Statoil bygger verdens første forsøk med fem vindmøller i klynge – Hywind Scotland Pilot Park – men de bygger utenfor kysten av Skottland, ikke i Norge. Skottland har bedre støtteordninger. Norge har ekspertisen som hele verden trenger, men satser foreløpig ikke på vindenergi i egne farvann. Norske bedrifter trenger førstehånds erfaringer og Europa trenger vår kraft, mener deltakere på vindenergikonferansen NORCOWE 2016 i Bergen. (Illustrasjon: Statoil)
Norsk havvind drukner i billig vannkraft
Norge kan bli fødselshjelper for vindkraft i resten av verden, men bygger ikke vindkraft i eget hav. Gjør det noe?
Norge står i vindmøllespagat. Vi har ett bein i vindparker på land – ståltrær med hvesende, roterende knivblad som på sitt verste parterer fugler og ødelegger vindkraftens gode navn og rykte.
Det andre beinet er plantet godt ute på havdypet. Her ute blåser vinden jevnere, færre fugler forviller seg inn i rotorbladene, og vindparkene plager ikke folk.
Men dette beinet står ikke i norsk farvann. Spagaten er vid – tvers over Nordsjøen.
Statoil bygger verdens første forsøkspark med fem flytende Hywind havmøller utenfor Skottland. Hvorfor ikke Norge?
Finn Gunnar Nielsen. (Foto: Arnfinn Christensen, forskning.no)
– Vi drukner i billig energi fra fosser, sier Finn Gunnar Nielsen. Han ledet forskningsprosjektet bak Statoils første flytende havmølle, Hywind. Den ble sjøsatt i 2009.
Nå er han tilbake fra Statoil som professor ved Universitetet i Bergen. På konferansen NORCOWE i Bergen er han en autoritet med over 30 års forskning på konstruksjoner til havs bak seg, og 14 år på vindenergi.
Likevel – billig vannkraft er bare en del av grunnen til at Statoil dro over Nordsjøen til Hywind Scotland Pilot Park.
– Støtten i Skottland har vært god for ny grønn teknologi De gir nye løsninger bedre støtte, sier Nielsen.
Flytende fordeler
Hywind er en ny teknologi. Eller – rettere sagt – eldre og velprøvet teknologi – vindturbiner – montert på nytt, gyngende underlag. Flytende, duvende underlag.
Flytende vindmøller har flere fordeler. De kan legges ut på dypt vann, langt fra folk og langt fra kyster med rikt liv, både i lufta og under vannet og på bunnen.
De kan plasseres friere ut fra hvor vind, bølger, skipstrafikk og produksjonen for øvrig tjener på det.
De slipper belastningen av krappe skumskavler på grunt vann. Dønningene ute på storhavet slår ikke med samme harde kraft mot utstyret.
Og – ikke minst – jo lenger til havs du kommer, desto jevnere blåser vinden. Det gjør det enklere å beregne effekten fra vindfarmene – en viktig faktor å tenke på når prisen skal sammenlignes med vindparker på grunna – eller på land.
– Vi har nok undervurdert hvor vanskelig det er å bygge vindkraft på land i ulendt terreng. Der er vindforholdene kompliserte, utdyper Nielsen.
Annonse
Produsentene vet lite
De velprøvde kommersielle vindturbinene er laget for å stå på fast underlag – på land eller fast på ganske grunn havbunn – typisk 20 meters dyp. Hvordan oppfører de seg når de monteres på gyngende underlag?
– De som lager vindturbinene har ikke utviklet med tanke på flytende fundamenter. Derfor vet de ikke så mye om det, sier Nielsen.
Svaret blåser i vind-virvler
Derfor var den første Hywind-møllen i 2009 et forsøksprosjekt. Derfor er Hywind Scotland Pilot Park et viktig skritt videre fra de første enkeltmøllene til fem vesentlig større og videreutviklede møller i en klynge.
Neste spørsmål blir da: Hvordan reagerer vindmøllene i klyngen på hverandre? Som Bob Dylan sang: Svaret blåser i vinden.
Svaret blåser særlig i vind-virvlene bak møllebladene. De forstyrrer og ødelegger for nestemann i rekka hvis møllene står for tett.
På den andre siden – utbyggerne har fått et begrenset areal å breie seg på av myndighetene. Å spre møllene ut over store områder gjør også vedlikehold og kabling dyrere.
Bildet viser hvordan vindmølla nederst til høyre kommer i vindskyggen av vindmølla foran. Fargeskalaen til høyre viser vindstyrkene i meter per sekund. Slike effekter kan raskt regnes ut med vindsimulatoren som er under utvikling på Christian Michelsen Research. (Foto: (Figur: Yngve Heggelund, Christian Michelsen Research))
Kort vei til fiasko
Slike avveininger gir kompliserte regnestykker. Hvordan bygger du en vindmøllepark best og billigst til havs? Hvor tett kan møllene stå? Hvor er vinden best? Hvordan påvirker bølgene?
Veien fra suksess til fiasko er kort. To prosent feil beregning av vindhastigheten gir åtte prosent energitap. Dette kan ødelegge hele økonomien i en vindpark, viste Nielsen i sitt innlegg på konferansen.
Desto viktigere at norske forskere har bygget opp et samarbeid seg imellom og med Statoil og andre industripartnere gjennom NORCOWE, ett av to forskningssentre for vindenergi i Norge.
Dette samarbeidet er i ferd med å gjøre Norge til en fødselshjelper for vindenergi på det internasjonale markedet.
Ett eksempel er værvarslene til firmaet StormGeo. De går ut til 40 vindparker over hele verden, fortalte visepresident Jostein Mælan på konferansen.
Et annet eksempel er simuleringsprogrammene til firmaet Shoreline. Det har sitt utspring fra Universitetet i Stavanger, der gründer og daglig leder Ole-Erik Vestøl Endrerud tok sin doktorgrad.
Tung simulering
Disse analyseprogrammene lodder ned i de komplekse problemene som må løses når du skal bygge og drive en vindpark.
Andre og like komplekse problemer oppstår i vindfeltet rundt og mellom vindmøllene og i møtet mellom havbunn, bølger og vind.
Mange av foredragene på konferansen handlet om disse problemene. Simuleringsprogrammene sliter med å regne seg gjennom de kaotiske vind-virvlene rundt turbinene.
– De tyngste simuleringsverktøyene er tunge. Vi har kjørt noen analyser for bare to–tre turbiner og bruker en vanvittig lang regnetid, forteller Nielsen.
Slike problemer tvinger forskerne til å forenkle. Mye kløkt er lagt ned i slike forenklinger, både ved NORCOWEs vertsinstitutt Christian Michelsen Research og andre steder.
Annonse
I forgrunnen: Forsøksplattformen FINO1, der målinger av vind, temperatur og luftfuktighet skal gi bedre kunnskap om hvor det er best å plassere vindmøller til havs. I bakgrunnen: Vindmøller i Tysklands første vindmøllepark til havs, Alpha Ventus. Den stod ferdig i 2009, og ligger i Nordsjøen, 45 kilometer nord for øya Borkum ved grensa mellom Nederland og Nord-Tyskland. (Foto: Benny Svardal, Christian Michelsen Research)
Vindmålinger med lys, lyd og propell
Forskerne arbeider også hardt med å skaffe nok vinddata som dataprogrammene kan kjøre på.
Målingene gjøres med flere typer instrumenter. LIDAR, lysradar som sveiper over luftrommet og fanger ekkoet fra støvkorn og annet smått som blåser av gårde.
Lydsonder, som sender ultralyd gjennom vindfeltet. Når lufta beveger seg, blir tonehøyden også endret, og dette kan også omsettes til vindhastighet.
Også gode, gamle vindpropeller – eller koppanemometre, som er det faglig riktige navnet – gjør fortsatt nytte for seg.
Line Båserud fra Universitetet i Bergen og kollegene hennes har til og med montert vindmålere på et modellfly og latt det frese rundt i en vindfarm i Nederland med vindmåler i nesa.
Lovende LIDAR
Både modellflyet og vindpropellene måler vinden i ett bestemt punkt. Lysradaren LIDAR er mindre nøyaktig, men kan dekke store områder mye lettere fra ett målepunkt.
Derfor arbeider forskerne for å gjøre LIDAR god nok til å støtte opp under kostbare beslutninger, ifølge Nielsen.
Rotorblader på 200 meter
Slike målinger og beregninger blir viktigere jo større turbinene er. Og størrelsen øker jevnt på. Færre og større vindmøller gir mer energi for lavere pris. Dette er livsviktig for en industri som på sikt må klare seg uten offentlig støtte.
– Med rotorblader på 200 meter i diameter er forståelsen av strømningsforhold i atmosfæren viktig, sier Nielsen.
Annonse
Kina i vinden
Norge er altså i ferd med å bli en fødselshjelper for vindkraft til havs og på land over hele verden. Asia er et kjempemarked.
– Kina bygger ut like mye vindenergi per år tilsvarende summen av alle norske vannkraftverk, forteller Nielsen.
Disse anleggene bygges på land, men på flatt sletteland der vindene blåser jevnere og beregningene blir enklere.
Også andre flate land kan dra nytte av denne fordelen. Danmark og Nord-Tyskland har størst andel av vindkraft i sin elektrisitetsforsyning, ifølge Nielsen.
Borte bra?
Og norrønafolket – det vil altså fare ut i verden, men ikke bygge vindparker i egne farvann.
Gjør det egentlig noe? Er det ikke bra nok å tjene penger på å hjelpe vindmøllene i gang i andre land?
Her – utenfor nordøstkysten av Skottland – skal Statoil anlegge verdens første vindpark med flytende vindmøller – Hywind Scotland Pilot Park. (Foto: Figur: Statoil))
Europa trenger norsk havvind
– På litt lengre sikt må vi ha ambisjoner om å bli en stor leverandør av energi fra norsk havvind, skriver politisk rådgiver Knut Falk Qvigstad fra Miljøpartiet De Grønne i en e-post til forskning.no.
– Ikke først og fremst fordi vi trenger enda mer kraft til Norge, men fordi Europa skal gjennom en omstilling som vil utløse en enorm etterspørsel etter fornybar energi, fortsetter han.
Qvigstad var for øvrig den eneste representanten for politiske partier på NORCOWE-konferansen.
– Norge har store havområder med mye vind som ligger relativt nær dette markedet. Da er det naturlig at vi melder oss på som en potensiell storprodusent, skriver Qvigstad.
Må gjøre det, ikke bare si det
Nielsen har et annet argument for havvind i norske farvann.
– Det er ikke enkelt å gå inn i tøft internasjonalt marked når du ikke kan vise til at du har gjort dette hjemme, svarer Nielsen. Han bruker sin tidligere arbeidsgiver – Statoil – som eksempel.
– At statoil framstår som verdensledende på flytende vindkraft skyldes utelukkende at de bygget Hywind, sier han.
– De kunne hatt alle beregningene og analysene, men uten et praktisk forsøk ville ingen sett på det.
Ønsker demoanlegg i Norge
– Hvis vi kunne vise til resultater fra en halvkommersiell vindpark i Norge, så kunne mange norske firmaer fått en tilsvarende troverdighet, sier Nielsen.
– De siste årene har vi jobbet mye på Stortinget med å få på plass en støtteordning for et demonstrasjonsanlegg for havvind der norske leverandører kan teste og vise frem sine løsninger, skriver Qvigstad fra MDG.
– Høsten 2015 fikk vi flertall for at energimeldingen skulle inneholde en strategi for å få på plass demonstrasjonsprosjekter for flytende havvind, fortsetter han.
Er det også andre håp om flytende vindkraft i norske farvann? Nielsen ser en mulighet.
– Det eneste som virkelig kan endre dette spillet er kanskje at Norge må gjøre noe drastisk på sokkelen hvis oljeindustrien skal oppfylle sine forpliktelser om reduserte CO2-utslipp, sier han.
Problemet her er at elektrisk strøm lages med gass på oljeinstallasjonene.
– Det har vært snakket om å hente strøm fra land. Et alternativ er strøm fra vindparker, sier Nielsen.
Vær og vind er både fiende og venn for vindmøller til havs. Nøyaktige målinger og simuleringer av vinden kan hjelpe utbyggerne å hente verdifulle ekstra watt ut av turbinene. Dette er den første flytende forsøksvindmøllen Hywind. Den ble anlagt utenfor Karmøy i Rogaland av Statoil i 2009. Høsten 2015 besluttet Statoil å bygge flere slike i verdens første flytende vindpark – Hywind pilotpark utenfor kysten av Petershead i Aberdeenshire, Skottland. (Foto: Helge Hansen/Statoil)
Statoil satser grønt
Men er satsingen på miljøvennlig energi i Statoil mer enn en grønn persilledusk for å pynte på gammelt fossilt daukjøtt?
– Den diskusjonen er død. Statoil har fått en ny energienhet på konsernnivå med budsjett på flertalls milliarder kroner, sier Nielsen.
– Grønn energi er fortsatt en liten del av Statoil, men Statoil har blitt en betydelig aktør i vindmarkedet offshore, fortsetter han.
Mer trøkk i Statoil
– Det er på høy tid at Statoil innser at olje- og gassepoken går mot slutten. Hvis selskapet ikke finner flere ben å stå vil de forsvinne i takt med at olje- og gassproduksjonen fases ut, kommenterer Qvigstad fra MDG.
– Vårt inntrykk er at disse realitetene er i ferd med å synke inn og at det er langt mer trøkk i Statoils fornybarsatsing enn det var for kort tid siden.
– Det er ingen tvil om at Statoil har kompetanse og muskler til å bli en svært viktig aktør hvis de velger å satse på vind og andre fornybare kilder. Vi er veldig spente på fortsettelsen, skriver Qvigstad.
