektriciteit. Golven zijn overvloedig, krachtig en continu. Ze zijn ook minder intermitterend dan wind of zon. Deze hoge voorspelbaarheid betekent dat oppervlaktegolven 24/7 kunnen worden benut, wat uiterst gunstig is voor het verbeteren van netplanning en -stabiliteit.

Deze emissievrije energiebron heeft beperkte commerciële inzet gezien, ver onder de volwassen hernieuwbare bronnen zoals zon. Het vertegenwoordigt momenteel het kleinste aandeel van de markt voor hernieuwbare energie. In 2024 voegde de wereld 1,6 megawatt (MW) aan oceaanenergiecapaciteit toe, waardoor de totale operationele capaciteit ongeveer 513 MW bedraagt.

Deze trage adoptie is te wijten aan verschillende factoren, waaronder hoge kapitaalkosten, locatie‑specifieke beperkingen en technologische hindernissen zoals netintegratie. Vaardigheden van de arbeidskracht en regelgevende onzekerheid belemmeren eveneens de voortgang in de sector. Bovendien blijft apparaatonderhoud onder harde oceaanomstandigheden een grote uitdaging naast de efficiëntie van energieomzetting.

Als gevolg hiervan blijven onderzoekers in zowel de academische wereld als de industrie werken aan het verbeteren van deze systemen, waardoor ze duurzamer worden en beter in staat zijn om golfonregelmatigheden aan te pakken. Een dergelijk systeem dat interesse heeft gewekt, is de golfenergieomzetter (WEC), een apparaat dat de kinetische energie van golven omzet in elektriciteit.

Verschillende innovators werken aan de vooruitgang van deze technologie. Bijvoorbeeld, het Zweedse bedrijf CorPower Ocean heeft in samenwerking met het Noorse OPS Solutions via het COMPACT‑project de kosten en massa van WEC’s verlaagd door een pre‑tension‑cilinder (PTC) prototype te ontwikkelen. Met steun van de EEA Grants “Blue Growth Programme” ontwikkelt het project een lichtgewicht drukbehuizing om kapitaalkosten en apparaatrobustheid aan te pakken.

Tegelijkertijd hebben ontwikkelaars meetbare prestatieverbeteringen behaald. Het Noorse bedrijf Havkraft meldde een energieconversieratio van meer dan 80% in de nieuwste laboratoriumtest van een geschaald WEC‑model, een stijging van 15% ten opzichte van eerdere proeven. Deze stap stelt hen in staat risico’s te identificeren, kwaliteit te waarborgen en prestaties te begrijpen, wat hen zal helpen opschalen naar commercialisatie.

“De resultaten tonen aan dat ons onderzoek vruchten afwerpt, en we zijn een stap dichter bij een commerciële oplossing.”

– Operations Manager Nikolai Haldane

Ondertussen in Schotland heeft AWS Ocean Energy haar “Archimedes Waveswing” verder ontwikkeld, een druk‑geactiveerde onderzeese boei ontworpen om golfbeweging onder het oppervlak om te zetten. Het apparaat registreerde een gemiddeld vermogen van meer dan 10 kW en piekte boven de 80 kW tijdens matige golfcondities, 20% hoger dan de verwachtingen van het bedrijf.

De zeven meter hoge ondergedompelde eenheid is ontworpen om ruige offshore‑omstandigheden te weerstaan, inclusief Force‑10‑stormen. Het ontwerp met één absorber maakt het bovendien geschikt voor afgelegen energie‑toepassingen waar veerkracht essentieel is.

Naast technologische prestaties krijgt bredere systeemintegratie steeds meer aandacht. Recent haalbaarheidsonderzoek suggereert dat het inzetten van WEC’s niet ten koste hoeft te gaan van kustactiviteiten zoals toerisme of visserij. In feite kunnen goed ontworpen installaties kustbescherming bieden.

“Het is mogelijk om de kust te beschermen tegen de invloeden van de maritieme omgeving en tegelijkertijd schone elektriciteit te produceren, waardoor de energietransitie en zelfvoorzienendheid van Portugal worden ondersteund.”

– Paulo Rosa Santos, co‑leider bij CIIMAR

Deze vooruitgangen weerspiegelen een sector die overgaat van experimentele prototypes naar praktische oplossingen.

Maximale Energieabsorptie Ontgrendelen met Gyroscopen

Golfenergie‑apparaten (WEC’s) streven ernaar continue golfbeweging efficiënt om te zetten in bruikbare elektriciteit. Aangedreven door nationale innovatie‑initiatieven, technologische vooruitgang en integratie met lokale infrastructuur, wordt verwacht dat de wereldwijde markt voor golfenergieomzetters zal groeien van $21,6 miljoen in 2025 tot $38,2 miljoen in 2034, met een CAGR van 6,5%.

WEC’s zijn nog niet volledig gecommercialiseerd vanwege technische, economische en regelgevende uitdagingen, waardoor er nog geen enkele optimale oplossing bestaat. Er zijn vele verschillende typen voorgesteld, waaronder point absorbers, oscillating water columns (OCW’s), overtopping‑apparaten, attenuators en gyroscopische systemen.

Veeg om te scrollen →

Een gyroscopische golfenergieomzetter gebruikt een gyroscoop in zijn power‑take‑off‑systeem (GPTO) om energie uit golfbeweging te halen. De GPTO bestaat uit een elektrische generator en een vliegwiel gemonteerd op een gimbal‑frame. Opmerkelijk is dat de GPTO is ondergebracht in een drijvend lichaam; terwijl de golven bewegen, beweegt de structuur mee. Deze beweging wordt door het draaiende vliegwiel omgezet in elektrische stroom. Omdat het als een gyroscoop functioneert, kan het gedrag van het vliegwiel worden afgestemd om energie te oogsten over een breed scala aan golffrequenties, in tegenstelling tot andere WEC’s die beperkt zijn tot een smal bandbreedte.

Het systeem maakt gebruik van gyroscopische precessie, geïnduceerd door de rotatie van het vliegwiel en de pitch‑beweging van het drijvende lichaam. Gyroscopische precessie treedt op wanneer een draaiend object reageert op een externe kracht. Wanneer golven het platform doen bewegen, verandert het draaiende vliegwiel van oriëntatie, en deze beweging, gekoppeld aan een generator, produceert elektriciteit. Het ondergebracht zijn in een romp beschermt het apparaat tegen zout water, wat onderhouds‑ en veiligheidsvoordelen biedt.

Gyroscopische omzetters vertegenwoordigen pogingen om de beperkingen van traditionele WEC’s te overwinnen, die vaak alleen onder specifieke omstandigheden efficiënt zijn. Takahito Iida, een onderzoeker aan de Universiteit van Osaka, wendde zich tot GWEC’s vanwege hun aanpasbaarheid. In zijn studie, gepubliceerd in het Journal of Fluid Mechanics, evalueerde Iida of dit ontwerp grootschalige opwekking kan ondersteunen.

“Golfenergie‑apparaten hebben vaak moeite omdat oceaancondities voortdurend veranderen,” zei Iida. “Echter, een gyroscopisch systeem kan zodanig worden gecontroleerd dat het een hoge energieabsorptie behoudt, zelfs wanneer golffrequenties variëren.”

Om te begrijpen hoe het systeem zich gedraagt, gebruikte hij lineaire golftheorie om de interactie tussen oceaangolven, de gyroscoop en de structuur te modelleren. Analyse hielp het team ideale instellingen voor rotatiesnelheid en generatorbesturing te ontdekken. Wanneer correct afgestemd, kan de GWEC de theoretische maximale energie‑absorptie‑efficiëntie van één‑half bereiken bij elke golffrequentie.

“Deze efficiëntielimiet is een fundamentele beperking in de golfenergietheorie,” merkte Iida op. “Wat opwindend is, is dat we nu weten dat deze kan worden bereikt over breedbandfrequenties, niet alleen bij één resonante conditie.”

Het team verifieerde de bevindingen via numerieke simulaties in zowel tijd‑ als frequentiedomeinen. Deze resultaten bevestigden dat het apparaat een hoge efficiëntie behoudt nabij zijn resonantiefrequentie, en het beste presteert wanneer de beweging overeenkomt met het natuurlijke golfpatroon. Deze verduidelijking van operationele parameters toont de mogelijkheid aan om efficiënte golfenergiesystemen te ontwikkelen die bijdragen aan klimaatdoelstellingen.

Investeren in Hernieuwbare Energie

Vanuit investeringsperspectief wijden weinig beursgenoteerde bedrijven zich uitsluitend aan golfenergie. Het blijft een opkomend segment met hoge infrastructuurkosten en beperkte projectuitrol. Pure golfenergie‑aandelen hebben over het algemeen slecht gepresteerd, aangezien de technologie zich nog in de beginfase bevindt om de economie op commerciële schaal te bewijzen.

In plaats daarvan richten we ons op een bedrijf met een sterk hernieuwbaar portfolio dat in de loop van de tijd kan profiteren van de groei van mariene energie. NextEra Energy, Inc. (NEE ) is een grote Amerikaanse leider op het gebied van hernieuwbare energie met uitgebreide offshore‑wind‑ en netintegratie‑ervaring.

Het bedrijf opereert via NextEra Energy Resources (NEER) en Florida Power & Light (FPL). FPL is een gereguleerde elektriciteitsleverancier met een nettocapaciteit van 35.052 megawatt, waardoor het de grootste elektriciteitsleverancier in de VS is qua aantal klanten (12 miljoen). Deze gereguleerde tak genereert stabiele inkomsten en cashflow, wat dividendgroei ondersteunt.

NEER exploiteert opwekkingsfaciliteiten en investeert in schone energie zoals hernieuwbare brandstoffen, aardgaspijpleidingen en batterijopslag. NextEra Energy Resources is ‘s werelds grootste producent van hernieuwbare energie en blijft haar project‑pipeline uitbreiden. De sterke winstgroei en strategische technologische deals ondersteunen toekomstig potentieel, hoewel het kwetsbaar blijft voor anti‑hernieuwbare beleidsmaatregelen onder de Trump‑administratie.

Momenteel wordt het aandeel van NextEra verhandeld tegen $90,79, dicht bij nieuwe hoogtepunten, met een stijging van 13,63% YTD en 32% in het afgelopen jaar. Het bedrijf heeft een EPS (TTM) van 3,30 en een P/E (TTM) van 27,63.

NextEra betaalt een dividendrendement van 2,73%. Recentelijk heeft het bedrijf een kwartaaldividend van $0,6232 per aandeel aangekondigd, een stijging van 10% jaar‑op‑jaar. NextEra rapporteerde $1,133 miljard aan aangepaste winst voor Q4 2025 en $7,683 miljard voor het volledige jaar. NEER meldde dat 7,2 GW aan nieuwe opwekking online is gebracht en 13,5 GW aan de achterstand is toegevoegd, waardoor het totaal op 30 GW komt. Dit omvat een plan om de Duane Arnold kerncentrale opnieuw op te starten met Google.

“We geloven dat er geen bedrijf beter gepositioneerd is om de energie‑infrastructuur te bouwen die nodig is om Amerika’s stijgende vraag betrouwbaar en betaalbaar te voldoen,” zei CEO John Ketchum. Het bedrijf verwacht dat de aangepaste EPS zal groeien met een CAGR van meer dan 8% tot 2032. Het breidt ook oplossingen voor aardgaslevering uit via strategische overnames.

Belangrijke Inzichten voor Investeerders

• NextEra is de grootste Amerikaanse elektriciteitsleverancier en de grootste hernieuwbare energieproducent ter wereld, en combineert gereguleerde stabiliteit met agressieve uitbreiding van schone energie.
• Het aandeel wordt verhandeld dicht bij recordhoogtes, met een stijging van 32% in het afgelopen jaar en een dividendrendement van 2,73%.
• Een project‑achterstand van 30 GW ondersteunt de richtlijn van het management voor een samengestelde EPS‑groei van meer dan 8% tot 2035.
• NextEra’s offshore‑windcapaciteiten en netexpertise maken het een proxy voor bredere groei van mariene energie naarmate de sector volwassen wordt.
• Het belangrijkste risico draait om beleidsblootstelling; de sterke focus op hernieuwbare energie creëert kwetsbaarheid voor mogelijke anti‑schone‑energie maatregelen.

Conclusie

Naarmate de wereldwijde energievraag stijgt, aangedreven door extreem weer en AI‑datacenters, wordt de groei van hernieuwbare energie steeds crucialer om emissies te beperken. Terwijl zon en wind de adoptie domineren, heeft golfenergie het potentieel om de overgang naar schonere energie te versnellen door een voorspelbare, hoogdichte bron te bieden.

Onderzoek naar technologieën zoals gyroscopische golfenergie kan helpen de technische barrières die deze sector beperken te overwinnen. Samen met ondersteunend beleid en strategische investeringen kunnen deze vooruitgangen helpen om aanzienlijke nieuwe capaciteit vrij te maken.

Klik hier om alles te leren over investeren in de top tien hernieuwbare energieaandelen.

Referenties

1. Clemente, D., et al. Beoordeling van elektriciteitsproductie en kustbescherming van een nabij de kust gelegen 500 MW golfpark. Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. Lineaire analyse van een gyroscopische golfenergieomzetter die de helft van de golfenergie absorbeert over breedbandfrequenties. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172