Utvecklingen av flytande vindkraft tar fart

Lek med tanken på att producera elva gånger mer elektricitet än hela världen behöver, enbart med hjälp av havsbaserade vindkraftverk. Detta skulle enligt internationella energirådet IEA vara fullt möjligt.

Den enorma potentialen i havsbaserad vindkraft har skapat rubriker runtom i världen. I slutet av 2019 bekräftade den norska energijätten Equinor att man går vidare med sin storinvestering i den havsbaserade, flytande vindkraftparken Hywind Tampen med en kapacitet på 88 MW. Under 2021 fortsätter den nya parken att ta form.

Internationella energirådet IEA har kommit ut med en stor rapport med stort intresse för branchen. Enligt rapporten har havsbaserad vindkraft – både flytande och bottenfixerad – potential att generera elva gånger mer energi än världen behöver och attrahera en biljon dollar i kapitalinvesteringar fram till 2040. Det händer uppenbart mycket inom vindkraft.

Tre vindsektorer baserat på placering

Nutidens  vindkraftsektor kan grovt delas in i tre kategorier utifrån turbinernas placering och den design som används för att hålla dem uppe. Dessa är: Onshore (landbaserad), Nära kusten offshore (med fundament fastgjort i havsbotten) och Offshore floating, flytande vind (monterat på en plattform  som så flyter över havsbotten) — Se Figur 1.

I flytande vindkraftsteknik (ofw) är turbinen monterad på en flytande struktur. Detta är en viktig fördel som gör det möjligt att generera elektricitet vid över 60 meters djup, där det inte är fysiskt möjligt att fixera turbinerna i havsbottnen. Även om kapaciteten för både fixerad land- och havsbaserad vindkraft har vuxit enormt under de senaste decennierna, tror många experter att det är den flytande vindkraften som kommer att ha störst tillväxtpotential i framtiden. Detta beror på att flytande vindkraftverk kan placeras på större djup och längre ut till havs där jämnare vindhastigheter bidrar till en stabilare elproduktion. En annan faktor som kan skynda på utvecklingen av flytande vindkraft är allmänhetens negativa inställning till att vindkraftverk placeras där de syns eller hörs.

Lågt hängande frukt är redan skördade

OFW får allt mer uppmärksamhet i och med att de så kallat "lågt hängande frukterna" som många länder i ett första stadie kunnat skapa nu redan är skördats. Naturligtvis finns det potentiellt tusentals andra lämpliga platser för landbaserad och kustnära vindkraft, men det ökade motståndet mot att se och höra turbinerna utgör ett hinder. Detta är typiskt för syndromet "Inte på min bakgård" som syftar på infrastruktur som samhället generellt behöver, såsom kraftverk och avfallsanläggningar, men som folk inte vill ha i närheten av där de bor.

Equinors VD: 80% finns i djupt vatten

Allt detta har bidragit till ökat intresse för OFW, som kan användas i djupare farvatten. which can be used in deeper waters. Under offentliggörandet av det 88-MW stora Hywind Tampen projektet, vilket involverar en investering på omkring 550 miljoner USD, var företagets VD Eldar Sætre mycket klar över Equinors beslutsunderlag:

– Cirka 80 procent av den globala resurspotentialen för havsbaserad vindkraft finns på djupt vatten, säger Eldar Sætre.

– Flytande vindkraft kan komma att spela en viktig roll i övergången mot en mer hållbar energiförsörjning, fortsätter han.

En viktig motivation for Equinor för att genomföra projektet var att elekticiteten som kommer att genereras kommer att användas på de  närliggande Gullfaks och Snorre oljeplattformarna, vilket direkt kommer att reducera gas- och koldioxidutsläppen med 200,000 ton årligen.

Springbräda mot 1,000 MW

För Arne Eik, Equinor’s Lead Business Developer för Offshore Wind, är Tampen bara ett steg på företagets väg mot att skapa högre kostnadseffektivitet med hjäälp av denna typ av projekt. 

- 30 MW-projektet Hywind Scotland är ett kvitto på att flytande havsbaserad vindkraft fungerar och 88 MW-projektet Hywind Tampen kommer att vara nästan tre gånger större, säger Eik. Inom några år hoppas vi kunna förverkliga ett 200-400 MW-projekt på vår väg mot allmännyttiga projekt på mer än 1 000 MW. – Värt att notera är att vi åstadkommit kostnadsminskningar på uppemot 40 procent från Hywind Scotland till Hywind Tampen. Vi är förvissade om att kunna sänka kostnaderna avsevärt när vi skalar upp till nästa projekt efter Hywind Tampen. So Hywind Tampen är helt klart ett teknologiskt och industriellt utvecklingsprojekt, en springbräda mot att bygga en industri med stor vikt, som kan skapa mervärde genom att producera ren energi och samtidigt minska koldioxidutsläpp. 

Snabb takt från barndom till massiva investeringar

Erik Rijkers, Director för Marnadsutveckling & Strategy i market intelligence gruppen Quest Floating Wind Energy, säger att trots att flytande vind för bara för några år sen fortfarande var i sin barndom, och fick möta fler belackare än förespråkare, så har det nu kommit långt inom villkor för levering av ny design, skalerede demonstrations- , pre-kommerciella projekt och nya aktörer. 

– Tillskott av bolag som Equinor, Repsol, SBM, Aker Solutions på marknaden och nu senast, Shell, har satt upp tempot för denna unga industris livskraft och slutliga kapacitet att producera 50 eller 100 flytande turbiner (FTU) på serietillverkningsbasis, säger Rijkers. – Flytande vindkraft är en snabbväxande marknad och här har Europa varit en global "provkanin", fortsätter han.

Framgångsrika projekt som Hywind Scotland och Windfloat Atlantic kommer att driva exporten av den här tekniken till USA och Asien långt före 2025. Steget mot storskaliga projekt, parat med rejäl finansiell uppbackning, kommer att bidra till ökad effektivitet och stora kostnadsminskningar. – Det här är en trend som kan gynna genomförbarheten för europeiska projekt, tack vare tillskjutet statligt stöd för långsiktig utveckling av flytande vindkraft.

Många länder har bara djupt vatten att tillgå

Charlotte Obhrai, an Associate Professor in offshore wind research på  University of Stavanger i Norway, är övertygad om att flytande vind har en ljus framtid.

– Vindkraft är avgörande för att vi ska kunna uppnå framtida energimål, säger Charlotte Obhrai.

I många länder är också lättillgängliga, kustnära installationsplatser redan upptagna. Och i vissa länder, som exempelvis Japan, finns det helt enkelt inga eller mycket få grunda installationsplatser. – Med andra ord är installationer på djupt vatten framtiden och för det krävs flytande teknik, konstaterar hon. Hon tillägger att vindhastigheterna som regel är högre längre ut till havs, vilket kan tredubbla den mängd kraft som kan produceras.

Det innebär att även små ökningar i vindhastigheten har stor betydelse för kraftproduktionen, och tekniken utvecklas stadigt för att dra nytta av denna faktor. Självklart finns det utmaningar på vägen, särskilt när det kommer till bygg- och installationskostnader för flytkonstruktionerna. – Flera koncept används och testas, fortsätter Obhrai. Det kommer sannolikt att fortsätta finnas olika koncept eftersom varje specifik lösning är baserad på flera olika faktorer, såsom vattendjup i närmaste hamn, lokal tillverkningsförmåga, resurser m.m.

Positiva prognoser, men trenderna är fortfarande svåra att extrapolera

Matthew Hannon, lektor vid University of Strathclyde i Glasgow i Skottland, menar att det troligvis är förnuftigt att vara försiktig när det gäller bedömningar om hur snabbt utvecklingen av OFW kommer att ske. Men han säger att trenden är tydlig och positiv. 

 – Även om den långsiktiga potentialen ser bra ut så har den havsbaserade flytande vindkraften en mycket liten installerad bas, vilket gör det svårt att göra en säker bedömning. Om man misslyckas med ett projekt kan det få negativa effekter på förtroendet på marknaden, medger han. Om vi väger in alla faktorer ser vi en mycket stabil tillväxt för den globala kapaciteten för flytande vindkraft fram till 2030. Viktigt att poängtera är att ökningen speglar samma snabba utveckling som den traditionella kustnära vindkraften genomgått. – Vi tror därför att flytande vindkraft verkligen kommer att få vind i seglen under 2030-talet och utvecklas stabilt, säger han. Den flytande vindkraften kommer, precis som den kustnära idag, att betraktas som en förnuftig lågriskinvestering med liknande dynamisk tillväxttakt.

Spännande tider att vänta

Exakt hur snabbt havsvind kommer att växa är tydligt öppet för många tolkningar. Men trenden är tydlig och det ska bli både intressant och spännande att se hur både marknaden och tekniken kommer att utvecklas framöver.

Är skruvförband den svagaste länken?

– Bedömningen av livslängden för skruvar är en utmaning för vindkraftsbranschen då detta är den svagaste länken vid beräkning av kraftverkstornets livslängd.
Här verkar det finnas en blind fläck eftersom skruvarna inte ingår i beräkningarna av standardlivslängden, varav samtliga görs utifrån aerolastiska parametrar.
David McMillan vid University of Strathclyde i Glasgow

– ”Det är inte lätt att förutsäga prestanda och tillförlitlighet för bultar eller skruvförband i flytande strukturer. Mycket på grund av de enorma dimensionerna och allt de kommer att utsättas för i mycket krävande miljöer. Vi hoppas att kompetensöverföringen från olje- och gasindustrin till vindkraft till havs kommer att vara till stor hjälp för att säkerställa hög säkerhet och lång livslängd.
Tomas Svendsen – Nord-Lock Group Norge