Förnybar energiomvandling från vind- och vågenergi och marina konstruktioner

Förnybar energi kommer från energikällor som hela tiden förnyas och kommer därför inom överskådlig tid inte att ta slut. Sol-, vind-, vatten-, bio- och geotermisk energi räknas som förnybara energislag. Globalt sett har vi ett växande energibehov som måste tillgodoses av förnybara energikällor. Havsbaserad förnybar energi kommer att spela en allt större roll på marknaden i takt med att den blir mer kommersiellt uthållig. För att nå dit måste vi förstå utmaningarna och möta upp behoven genom tillämpade forskningsinsatser och teknisk utveckling. För att nå dit måste vi förstå utmaningarna och möta upp behoven genom tillämpade forskningsinsatser och teknisk utveckling.

 

Vågkraft

Det finns olika sätt att omvandla den energi som finns i vågorna till en mer användbar form. Att generera elektricitet ur vågrörelserna är en naturlig och allmänt känt.  Vågkraftverk skall kunna producera energi såväl vid lätta vindar och små vågor som vid stormigt väder med mycket höga vågor. Enligt Ocean Energy Forum Roadmap 2016 kan havsenergi tillgodose 10% av EU: s efterfrågan på energi fram till 2050 (100GW). Många har idag nått utvecklingsstadiet som innebär storskaliga test och demo projekt där samarbete med näringslivet är avgörande för att ta nästa steg i att leverera hållbara energilösningar.

Havsmiljön gör att kraven på konstruktioner, installationer och underhåll ökat dramatiskt. Förutom att vara robusta och stå emot stora mekaniska påfrestningar måste anläggningen också ha så liten påverkan som möjligt på djur- och växtliv. Det är därför viktigt att förstå den miljö som anläggningen skall befinna sig i för att göra konstruktionerna så robusta att de står emot påfrestningar som uppstår genom t.ex. stormar, korrosion mm men samtidigt ger en konkurrenskraftig ekonomi.

Tidvattenkraft

Tidvattenkraft innebär att man utnyttjar de skillnaden i vattennivå som uppstår mellan hög- och lågvatten utnyttjas, liksom de strömmar som tidvattnet åstadkommer i bukter, i sund och längs kuster. Tidvattenströmmar är förutsägbara, något man planerar produktion och underhåll. Tekniskt är tidvattenkraft i kommersiell fas i områden med stora in- och utgående strömmar.

Saltkraft

I ett saltkraftverk leds sötvatten och saltvatten in i var sitt magasin. Magasinen skiljs från varandra av ett halvgenomträngligt membran som släpper igenom vattenmolekyler, men inte saltmolekyler eftersom de är större. Saltmolekylerna i saltvattnet drar sötvattnet genom membranet, och då uppstår ett osmotiskt tryck i saltvattenmagasinet. Detta tryck används sedan för att driva en turbin som producerar el. Teoretiskt är dessa kraftverk användbara överallt dör sötvatten möter saltvatten. Saltkraftverk har stor potential men tekniken är fortfarande alltför dyr för att vara kommersiellt konkurrenskraftig.

Vindkraft

Sverige har goda förutsättningar för vindkraft både på land och till havs, inte minst eftersom vi har stora obebyggda landområden samt en lång kust där vindarna är starka. Vindkraften har vuxit kraftigt de senaste åren och levererar ca 15 procent av den el vi använder i Sverige. Tekniken för vindkraftverk utvecklats snabbt, med högre torn och större samt effektivare rotorer. Genom att göra vindkraftverken högre och större kan de producera betydligt mer energi då rotorn kommer upp där det blåser mer och kan skörda större yta av vinden. Tekniska utmaningar för vindkraften handlar till stora delar om att kunna bygga mer kostnadseffektivt och att kunna hantera lokala förutsättningar som isbildning i kallt klimat. Den havsbaserade vindkraften har inte tagit riktig fart i Sverige ännu men i kölvattnet av andra länder som Danmark, Tyskland, Holland och Storbritannien planerar svenska aktörer för en utbyggnad på svenska vatten inom den kommande tioårsperioden. Här initieras i stället forsknings och utvecklingsprojekt för att studera och optimera nätanslutningar, utveckla optimala fundamentslösningar och trimma bygg och logistikmetoder. Allt för att vara redo inför den kommande perioden av utbyggnad. En utmaning med vindkraften är att vinden varierar. Sverige har unika förutsättningar att klara denna variation i elsystemet bättre än många andra länder. Den långsträckta geografin gör att det alltid blåser i någon del av landet det, eftersom vi har mycket vattenkraft kan vi balansera vindkraften med vattenkraftsproduktion. Vattenkraften är reglerbar och vattnet kan lagras i dammar och användas för elproduktion vid tidpunkter när det inte blåser.

Odling av biomassa

Det finns stora möjligheter att producera biomassa i havet, exempelvis för energiframställning. För att utnyttja dessa möjligheter måste hållbara produktionssystem utvecklas. Förutom kunskap om de marina systemen krävs för storskalig produktion också teknikutveckling för såväl odlingsutrustning som skördande, övervakning m m.

Innovationsmiljöer och nätverk

RISE är genom bl.a. innovationsmiljön OffshoreVäst involverade i forskning och framtagning av ny kunskap inom för havsbaserad vindkraft och vågenergi där RISE breda kompetens inom mätteknik, smarta nät och provning kan utnyttjas. Genom det stora kontaktnätet och de aktiviteter RISE gör, främjas dessutom samarbete mellan olika kompetensområden, inte minst där biologi möter teknik.

I Sverige finns operatörer, utvecklingsbolag, leverantörer av delsystem, komponenter och tjänster som är del av innovationssystemet för att öka den svenska konkurrenskraften. Även RISE deltar i det utvecklingsarbetet med FoU-resurser, expertkunskap för utredning och test- och demofaciliteter.

Just nu pågår förstudier och initiativ för etablering av såväl en havsbaserad testsite, Testsite Skagerrak som ett Testcenter för vindkraft i kallt klimat

 

Relaterad information

Kontaktpersoner

Havsbaserad energiutvinning
Pierre Ingmarsson

Tel: 010-516 52 90

Stefan Ivarsson

Tel: 010-516 57 43

OffshoreVäst
Erik Bunis

Tel: 010-516 50 38

RISE Research Institutes of Sweden, Tel 010-516 50 00, E-post info@ri.se

SP, Innventia och Swedish ICT har gått samman i RISE för att bli en starkare forsknings- och innovationspartner för näringsliv och samhälle.
Under 2017 kommer sp.se att vara en av flera webbplatser inom RISE. Besök gärna ri.se för mer information om RISE.

Dela den här sidan: