Man er stadig på utkikk etter flere kilder til fornybar energi for å kunne redusere luftforurensing, drivhusgasser og bruk av fossile brennstoff. Vannkraft har spilt en stor rolle i Norges energiforsyning i over hundre år, men hvorfor har ikke bølgekraften fått like stor oppmerksomhet?
I Norge kommer omtrent 95% av all kraftproduksjon fra vannkraft og har et av de laveste klimagassutslippene av alle fornybare kilder. Men i en tid hvor man vil forsyne energi på en mest mulig bærekraftig måte har også vannkraft sine ulemper. Utbygging av vannkraft påfører inngrep i naturen som er med på å skade det biologiske mangfoldet. Et mangfold som allerede er truet. I framtiden vil det også bli viktig å se vannkraft i sammenheng med matproduksjon og vannforsyning, ettersom vann blir en stadig sjeldnere ressurs rundt om i verden.
Løsningen fins i havet, som dekker 70% av jordas overflate. Havet er en av de rikeste fornybare energikildene vi har. Energien fra én enkelt bølge kan forsyne en el-bil med strøm i hundrevis av kilometer og havet har potensiale til å forsyne verden med dobbelt så mye energi som vi trenger.
Bølgekraftteknologi
Havet kan forsyne med to typer energi – termisk energi fra varmen fra solen, og mekanisk energi fra tidevann og bølger. Når det kommer til kapasitet og investeringer, forventer man å se en drastisk økning av bølgekraft i framtiden. Dette er to måter å hente energi fra havet på.
IRENA (International Renewable Energy Agency), forespeiler at havteknologien vil omfatte:
- Bølgekraft – konverterer bølgeenergi ved å presse bølgene opp og ned i en søyle som inneholder luft. Vannet i søylen blir presset opp og ned, og slik produseres energi.
- Tidevannskraft – genereres av tidevannsteknologi som samler tidevannsstrøm, og hybridapplikasjoner.
- Saltkraft – skapes ved å adskille ferskvann og saltvann med en membran, som når elven renner ut i havet. Ferskvannet slipper gjennom membranet og øker trykket i en saltvannstank.
- Havets termiske energiomdanning skaper energi fra temperaturforskjellen mellom varmt overflatevann og kaldt havvann på 800 – 1000 meters dyp.
Bekymringene nå hviler rundt faren for kollisjoner, elektromagnetiske felt, undervannslyder og inngrep som truer det biologiske mangfoldet. Det er også spørsmål om hvorvidt havenergi er bra for miljøet. Forskning viser at havenergi-installasjoner ikke vil ha en ekstrem miljøpåvirkning for livet i havet. Til forskjell fra gruvedrift på havets bunn vil ikke det å hente energi fra havet skade habitatene som fins der og teknologien kan også hjelpe jorda.
Hvorfor er havenergi så viktig?
Klimaendringer truer også havet. Både dyreliv og habitat trues av stigende temperaturer og forsuring. Havenergi kan hjelpe miljøet ved å redusere jordas karbonproblem og bidra til renere luft. De ‘rene’ energikildene er kilder som generer elektrisitet uten å forurense lufta og de slipper heller ikke karbondioksid ut i atmosfæren.
Ifølge IRENAer dette de havenergiens største fordeler:
- bekjemper klimaendringer
- kombinerer ulik fornybar energi
- kombinerer strømproduksjon med vannavsalting
- forsyner strøm til sluttbrukermarkedet
- tilbyr fast, forutsigbar kapasitet
Havenergi er mer forutsigbar enn andre variable typer fornybar energi (VRE). Når havenergi er kobles til offshore vindenergi tilføres energi fordi bølgene varer lengre med støtte fra vindkraften.
Som beskrevet i en rapport fra Economist-gruppens World Ocean Initiativevil det å installere teknologi for havenergi også hjelpe andre karbonfrie, fornybare kilder, som vind- og solkraft. Havene er alltid i bevegelse. Selv når sola ikke skinner og når vinden ikke blåser vil havenergi være ideell for å opprettholde strømforsyningen.
Hvordan fungerer bølgekraft?
Bølgene omgjøres til elektrisitet med bølgeenergiomformere (WEC) eller enheter. Energi skapes når bølgen kommer i kontakt med WEC. Bølgekraft er likevel begrenset til kystområder. Når vannet blir grunnere, kan det ikke lenger gå i sirkler. Dønningene produserer bølgekraftsystemer som baseres på havets bevegelser. Og sånn produseres energien.
Bølgekraft er forutsigbart og kan utvikles nær kraftverkene for å redusere overføringsbehovet. I tillegg kan energien i havet også dekke andre bruksområder knyttet til operasjonen. Noen av disse er avsaltingsannlegg som fjerner saltet fra havvannet, noe som er et viktig bidrag til samfunn og millitærbaser hvor vannforsyningen er usikker.
Havet er praktisk talt en uendelig kilde til fornybar energi som kan forsyne verden med elektrisitet. Potensialet for energiutvinning i havet kan nå 100 000 TWh/år (verdens energibehov ligger på rundt 16 000 TWh/år).
Nguyen, P. og Dong, V. (2019) “Ocean Energy – A Clean Energy Source“, European Journal of Engineering and Technology Research.
Utfordringer for fornybar havenergi
Mange ingeniører og forskere lurer på hvordan man lykkes med å generere energi til sjøs. Det er noen fordeler og ulemper med bølgeenergi. Som installatør eller energiingeniør bør du være klar over fordeler og ulemper med vannkraft.
Miljøpåvirkning
For å kunne hente energi fra bølgene må ofte store maskiner plasseres under vann. Man er redd for at disse maskinene kan forstyrre både livet på havbunnen og dyrene som lever langs kysten, som krabber og sjøstjerner.
Derfor er det utrolig viktig å investere i godkjent utstyr. Det går som oftest raskt og stille for seg å installere havenergimaskiner, så disse kan eksistere fredfullt med naturen rundt. Tidevannsturbiner og bølgekraftmaskiner synkroniseres med havbevegelsene. De jobber mye langsommere enn vindturbiner. Det er også usannsynlig at dyrene som lever nær de elektromagnetiske feltene vil ta skade av disse.
Ideelle områder
Maritime teknikere har mange ulike faktorer de må tenke over før de plasserer anlegg på havets bunn. Utstyret kan påvirke både private fartøy og næringsfartøy. Anleggene må også plasseres nær kysten for å oppnå best drift. Men disse områdene er ofte okkupert av frakteskip for cruisebåter eller mennesker på stranda.
Byggingen av et bølgekraftverk vil påvirke både folk og fartøy. Bølgekraft er heller ikke en ren engergikilde alle har muligheten til å bruke. Land uten kystlinje og byer som ligger langt fra havet må finne alternative kilder.
Effektivt utstyr
Bølgekraftverk som henter energi fra havets bevegelser må kunne takle et variabelt, fiendtlig og kaotisk miljø. Selv de minste detaljer må analyseres for at anlegget skal være funksjonelt og økonimisk levedyktig. Dette gjelder alt fra de store kreftene påføres anleggene og hvordan de ulike komponentene skal kunne tåle konstant kontakt med saltvann.
Vannkraft har vært med på å påvirke design og produksjon, helt tilbake til vannmøllene i hellenistisk tid fram til de første vannkraftanleggene i 1882 (hvor Norge bl.a var først ut). Nå tilbyr teknologien moderne vannkraftannlegg som er med på å hjelpe ren energiforsyning ved å levere grunnleggende tjenester innen elektrisitet, fleksibilitet, lagring og klimabeskyttelse.
OWC turbinteknologi
Utfordringer for svingende vannsøyle (Oscillating water column) OWC turbinteknologi bunner i hvor vanskelig det er å oppnå et høyt effektivitetsnivå gjennom mange ulike operasjonelle forhold. Luftstrømmen endrer retning som den sleides, men spenner også mellom null og 100 prosent. Samtidig må sjakten rotere i samme retning (f.eks med klokken).
Teknologien vokser raskt og etter hvert som folk flest får større forståelse for fornybare og ikke-fornybare ressurser må de se mot miljøvennlige energikilder. Resultatet av å jobbe med OWC turbinteknologi er HydroAir-turbiner, som har mange fordeler som miljøvennlige produkter (GHG-utslippsfrie og lavt støynivå), med en bevegelig del, redusert vedlikehold og fotavtrykk.
Havenergiens framtid
Bølgekraft har et utrolig potensiale til å dekke behovet for ren energi i framtiden. Muligheten til å dekke energibehovet med bølgekraft fins. Men for å beskytte miljøet må dette skje på en bærekraftig måte og i harmoni med havets økosystemer.
Utviklerne som jobber med disse prosjektene prioriterer habitatene. Forskere må studere hvor man skal installere omformere for å sikre at økosystemer ikke skades. Noe av utstyret lager mye lyd eller har kabler som dyr kan vikles inn i. Maskinene kan også føre til at dyr legger på vandring. Derfor er det så viktig å investere i utstyr som bidrar til å forhindre dette.
For å kunne satse på havenergi, må produksjon- og transportindustrien fokusere på reguleringsløsninger, HMI og automasjon for marine applikasjoner. For å beskytte økosystemene er det viktig å bruke godkjent utstyr, og å bruke selskap som tilbyr innovative og sertifiserte løsninger for fartøy og offshoreplattformer.
