Så mycket ökar vindkraften med flytande havsturbiner

2021-06-04 06:00  

Snart kan vi ha flytande turbiner på svenska vatten, som kan öka Sveriges totala vindkraftskapacitet med nästan 50 procent. Och inom kort sjösätter svenska Seatwirl sin första fullskaliga vertikala turbin i Nordsjön.

Fram till 2040 kan den havsbaserade vindkraften femtonfaldiga sin globala kapacitet, och locka till sig en biljon dollar i investeringar. Det skriver OECD-organet International Energy Agency (IEA) i rapporten ”Offshore Wind Outlook 2019”.

Deras beräkningar bygger på den pågående utvecklingen av flytande turbiner, vilka i teorin ”kan göra det möjligt för havsbaserad vindkraft att tillgodose hela elbehovet i USA, Europa och Japan flera gånger om”, skriver IEA.

Anders Wickström, vindkraftsexpert på Rise, har inte läst den aktuella rapporten ”men har hört den här typen av utsagor förut”, som han uttrycker det.

– Det är svårt att ta ställning till sådana här prognoser, men på sikt är vindkraft till havs lösningen om vi vill tillgodose världens energibehov utan att lämna klimatavtryck till kommande generationer. Och flytande vindkraft är en viktig del av det, säger Anders Wickström.

Läs mer: Vätgaslagring blir ”pusselbiten mellan industri och vindkraft”

Havsbaserad vindkraft står i dag i huvudsak på bottenfasta fundament, och maximalt vattendjup är cirka 60 meter. Turbiner på flytande plattformar som förankras med vajer eller kätting kan placeras på mycket större djup, och därmed lokaliseras betydligt längre ut till havs.

Och 80 procent av världens bästa vindlägen ligger ute på havsdjup över 60 meter. Den bedömningen gör norska energibolaget Equinor, som 2017 driftsatte världens första kommersiella flytande vindpark på 95 till 120 meters djup utanför skotska kusten.

Sedan dess har mycket hänt: Planerade och pågående projekt beräknas leda till installation av 350 MW flytande vindkraftskapacitet i europeiska vatten fram till 2024.

Minst 100 turbiner

Flera svenska bolag ligger långt framme med sinsemellan väldigt olika tekniker. Ett av dem är Hexicon, som utvecklat ett koncept med en triangelformad flytande plattform där vindkraftstorn placeras i två hörn. I det tredje hörnet fästs förankringslinorna. Genom att plattformen kan vrida sig ska båda turbinerna ha fri vind i alla lägen.

Som Ny Teknik rapporterat tidigare, samarbetar Hexicon med Shell kring utvecklingen av en flytande vindpark i Sydkorea. Där ska Shell placera minst 100 turbiner, med en installerad effekt på 1 200 till 1 500 MW, på 150 meters djup sju mil utanför kusten.

Den första etappen omfattar 30 till 40 turbiner.

– Vi räknar med att den tas i drift 2026, säger Hexicons nytillträdde vd Marcus Thor, som fram till nyligen var projektchef på plats i Sydkorea.

För Hexicon är det förstås betydelsefullt att arbeta i partnerskap med en energijätte som Shell.

– En spännande sak med stora oljebolag, förutom att de har mycket pengar, är att de har djuphavsanläggningar i sitt DNA. Att använda flytande strukturer kommer väldigt naturligt för dem, och det är riktigt spännande att få jobba med en sådan partner, säger Marcus Thor.

Men Hexicon utvecklar projekt även i svenska vatten – i Västerhavet utanför Lysekil och i Östersjön utanför Oxelösund. Tillsammans med norska Aker Offshore Wind planerar man två flytande parker med en sammanlagd kapacitet runt 4 GW. Det motsvarar nästan hälften av Sveriges totala installerade vindkraftskapacitet i dag.

– Vi har gått igenom alla svenska vatten och tittat på parametrar som vindförhållanden, bottenförhållanden, var vi ser närliggande industrier med stort elbehov, och annat. Och ur de perspektiven är Lysekil och Oxelösund väldigt lämpliga. Om allt rullar på kan vi börja leverera el två till fyra år från att vi fått tillstånd, säger Marcus Thor.

Hexicon planerar två flytande parker med en sammanlagd kapacitet runt 4 GW i svenska vatten. Primärt tittar man på Lysekil och Oxelösund. Foto: Hexicon

Samrådsprocessen med berörda parter har dock precis påbörjats, och inga lokaliseringsbeslut är ännu fattade.

– Vi har också andra möjliga sajter vi tittar på. Poängen med flytande vindkraft är ju att vi kan strunta i havsdjupet och få stor frihet i valet av platser, säger Marcus Thor.

Svenska vatten är överlag intressanta för flytande vindkraft, enligt Marcus Thor, särskilt i södra Sverige där det finns ett växande behov av ökad elproduktion. Därtill har EU-kommissionen föreslagit att Europas totala installerade kapacitet offshore-vindkraft ska öka från dagens 12 GW till 300 GW år 2050.

– Och det finns inte tillräckligt med grunda vatten för att klara det. Flytande vindkraft måste till, säger Marcus Thor.

Även Anders Wickström tror att ”det vore alldeles utmärkt” med flytande vindkraft i svenska vatten.

– Det kanske största hindret för havsbaserad vindkraft är inflytelserika personer med hus i kustbandet, som inte vill få utsikten förstörd. Så det skulle passa ypperligt att lägga kraftverken längre ut till havs där ingen behöver se dem, säger Anders Wickström.

En annan svensk aktör är Göteborgsbaserade Seatwirl, som just nu utvecklar en ny generation av sitt flytande kraftverk. Nästa år ska det installeras utanför Haugesund i sydvästra Norge, och leveransavtal är tecknat med det norska elbolaget Haugaland Kraft.

”Avsedd för local grid”

Den nya generationen kallas S2, och får en kapacitet på 1 MW. Prototypen S1, som Seatwirl haft igång utanför Västkusten sedan 2015, har en maxeffekt på 30 kW.

– S2 är främst avsedd för vad vi kallar ”local grid”, industriella applikationer som exempelvis fiskfarmar, ögrupper som vill ha grönare energi, med flera, säger Seatwirls vd Peter Laurits.

Man har redan börjat räkna på en kommande generation, där man siktar på en kapacitet runt 10 MW.

– Då kommer vi in på nästa marknad, ”utility grid”, det vill säga vindparker ute till havs som levererar till stamnätet. Vi har byggt med skalbarhet som grundförutsättning, och vi samarbetar med bland andra forskningsinstitutet Sandia Labs i USA. De har kommit fram till att vertikala lösningar enklare kan skalas upp ända till 30 megawatt, säger Peter Laurits.

Till skillnad från Hexicon, som utvecklar flytande plattformar att ställa andra tillverkares turbiner på, satsar Seatwirl på egna vertikalaxlade kraftverk med flytkropp och stabiliserande tyngd under vattenytan. När de vertikala rotorbladen rör sig med vinden, snurrar hela verket utom generatorhuset vid ytan.

– Våra verk tar upp vinden oavsett vilket håll det blåser. Man behöver inte vrida och vinkla upp verket mot vindriktningen, vilket betyder mycket färre rörliga delar. Och eftersom konstruktionens tyngd vilar på flytkroppen under ytan, blir det mycket mindre påfrestningar på lagren i generatorhuset, säger Peter Laurits.

Seatwirls kraftverk med flytkropp och stabiliserande tyngd under vattenytan. När de vertikala rotorbladen rör sig med vinden, snurrar hela verket utom generatorhuset vid ytan. Foto: Seatwirl

 

Vertikalaxlad vindkraft får flankstöd av en färsk studie från brittiska Oxford Brookes University, som Ny Teknik nyligen rapporterade om. Forskarna har genomfört mer än 11 500 timmars datorsimuleringar, och kommit fram till att stora vertikalaxlade vindkraftverk överträffar de konventionella turbinerna.

”Bästa och billigaste alternativet”

Enligt forskarna kommer vertikalaxlade verk placerade i grupp att öka varandras effektivitet med upp till 15 procent. Medan horisontalaxlade verk skapar turbulens bakom sig, vilket sänker prestandan hos kraftverken i de bakre raderna.

– Den här rapporten bekräftar det vi internt jobbat med hela tiden, ställer man våra verk rätt så kommer de att hjälpa varandra. Jag är övertygad om att flytande vindkraft kommer bli det bästa och billigaste alternativet, och vår ambition är att bli en dominant spelare på området, säger Peter Laurits.

Anders Wickström, med över 30 års erfarenhet av teknisk utveckling av vindkraft och annan förnybar energiproduktion, ser många argument som talar för flytande vindkraftverk.

– På många håll i världen har man goda vindförhållanden där det samtidigt blir djupt rätt kort bit utanför kusten. Flytande verk är dessutom lättare att serieproducera än bottenfasta. Man kan sätta ihop dem i ett anpassat hamnområde och sedan bogsera ut dem, säger han.

Förankringsprocessen förenklas också.

– En beprövad teknik är sugankare som man sänker till botten och skapar vakuum i, så den suger sig ner i sedimentet. Det är lättare än att hamra ner ett stort tjockt rör, eller bygga ett stort tungt gravitationsfundament, som man gör med bottenfast vindkraft. Det är också smidigare att ta loss sugankaret om man vill flytta eller skrota verket, säger Anders Wickström.

Flytande vindkraft är betydligt dyrare att bygga än bottenfast. Wickström räknar dock med att kostnaderna sjunker när man kommer upp i serieproduktion.

– Men flytande installationer är mer avancerade och kräver mer ingenjörsarbete. Det innebär fler frihetsgrader, och kombinationer av extrema vind- och vågförhållanden som kanske bara inträffar vart femtionde år, är komplexa att analysera.

Han tar dock inte ställning i frågan om vertikal- eller horisontalaxlade turbiner:

– Världen över finns säkert 20 eller 30 olika flytande koncept under utveckling, som sinsemellan ser väldigt olika ut, och alla utvecklare hävdar förstås att deras koncept är bäst. De här olika teknikerna behöver fortfarande bevisa sin potential och pålitlighet. Vilka som är de vinnande koncepten – det ser vi först om tio-femton år, säger Anders Wickström.

Tommy Harnesk

Mer om: Vindkraft

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt