Vindkraft i flytsonen

I et lite auditorium, innerst i en messehall på Forus utenfor Stavanger, står en beskjeden japansk professor i litt for stor dress og snakker lavmælt i en knitrende mikrofon: Tilhørerne er norske olje-teknologer, men budskapet til professoren handler om noe helt annet enn olje.

Etter ulykken med den nedsmeltede atomreaktoren i Fukushima jobber nemlig japanerne med å skape en ny grønn industri, basert på kunnskap fra norsk offshorevirksomhet. De skal fange kreftene fra vinden som blåser i havet utenfor den herjede reaktoren.

Japaneren heter Tomoaki Utsunomia og jobber ved Universitetet i Kyoto. Sammen med teamet sitt har han nylig konstruert, testet og rigget opp en flytende vindturbin som nå produserer 100 kW i havområdet utenfor den Japanske østkysten. På knappe 18 måneder. Etter Fukushima er ikke kjernekraft lenger et god nok alternativ for framtidas el-produksjon i Japan. Planen til myndighetene er å oppskalere mølla og etablere sin egen industri og flere flytende vindparker i kystområdet hvor det blåser nok til å erstatte hele kjernekraftverket med fornybar energi.

Det får norske vindkraft-entusiaster til å juble – mens politikerne våre tilsynelatende er fornøyde med vår høye produksjon av grønn energi fra vannkraft.

Norge har teknologien

Omtrent samtidig sitter vindkraft-forsker John Olav Giæver Tande på sitt kontor på Gløshaugen; Trondheims egen tekno-tenketank. Han er direktør for vår egen, nasjonale satsing på offshore vindkraft: Forskningssenteret NOWITECH.

John Olav Giæver Tande er direktør for NOWITECH og forskningsleder ved SINTEF Energi.

Han berømmer japanernes satsing, men etterlyser politisk handlekraft til å gjøre det samme her hjemme. Årsaken er at norske teknologer allerede har kunnskapen som Japanerne jobber så intenst for å utvikle. Fordi Norge har verdens mest avanserte offshoreindustri kombinert med kunnskap om maritim operasjoner i verdensklasse. I 2009 sjøsatte Hydro og Statoil verdens første fullskala flytende vindturbin utenfor Karmøy – Hywind. Den flytende turbinen har overrasket teknologene med å produsere mer enn forventet – i tillegg til at den opererte for fullt selv da orkanen Dagmar herjet norskekysten i desember 2011. Nå planlegger Statoil med en pilotpark med tre til seks havvindturbiner basert på teknologien i Hywind.

–Vi har kunnskapen, samtidig er vi i den unike posisjon at vi har ressursene til å ta dem i bruk fordi vi har oljefondet. Nå bør norske politikere kjenne sin besøkelsestid og bidra til å skape en ny eksportindustri knyttet til flytende offshore vind. Vi ligger allerede et hestehode foran japanerne og kan ta en viktig bit av det framtidige markedet, sier Tande. 

Enorme krefter i ny kunnskap

På knappe fire år har nemlig forskningsmiljøene i Trondheim skapt store resultater innenfor offshore vind, både når det gjelder konkrete teknologiske løsninger og når det gjelder simuleringsverktøy som kan gi mer nøyaktige beregninger. Her forskes det på modeller, materialer, understell, nettilkobling, drift og kontroll av våre framtidige flytende vindturbiner. I tillegg har miljøet fått på plass et utdanningssystem for forskere som har vakt oppsikt i europeisk sammenheng.

–Så langt har vi rundt 50 doktorgradsstudenter under utdanning på vindkraft. Utdanning er nøkkelen til framtidig suksess, uten utdanning – ingen innovasjon, sier direktøren.

En av de viktigste utfordringene innenfor vindkraft, er å redusere kostnadene.

-Det er ingen hemmelighet at flytende turbiner koster. Men det er mulig å skape lønnsom drift på sikt. Derfor er vår forskning innrettet så den kan bidra til kostnadsreduksjon. Vi satser på å utvikle innovative nye løsninger. En viktig plattform for dette er referanseturbinen vi har utviklet:

Japan satser tungt på flytende vindturbiner. Målet er å erstatte kjernekraft. Foto: Ministry of the Environment, Japan.

Turbinen er en ren regnemodell, og fungerer som en komplett beskrivelse av en stor vindturbin. Denne modellen kan forskerne bruke som plattform for testing av ulike, nye designløsninger. Som for eksempel blader, generator, understell eller kontrollsystem.  Neste steg er å gjøre reelle, fysiske tester av nyvinningene.

Nå har også miljøet fått støtte fra Forskningsrådet til å etablere en liten, flytende testturbin. Planen er å ha denne i sjøen et sted utenfor Midt-Norge  i løpet av 2014.

–Vi er veldig glade for akkurat denne bevilgningen. Turbinen vil gi oss en internasjonal unik forskningsinfrastruktur, sier Tande.

Brå vekstkurve

Offshore vindkraft er så langt lite utbygd sammenlignet med landbasert, men i kraftig vekst. Europa ligger i tet med planer om å øke fra 4 til 40 GW (gigawatt) offshore vindkraft før 2020. Innen 2030 er det europeiske målet å nå hele 150 GW. Dette vil gi om lag 500 TWh årlig produksjon, og tilsvarende fire ganger det norske elforbruket.

–Det er god grunn til å tro at det siste store spranget mye skal dekkes av kraft fra flytende vindmøller som kan operere på dypt vann og langt til havs.  I tillegg kommer stor satsing også i Kina, Japan, Korea og USA, sier Tande som mener at vi nordmenn har mange gode grunner til å investere i utviklingen av klimavennlig teknologi:

– Vi er flinke til å fortelle at vi produserer de 125 TWh med strøm som trenger her til lands gjennom miljøvennlig vannkraft.  Men vi må ikke glemme at vi hvert år eksporterer 2500 TWh med fossil energi til andre land. Dette bør også ha sin plass i klimaregnskapet.

Billig å forurense i Europa

Et skjær i sjøen for alle som ønsker mer fornybar kraft er imidlertid kvotesystemet som ligger til grunn for EUs klimapolitikk. Gjennom direktivet forplikter Norge til å øke fornybar energiproduksjon med nesten ti prosent innen 2020.

–Om vi erstatter fossil energi med fornybar, vil det naturligvis redusere våre CO₂-utslipp, så enkelt er det egentlig, sier Tande. Kvotesystemet skal i utgangspunktet bidra til dette.

Men med lave kvotepriser kan det kan synes som det beste har blitt det godes fiende: Kvotene har tvert i mot har gjort satsingen på fornybare energialternativer ulønnsom rent teknisk-økonomisk:

Kvotesystemet baserer seg på et fast antall kvoter, eller sagt med andre ord: En viss mengde utslipp. En kvote tilsvarer et tonn CO₂. Om denne mengden med utslipp reduseres, blir kvoteprisen lavere. Det blir altså salg på varen.  Enkelt forklart kan vi si at kvotene representerer 100 kartonger med melk.  Men, dersom flere melkekunder velger å drikke vann i stedet, sitter man med et overskudd av melk. Det gjør at kjøpmannen setter ned melkeprisen nok til at melka allikevel blir solgt. Med andre ord: Melka blir fremdeles produsert – og deretter solgt til spottpris, så lenge noen i det hele tatt vil ha den.

Når vi ser på dette prinsippet i energisammenheng, betyr det at hver grønn energiprodusent som kommer inn i markedet, samtidig bidrar til å presse ned prisen på kvotene. Selv om de egentlig har levert varen som EU etterspør – nemlig mer fornybar kraft.

Klimakvoter kan sammenlignes med en dagligvare på billisalg, for eksempel melk. Om mange kunder velger å drikke vann i stedet for melk, settes prisen ned. Vannet representerer fornybar kraft. Når prisen settes ned, vil melken uansett bli solgt. Dette viser prinsippet bak de lave kvoteprisene. Illustrasjon: Doghouse.

–Løsningen er egentlig enkel. Politikerne må stramme inn på antall tilgjengelige kvoter, så vil det koste å forurense. Dette var nylig oppe som forslag i EU parlamentet, men ble dessverre stemt ned. Jeg har uansett tillit til at det blir en ordning på dette, eller blir det for dumt, sier Tande

Strategidirektør Knut Alfsen i Cicero er langt på vei enig med Tande:

–Problemet er ikke at vi har kvoter. Men at vi har for mange kvoter, sier Alfsen.

Han mener vi har for lave ambisjoner når det gjelder å redusere utslipp og at dagens kvotesystem bidrar i negativ retning:

–De lave ambisjonene er en følge av at vi ikke har koordinert de energipolitiske tiltakene våre på globalt nivå. Sammen med “dårlige” økonomiske tider har det ført til svært lave kvotepriser i Europa. De lave kvoteprisene, sammen med stor usikkerhet og framtidige reguleringer av klimagassutslipp i Europa og andre steder, hindrer satsinger på nye teknologiske lavkarbonløsninger, deriblant vindmøller til havs, sier Alfsen. 

Oljemøller

I Japan satses det derimot kraftig på fornybar kraft – uavhengig av kvotepriser. Landet har tatt steget inn i en ny æra og satt en fast og høy pris på all strøm – uansett om det er kull eller vind som er opphavet til den.

Skal Norge lykkes med å skape industri av flytende havmøller, må vi ta andre virkemidler i bruk. En ide er å bruke møllene til å elektrifisere sokkelen – og la oljeindustrien, som har tjent seg rike på fossil energi, ta regninga for å utvikle en ny fornybar-basert industri.

Forsker Magnus Korpås ved SINTEF vil elektrifisere sokkelen med flytende vindturbiner. Foto: Christina Benjaminsen.

Mannen som står bak forslaget, er Magnus Korpås. Han er forskningssjef i SINTEF og ekspert på kraftmarkedet og integrering av ny kraft i det eksisterende nettet. Han mener de flytende kraftverkene er det som skal til for å gjøre norsk oljeutvinning mer miljøvennlig. Stikkordet er elektrifisering:–Det er stor sannsynlighet for at CO₂ utslippene på norsk sokkel kommer til å øke i årene som kommer hvis vi ikke tar grep. Skal Norge holde sin klimasti ren, må vi redusere de nasjonale utslippene våre, og offshoresektoren er noe vi vet vi må gjøre noe med, sier Korpås.

Kraftkrevende oljeutvinning

Årsaken er at stadig flere felt som utvinnes er mer energikrevende enn før. De er lenger unna, ligger på store dyp og har behov for det som kalles trykkstøtte – energi som brukes til å holde brønnene stabile under utvinning. Løsningen på dette for Norge er enten å betale seg ut av problemet gjennom å kjøpe kvoter – eller å gjøre noe med det.

–Jeg mener klart at det lureste er å gjøre noe med problemet, sier han.

Medisinen forskningssjefen foreskriver, er å bruke flytende vindmøller for å forsyne oljeplattformene med nok og grønn kraft. I tillegg kan overskuddskraft fra disse vindturbinene føres til land via kabler, som også kan brukes som back-up når det ikke blåser.

–Slik vil hver plattform bli en grønn energiprodusent i tillegg, noe som vil redusere både CO₂-utslippene fra offshorevirksomheten og øke den grønne energiproduksjonen vår.

Fordelene er i følge forskeren at de fleste plattformene våre ligger i områder med egnet havdyp for flytende vindmøller og mye vind. En kraftfull symbiose, så og si.

Dette er ingen lettvintløsning. Men allikevel fullt ut realistisk på sikt, ifølge beregninger fra en studie SINTEF Energi har utført for de nordlige områdene av Nordsjøen. Beregningen viser at olje- og gassplattformer kan bli et viktig tidlig-marked for flytende vindmøller.

Fra Trondheim til Tokyo

I Japan er kirsebærtrærne kledd i høstfarger utenfor den norske ambassaden i Tokyo. Her jobber energirådgiver Per Christer Lund i Innovasjon Norge med teknologioverføring og nettverksbygging. På telefon sier han følgende til Gemini:

–”The proof is in the pudding”. Norge har klart å vise at vi er ledende i verden når det gjelder å bygge marine, flytende installasjoner som står selv i ekstreme værforhold. Japanerne følger tett med det vi i Norge gjør, og for oss som jobber med å fremme norsk teknologi i utlandet, er dette en kjempecase.

–Vi må heve blikket os se lenger ut i verden. Her finnes det et stort marked for fornybar energi. Teknologien sitter vi allerede på.