Havskraft som energikälla stiger upp

Havskraft som energikälla stiger upp

Våg- och tidvattenkraft kan om några år närma sig att bli potentiella kommersiella kraftkällor.

Fördelen med tidvattenenergi är att den är pålitlig och förutsägbar flera år i förväg, eftersom den är kopplad till jordens, månens och solens relativa rörelse, i stället för säsongs och kortsiktiga väderförhållanden. Länder som har betydande tidvattenresurser inom sina territorialvatten är Storbritannien, Frankrike, Kanada, Kina, Chile, Australien, Nya Zeeland, Indonesien, Ryssland, Korea, Filippinerna och Japan. De här länderna har stora skillnader mellan tidvatten, ebb och flod. Potentialen för ren tidvattenenergi är stor i dessa områden.

Orbital Marine Power i Skottland ligger i täten med havsenergi och de stöds och samarbetar med svensk teknik inom branschen.

TEXTO ALTERNATIVO
Minesto sjösätter en prototyp för en maskin som genererar ström med hjälp av havsströmmar.
Foto: Minesto

Testad under två år

– Vi har testat en tidvattenturbin, kallad SR2000 2MW, vid European Marine Energy, under de senaste två åren. Och under de närmaste månaderna börjar vi byggandet av O2 2MW tidvattenturbin, som kommer att lanseras i Orkney 2020, säger James Murray, chef för affärsutveckling på Orbital Marine Power.

Företaget arbetar för närvarande med SKF Sverige för att leverera en ny bladhöjningsmekanism för flytande turbiner för tidvattenkraft. Projektet stöds av EU, Scottish Enterprise och Energimyndigheten.

– Mekanismen kommer i huvudsak att aktivt optimera vinkeln på bladet i förhållande till tidvattenflödet, säger Murray.

Tidvattenturbinen SR2000 producerade över 3 GWh el i sitt första testprogram för 12 månader.

Den 31 januari rapporterade BBC Wales om Minesto (svenskt utvecklingsbolag med dotterbolag i Storbritannien) och den walesiska sektorn för marin energi. Nyhetsinslaget betonade den enorma potentialen för tidvattensenergi i Storbritannien och vikten av stöd från den brittiska regeringen, inte bara från Wales.

Wales regering anser att det är dags för den brittiska regeringen att ompröva sin energipolitik. Minesto och bolagets verksamhet i norra Wales lyfts fram i inslaget och VD Martin Edlund säger till BBC:

– Om man tittar på potentialen för energi från tidvatten i Wales är detta landets nya ”kolindustri”, med den stora skillnaden att denna gång kommer den att vara för evigt.

Foton: Orbital Marine P
Tidvattensturbinen O2, även den på 2 MW, som ska sjösättas 2020.
Foton: Orbital Marine Power

Fem gånger större effekt

Corpower Ocean AB (CPO, ett annat svenskt dotterbolag) testade nyligen ett vågkraftverk vid Orkneyöarna i Skottland, med bidrag från Energimyndigheten. Resultaten visade att tekniken kan generera fem gånger mer energi per ton vågkraftverk jämfört med tidigare känd teknik. Detta ger förutsättningar för ett konkurrenskraftigare elpris.

I juni förra året beviljades CPO ungefär 85 miljoner kronor i stöd från Energimyndigheten för att genomföra projektet HiWave-5. Projektet syftar till att CPO ska få fram ett certifierat vågkraftverk som är fullt möjligt att kommersialisera och finansiera. För att klara det fullföljer CPO de två sista stegen i en strukturerad 5-stegs verifieringsmetodik, utvecklad av International Energy Agency Ocean Energy Systems (IEA OES), för vågkraftverk.

I första delen av projektet ska ett fullskaligt vågkraftverk genomgå havstest för att verifiera prestanda och överlevnadsförmåga. Detta motsvarar det fjärde steget i metodiken för verifiering. I andra delen av projektet ska en mindre pilotpark, bestående av tre sammankopplade fullskaliga vågkraftverk genomgå havstester. Detta motsvarar det femte och sista steget i verifieringsmetodiken.(Källa: Energimyndigheten, Marit Marsh Strömberg)

2-4000 TWh om året

I ett pressmeddelande skriver Corpower wave energy (oktober 2018) om sitt projekt med ett aggregat i skala 1:2 som de havstestat. De skriver att vågkraft skulle kunna ge 2000-4000 TWh per år (motsvarar 10-20 procent av den globala elförbrukningen), och ser vågenergi som den största oanvända och mest koncentrerade förnybara energikälla, som erbjuder lokal elleverans till kustregioner.

Corpower wave energy och deras projektpartners arbetar med att lösa de två stora utmaningarna för vågenergi, nämligen stormöverlevnad i kombination med större kraftproduktion. Ett nytt stormskyddsläge, som gör enheten till största delen transparent för inkommande vågor, har visat sig vara effektiv för att minimera rörelse och belastning, vilket ger robust drift under stormförhållanden. På så sätt kan vågkraften ta ett steg närmare att vara ett alternativ som energikälla i kraft och kostnadseffektivitet.

Tekniken bygger på 30 års forskning inom vågenergi vid Norges teknisk-naturvetenskapliga universitet i Trondheim. Principen är en kompositboj som flyter på ytan förankrad mot havsbotten. Med hjälp av en elektromekanisk drivlina inuti bojen omvandlas vågenergi till elektrisk energi. Vågens vertikala och horisontella rörelse ger tillsammans en linjär rörelse i bojen, vilket omvandlas till rotation och sedan till el med hjälp av generatorer.

Den europeiska havsenergiindustrin uppskattar att den installerade havsenergikapaciteten inom EU-området år 2050 kan ha en effekt på 100 GW. ”Frågan har aldrig varit ”om” tidvattenströmmen blir en kommersiell industri, utan snarare ”när” och ”var” säger Rémi Gruet, VD för Ocean Energy Europe i ett uttalande på sin hemsida.

Testsite Skagerrak

På västkusten utvecklas nu en ”testsite” som vänder sig företag och forskare med behov av test och demonstration i havet. Det kan handla om tester av prototyper i tidiga skeden, där det är viktigt att testa saker i mildare klimat och i mindre skala än vad som är möjligt på andra marina testsiter i Europa. Bland intressenterna finns aktörer som utvecklar material, tillförlitliga och behovsdrivna autonoma system, marin informatik, AI och säkerhet och system med användning inom bland annat miljöövervakning. Initiativet kom ursprungligen från statliga forskningsinstitutet RISE, Uppsala Universitet och Lysekils kommun.

– Tester av prototyper för tidvatten och vågkraft kan vara aktuella liksom komponenter och delsystem, materialtester, undervattensteknik med mera, säger Kerstin Hindrum på RISE, som är värd för initiativet.

Försöken att tämja vågornas kraft är inget nytt. Åtminstone sedan 1700-talet har människan försökt utnyttja vågkraft men ännu inte lyckats fullt ut i stor skala. Det allra första patentet gavs i Paris 1799. Den första turbinen som gav el till ett privathus tillv i Royan i Bordeaux och 1947 togs det första kommersiella vågkraftverket i bruk i Japan.

Sverige i framkant

Sverige ligger i framkant inom havsenergibranschen, även om våg- och tidvattenresurserna till största delen finns utanför Sveriges gränser. Här finns världsledande forskning och bland de bästa utvecklingsbolagen inom havsenergi. Energimyndigheten bidrar med forskningsstöd till kostnadseffektiva och miljömässigt hållbara svenskutvecklade koncept för havsenergi, som i sin tur bidrar till omställningen mot ett globalt hållbart energisystem.

Tidigare var förhoppningarna också stora att havsenergi skulle kunna bli en viktig del i den svenska energimixen, men där har en omsvängning skett. De svenska företag som satsar på det här ser det numera som en exportprodukt för användning utomlands där våg och strömförhållandena är bättre, i exempelvis Storbritannien.

Anna Henriksson

Fakta: Tidvattenkraft

Det finns för närvarande tre olika sätt att få tidvattenenergi: tidvattendrag, barrage (en slags fördämning/barriär) och tidvattenlaguner. För de flesta tidvattenkraftgeneratorer placeras turbiner i tidvattenströmmar. Turbinen tar energi från ett flöde av vind eller flytande vatten. Eftersom vatten är mycket tätare än luft är tidvattenenergi kraftigare än vindkraft. Till skillnad från vind är tidvattnet förutsägbart och stabilt. Där tidvattengeneratorer används producerar de en stadig, pålitlig ström av el.
Turbiner är mest effektiva på grunt vatten, vilket ger mer energi och tillåter fartyg att navigera runt turbinerna. En tidvattensgenerators turbinblad vrider sig långsamt, vilket hjälper det marina livet att undvika att bli fast i systemet. Tidvattenkraftverket i Rance i norra Frankrike startades omkring 1966 och var det första tidvattenkraftverket för strömmande vatten i fullskala som var kommersiellt. År 2007 byggdes ett stort tidvattenkraftverk på Strangford Lough i Nordirland. Turbinerna är placerade i en smal sträcka mellan Strangford Lough inlopp och Irländska sjön. Tidvattnet kan röra sig vid fyra meter per sekund över sträckan.

Olika typer av vågkraftverk

Vågkraften har fem gånger högre energitäthet än vind och sol. Energiflödet är högst, det vill säga det blåser mest, höst och vinter när vi behöver mest el. Det finns flera olika typer av vågkraftverk. Förenklat kan man säga att när en våg träffar en boj uppe vid ytan tar bojen upp en del av vågens energi. Bojen börjar röra sig och drar i ett rep som sitter i ett fundament på botten. Repet drar i sin tur i en transformator med magneter, vilka dras upp och ner i en stator och elektriskt spänning uppstår.
Orbital Marine Powers SR2000 2MW tidvattensturbin, en fullskalig proototyp som testats under två år. Tidvattensturbinen O2
Foton: Orbital Marine Power.
Share this...
Share on Facebook
Facebook
Tweet about this on Twitter
Twitter