Hvorfor er der ikke penge i tidevandsenergi?

Morten Carlsen undrer sig over, at tidevandsenergi ikke er mere benyttet:

"Hvorfor er tidevandsenergi ikke kommercielt udnyttet?"

Preben Maegaard, director, Nordisk Folkecenter for Vedvarende Energi; Senior Vice President, EUROSOLAR; Chairperson, WCRE, World Council for Renewable Energy, svarer:

"Tidevandsenergi er baseret på to meget forskellige teknologier, som er dæmninger med vandturbiner, der udnytter højdeforskellen, og tidevandsmøller, der drives af tidevandsstrømmen.

A. Den traditionelle form for tidevandsenergi består af en dæmning over en fjord eller bugt, hvor man udnytter højdeforskellen. I dæmningen er indbygget vandturbiner af samme type, som findes i vandkraftværker. Man benytter således tekniske løsninger, som har været anvendt i mere end 100 år.

De bedste tidevandsressourcer finder man især ved Storbritanniens vestkyst, ved Murmansk, Frankrig, Canadas østkyst, stillehavskysten ved Rusland, Japan, Korea og Kina samt Indiens vestkyst.

Traditionelle tidevandsanlæg må betragtes som en del af et samfunds infrastruktur. Etableringen er en samfundsopgave og indebærer foruden den CO2-neutrale el-produktion en stor forandring af det maritime miljø på det pågældende sted. Der er indvirkning på fiskeri, sejlads, turisme, fugle, dyr med videre i lighed med, hvad man ser ved dæmninger til store vandkraftværker.

Betragtet som infrastruktur bliver sådanne tidevandsanlæg ikke til kommercielle produkter, man kan fremstille industrielt. Byggetiden er på 5 til 10 år; kombineret med høje kapitalomkostninger er traditionelle tidevandsanlæg meget rentefølsomme.

Danmark har beskedne tidevandshøjder på omkring 1 meter ved Vadehavet, som det ikke vil være økonomisk realistisk at udnytte. Ved Atlanterhavskysterne kan tidevandshøjderne være 4 til 12 meter. I nogle fjorde og stræder forekommer der resonans, der fører til forøgede tidevandshøjder. Hidtil har man regnet med, at tidevandshøjder på mindst 7 meter er nødvendige, for at et projekt kan svare sig.

Det økonomisk optimale anlæg beregner man som et forhold mellem længden og højden af den nødvendige dæmning samt forskellen mellem ebbe og flod. Det fører til "Gibrat" faktoren. Jo lavere en Gibrat faktor jo mere fordelagtigt er det at opføre et tidevandsanlæg på det pågældende sted. Ved la Rance er den 0,36, ved Severn 0,87 og Bay of Fundy 0,92.

Det største tidevandsanlæg i verden er på 240 MW og blev indviet i 1966 i la Rance i Frankrig. Det har 24 turbiner på hver 10 MW. Der er bygget nogle få andre tidevandsanlæg, herunder Annapolis på 20 MW ved Bay of Fundy i Nova Scotia i Canada i 1984. Desuden er der opført nogle anlæg i Kina på i alt 5 MW. Kapacitetsfaktoren ved tidevandsanlæg er ret lav, 20 til 35%.

Der findes mange tidevandsprojekter, som ikke er blevet realiseret. Særlig kendt er planerne om en dæmning over Bristol bugten. Her skulle man med tidevandsenergi kunne hente 10% af Storbritanniens el-forsyning. En af betænkelighederne ved dette projekt er, at urenset spildevand udledt til Severn floden vil blive aflejret indenfor dæmningen med risiko for at forårsage sundheds- og forureningsproblemer.

**B. En nyere form **for tidevandsenergi er tidevandsmøller, der er anbragt på havbunden. De ligner en neddykket vindmølle og egner sig til decentrale energiprojekter. Man udnytter den strøm, der forekommer, når tidevandsbølgen passerer igennem et sund, bælt eller stræde.

Tidevandsmøller er på 1 til 2 MW på det nuværende udviklingsstade; man finder dem især i England. Endnu i 2011 er de førkommercielle, men der kan forventes et gennembrud de nærmeste år. De engelske fabrikater optræder under navne som SeaGen og Swan. Desuden kan nævnes det australske Atlantis Resources.

Om tidevandsmøller ligesom vindmøller og solceller vil blive til kommercielt tilgængelige produkter og føre til nye storindustrier, er mest af alt politisk bestemt. Uanset den forudgående forskningsindsats er nye teknologier i fåstyksproduktion i sagens natur dyrere end veletablerede el-produktionsformer baseret på fossile brændsler, vind, biomasse mv.

Tidevandsmøller vil derfor være afhængige af feed-in tariffer, som man er gået over til i mere end 50 lande. Staten fastsætter i disse lande en afregningspris, der er tilstrækkeligt høj til, at det er attraktivt at investere i den nye energiform. Afregningen er i Tyskland og England garanteret i 15 til 20 år og kan afhængig af energiformen variere fra EUR 0.06 til 0.50/kWh, som aftrappes efter en degressiv skala, efterhånden som fremstillingsomkostningerne falder. Tyskland indførte feed-in tariffer i 1991 og Storbritannien den 1. april 2010. Det er i Storbritannien, man kan forvente, at tidevandsmøller først vil slå igennem.

I Danmark er situationen anderledes. En ny energiform vil kun nyde fremme, dersom samfundsøkonomiske beregninger godtgør, at den kan konkurrere med allerede eksisterende energiløsninger. Derfor vil tidevandsmøller ligesom bølgeenergianlæg næppe blive opstillet i Danmark, medmindre der indføres tilpassede afregningsordninger som ved store havvindmøller, hvor princippet om samfundsøkonomiske beregninger ikke anvendes.

Tidevandsenergi er fluktuerende med ca. 7 timers driftsperioder med stor forudsigelighed 2 gange i døgnet flere år frem i tiden, hvilket er en stor fordel i forhold til sol og vind.

C. Om den for tiden største tidevandsmølle "SeaGen" kan oplyses:
Selskabet bagved SeaGen prøvekører et anlæg med tovingede rotorer, der hver har en diameter på 16 meter. Generatoren er på 1,2 MW. Rotorerne sidder på to arme, der er anbragt på en monopile, der er rammet ned i havbunden. Armene med rotorerne kan hæves, sænkes og løftes helt ud af vandet for eftersyn. Hermed har man løst et ømtåleligt problem ved en undervandsmaskine. Andre tidevandsmøller har et skrævende undervandstårn, der står på havbunden. Et specialfartøj løfter hele konstruktionen ud af vandet, når anlægget skal efterses.

SeaGen-selskabet oplyser, at deres tidevandsmølle når den nominelle effekt ved en strømningshastighed på 2,4 m/s. For hver tidevandsbølge produceres 10.000 kWh; det bliver til 6 GWh/år, som er cirka det samme som en vindmølle på 2,4 MW. En tidevandsmølle kan således producere to gange mere end en vindmølle med samme effekt og med 100% forudsigelighed.

Økonomisk set giver det ingen rigtig mening at sammenligne tidevandsmøller, som er en helt ny teknologi, med vindmøller, som har været i industriel storproduktion i mange år. Teknisk set virker flere af tidevandsmøllerne gennemtænkte og lovende. En del af teknikken kendes fra vindmøller, og der skulle ikke blive særlige problemer med at pitche vingerne, ligesom man gør det på skibspropellere.

Man planlægger at indvie det første større anlæg med tidevandsmøller i strædet mellem Isle of Skye og Skotland i 2013, hvor det vil producere 2x7 timer i døgnet."

Dokumentation

Læs og stil spørgsmål til Scientariet
Læs mere om Preben Maegaard

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Tak til Preben Maegaard for en meget fin beskrivelse af muligheder, problemer og økonomi. Generelt vil jeg dog mene, at "strømningsmøllerne" kun kan blive attraktive på steder med usædvanlig stor vand-hastighed. Møllernes effekt afhænger af vandhastigheden i tredie potens, så ved 1 m/s ydes der kun 1/8 af effekten ved 2 m/s. Desuden forekommer det mig, at sådanne ret store undervandsmøller både er dyre at etablere og vedligeholde - og vel også kan give problemer for dyrelivet på stedet.

  • 0
  • 0

Hej Glimrende beskrivelse, jeg synes blot det er meget sørgeligt at Ingeniøren i den trykte udgave har udeladt beskrivelsen af, at Sea Gen i 2009 blev netforbundet og i 2010 har været oppe at producere med fuld kapacitet på 1,2MW. I den trykte udgave får man det indtryk, at der først kommer noget kommercielt på banen i 2013. H C Sørensen, næstformand den europæiske branche organisation www.eu-oea.com

  • 0
  • 0

Hej Hans Christian

Du har helt ret - det er rigtigt ærgerligt, at der ikke var plads til hele Preben Maegaards svar i avisen, og endnu mere, hvis den forkortede version har givet læserne et forkert indtryk.

Dog skriver Preben Maegaard, at "Endnu i 2011 er de førkommercielle, men der kan forventes et gennembrud de nærmeste år" og afslutter med "Man planlægger at indvie det første større anlæg med tidevandsmøller i strædet mellem Isle of Skye og Skotland i 2013", så jeg mener ikke, dit indtryk af, "at der først kommer noget kommercielt på banen i 2013" er forkert.

Bedste hilsner, Julie M. Callesen, ing.dk

  • 0
  • 0

Tak til Preben Maegaard for en meget fin beskrivelse af muligheder, problemer og økonomi.

Generelt vil jeg dog mene, at "strømningsmøllerne" kun kan blive attraktive på steder med usædvanlig stor vand-hastighed. Møllernes effekt afhænger af vandhastigheden i tredie potens, så ved 1 m/s ydes der kun 1/8 af effekten ved 2 m/s. Desuden forekommer det mig, at sådanne ret store undervandsmøller både er dyre at etablere og vedligeholde - og vel også kan give problemer for dyrelivet på stedet.

Kunne man lave energilagre ved at bruge eksempelvis Ringkøbing fjord, der ikke har tilstrækkelig forskel i vandniveau til et traditionelt vandkraftværk, men som til gengæld har et meget lille udløb til Vesterhavet (slusen i Hvide Sande), og sætte strømningsmøller op her, som kunne udnytte den store mængde vand det er muligt at lagre?

  • 0
  • 0

Kunne man lave energilagre ved at bruge eksempelvis Ringkøbing fjord, der ikke har tilstrækkelig forskel i vandniveau til et traditionelt vandkraftværk, men som til gengæld har et meget lille udløb til Vesterhavet (slusen i Hvide Sande), og sætte strømningsmøller op her, som kunne udnytte den store mængde vand det er muligt at lagre?

Der vandrer mange fisk gennem den sluse. Sild, hornfisk, laks, ål osv. Makrellen kommer vist også tæt på, hvis ikke gennem slusen.

  • 0
  • 0

Et af problemerne med tidevandsmøller er, at strømningshastighederne er relativt lave. En tidevandsmølle opnår nominel effekt ved vandstrømningshastigheder på 2-2,5 m/s. Til sammenligning opnår en vindmølle nominel effekt ved 10-12 m/s.

Og hvorfor er det nu et problem?

Fra fysikken ved vi, at effekt = kraft * hastighed. For at opnå en given effekt, skal der altså bruges store kræfter, hvis hastigheden er lav. Belastningen på tidevandsmøller er således typisk 5 gange så store som vindmøller med sammenlignelig effekt. Det koster naturligvis dyrt på materialeforbruget at designe maskiner, der skal kunne holde til så store belastninger. Materialeomkostningerne udgør i forvejen størstedelen af møllers kostpris, så min fornemmelse er, at tidevandsmøller altid vil være ca. 5 gange så dyre som sammenlignelige vindmøller.

Bølgekraftanlæg har i øvrigt samme problem: Lave strømningshastigheder, store belastninger, høje materialeomkostninger. Så jeg tror heller ikke, de bliver økonomisk rentable.

Andre problemer med tidevandsmøller er som nævnt tilgængeligheden ved servicering.

Derudover vil det være svært at masseproducere en standardløsning, der kan bruges overalt, for dermed at reducere omkostningerne. Det er relativt få steder, det overhovedet giver mening at opstille tidevandsmøller, og der vil man typisk skulle specialdesigne møllerne, fundamenterne osv. til det konkrete projekt. Dette gør ikke ligefrem prisen attraktiv.

Jeg tror mere på vindenergi på kort og mellemlangt sigt. Og på mellemlangt til langt sigt måske også solenergi. Potentielt burde man kunne masseproducere elektriske solceller for en slik. En af de store fordele er, at der ingen bevægelige dele er i solceller, hvilket gør dem relativt simple at fremstille og så er de oven i købet vedligeholdelsesfri udover at brændslet er gratis. Det må der da være fremtid i!

  • 0
  • 0

Det er fantastisk dejligt at så mange bruger så meget tid og resurser på at skabe vedvarende energi og der er mange spændene løsninger på vej. Men !!! det kolosale varme spild vi har der ikke bliver genanvent er blot for vores lille land i en størrelses orden" på varme til 4-500.000 enfamilieboliger" og det vil der stadig være selv om vi anvender vedvarende enregi. Og det kun fordi staten ikke kan finde ud af at få den tabte energiafgift dækket andre steder. Jeg mener dog at der normalt ikke grænser for deres kreativitet i den retning så hvis vi kunne RÅBE LIDT HØJERE kunne det være at vi også kunne spare verden og os selv for milioner af ton CO2.

  • 0
  • 0

Her på FÆRØERNE har vi flere sunde med gode vand hastigheder, og hastighederne topper ikke samtidig på disse forskellige pladser. Der er rigeligt med havstrømme til at forsyne hele landet, og sjovt nok snakker de stadigvæk mest om vand energi, bølge energi og vind energi.Sol energi udelukker sig næsten selv. Vi har et meget lille og "svagt" net, og har ingan EL-forbindelse til andre lande endnu. Som jeg ser det for mig og vi ikke får en kabel fra andre lande snart, har vi KUN EN stabil mulighed, og det er tidevand energi. Det er den eneste energi kilde, som vi kann være sikre på, at vi får noget ud af hvær dag i året, og den fungerer så længe som måne og sol hænger over os. Hvor skal vi for eks. få energi fra om sommeren, når der er gott vejr og overskyet eller tåge. I disse tilfælde er der ikke mulighed for sol energi, vind energi eller bølge energi.

Det ser ud til at FÆRØERNE er et eldorado for tidevand energi, og jeg håber at der snart ses nogle kompetente ingenører her hjemme, som kan overbevise vores myndighed om, at det kan betale sig. De er kørt helt af sporet, hvad energi angår.

Som EL-produktionen er sammensat her oppe, får vi en lille slat fra vind, en noget større slat fra vand energi og lidt mere end halvdelen fra olie. Største delen af spild varmen fra motorene som laver strøm, smider vi bare væk. Vi er begyndt at bruge lidt af spild varmen, men der er lang vej endnu.

Hvis vi skal forsætte med at udbygge nettet med vand og vind, bliver vi OGSÅ nød til at udbygge nettet med motorer som backop af en størrelse, som klarer 100 % af belastningen.

Det vil i vores tilfælde sige, at vand, bølge og vind energi er KUN SUPLERENDE ENERGI KILDER. Og så længe som vi kan få fat på olie til vores motorer, er der en mulighed for at vi klarer at holde EL-nettet kørende. Det er en dyr og meget dårlig løsning, og i vores tilfælde, må det kunne betale sig at gå efter tidevands energi ! PS. øjebliks værdiger for EL produktion ses på www.sev.fo og lige nu kommer 94 % fra olie :-(

Jóhann F Green IQ Sp/f

  • 0
  • 0

Tak Johann, for viden om Færøerne. Jeg forstår ikke helt din tidevandsenergi. Det kræver jo en havbugt, som man kan lukke med en dæmning med nogle vandturbiner. Nå vandet hæver sig, lukkes vand ind i bugten gennem turbiner, og når vandet 6 timer senere sænker sig, løber det tilbage gennem turbinerne. Har I mulighed for at bygge en sådan dæmning (eller flere?)? Forøvrigt må der være bølgeenergi omkring Færøerne næsten hele tiden, så det er også en mulighed.

  • 0
  • 0

Hej Holger Jeg tænker mest på de typer, som ligner almindelige vindmøller. Da har man ikke behov for at dæmme nogen bukt eller lignende. hastigheden på vandet som løber imellem øerne her oppe, er så markante, at ikke alle kuttere klarer at sejle mod strømmen. Det burde give dig et billede af potentialet, og her snakker vi om dybder på ca 50m så der er nogle liter der strømmer!

Vi har faktis et sund hvor der er dæmmet af, men der er desværre ikke nogle turbiner i dæmningen. Der var moske en mulighed for at høste nogle kw, men der er ikke mange meter i vandstands forskel.

En anden mulighed var at hækte nogle bund møller, på denene af en bro.

Muligheder er der nok af, men det ser ikke ud som vi er dyktige nok til at udnytte dem!

Bølge energi er og bliver ikke mere end en suplerende energi kilde,som jeg beskrev i mit første indlæg. "Næsten hele tiden", duer desværre ikke, når vi har brug for en hoved energi kilde. Det er nemli lige presis det, som jeg synes er grundlæggende galt med vores energi poletik. Det kan ikke rigtigt samenlignes med andre EL-net (lande)

Når der så kommer en rigtig vinter storm, er det ikke usædvanligt at bølgerne slår 40 m op ad bjerg væggen de gode steder. Jeg er lidt skeptisk for om det kan svare sig at bygge kraftigt nok, og det stadigvæk er økonomi i det. Her er en video af en god vinter dag. http://www.youtube.com/watch?v=rbueFXCsyD0... Jóhann F

  • 0
  • 0

Holger: Som Johann ogsaa selv skriver, saa er det ikke den slags turbiner, som er placeret i forbindelse med daemninger, der kunne vaere brug for. Denne slags turbiner arbejder alle ogsaa vaek fra. Derfindes rigtig mange firmaer, som forsoeger sig med stroemningsmoeller (mange forskkelige modeller og mange forskellieg formaal). En haandfuld af disse firmaer har haft prototyper af enten mindre skala eller fuld stoerrelse i test og har ogsaa positive resultater heraf. Problemet for alle er dog at finde loesningen, hvor det hele kan haenge sammen oekonomisk. MEN, men, men.. Der arbejdes paa det :-)

Du skriver i din foerste kommentar at det vel ogsaa kan give problemer med dyrelivet. Netop udviklingen af stroemningsmoellerne (som i mange tilfaelde ligner vindmoeller) er bl.a. for at hindre skade paa omgivelserne der, hvor de placeres. De loesninger, hvor en daemning indgaar har vaeret fremme i mange aar, men er ikke positive overfor dyrelivet - det vil man gerne vaek fra :-)

Johann: Bare rolig - der arbejdes paa sagen. Der er en del problemer, som der skal tages hoejde for og det tager desvaerre sin tid :-( Der er for tiden baade tanker paa turbiner, som placeres mellem benene paa en bro (som du naevner), fritstaaende turbiner og meget andet godt.

Se bl.a. foelgende link, hvor alle disse firmaer staar naevnt (og der er links til de fleste): http://www.emec.org.uk/tidal_developers.asp

  • 0
  • 0

Vandmøller, der (som vindmøller i luften) udnytter vandets kinetiske energi kan naturligvis udvikles, men prøv at tænke realistisk på fastgørelse af en sådan mølle på 50 meters dybde. Om med vandtæt gear og generator. Det bliver voldsomt dyrt, fordi de kræfter, der skal optages er meget store. Brug dog vindmøller, som er gennemprøvede og som er langt billigere. Bølge-energi-maskiner er også en mulighed, men problemet (efter mindst 30 års forsøg) er, at de ikke har kunnet holde til de kraftigste bølger. Men det er da fint at prøve at udvikle typer, der virker, hvis altså prisen kan holdes på noget acceptabelt?

  • 0
  • 0

Problematikken med at få fastgjort turbinerne er netop noget der arbejdes med. Som det er med offshore vindmøller er man nødt til at gå ind og regne meget specifikt på hver enkelt position grundet ændringer i forholdene.

Det vil man gerne undgå ved strømningsmøllerne, da det ville kunne spare rigtig mange penge - det ser dog ikke helt ud til at man kan undgå dette.

I hele arbejdet med strømningsmøllerne har man hele tiden i tankerne at det skal være økonomisk forsvarligt. Hvis ikke ville der nu heller ikke være nogen ide i det (i hvert fald ikke i ret stor grad).

  • 0
  • 0

Vi kunne måske bygge en kraftig bro imellem to øer, hvor der er rigtig god gennemstrømning,( Når det topper kan vand hastigheden komme op på 3,5 m/sek) SÅ KUNNE FORSKERE OG FABRIKANTER FRA ALLE LANDE, komme og hækte deres modeller af møller og turbiner på bro stolperne. Det ville være en vin vin situation. Vi får vej forbindelse til en ø mere, og de firmaer der forsker i sådanne møller fik en super test plads. i sidste ende fik vi moske en brugbar løsning, som kunne forsyne FÆRØERNE med EL hver dag. også de dage hvor der ikke er vind, bølger eller regn. Vi har som sagt brug for en ny primer energi kilde på færøerne, og ikke flere suplerende energi kilder. ellers kommer vi ikke af med olie kraft værkerne. De fleste af dem er også kun kraftværker og ikke engang kraft/varme værker. Det er heller ikke sikkert at det er den beste løsning, at montere generatorene i møllen. Hvad nu hvis vi kun har vinkel gear på,aksel op over overfladen til generatoren på broen? Eller det bliver en form for vand pumper, og vi så får en kraftig slange med god tryk på fra møllen? det ville være en noget nemmere løsning!

Som jeg skrev i midt første indlæg, så har vi kæmpe muligheder, men mangler åbenbart de rigtige ingeniører og forskning resurser. Vi er nogle, som har arbejdet med en model, som kun er på primetive skitser endnu. Mulighvis det bliver til noget en dag hvis vi bliver ved, eller kommer i kontakt med de rigtige folk inden for energi forskning, i for eks. EU

  • 0
  • 0

At udnytte strømmene i de færøske sunde er en god ide, men disse har ligesom vind og bølger en periodisk karakter og vil kun kunne give energi fra sig når strømmene er til stede.

Hvis man vil have en en kilde til vedvarende energiforsyning på Færøerne, kunne man have nogle pumpeværker, der pumpede vand op i højt liggende basiner ved hjælp af vind,bølge og strømningskraft og så anvende dem som energileverandører, når de andre ikke var leveringsdygtige.

Både på Vagar, Strømø og Østerø ved jeg, at der områder, der er over 500 meter over havets overflade, som ville egne sig aldeles udmærket til den slags aktiviteter......problemet er så bare, om man så kan blive enige, når græs arealerne oppe på fjeldet blev indskrænket....græsarealer er jo "hellig jord" deroppe :o)

  • 0
  • 0

Vind, vand og bølge energi kan ikke sammenlignes med tidevandet. De må aldtid supleres af et olie værk, som har mulighed for at klare 100 % af lasten. Tidevand møllerne er meget forudsigelige, og de har IKKE BEHOV for at have noget olie kraftværk, som backup. Når strømnings hastigheden topper i det ene sund, er der stille i et andet, og omvendt. Hvis man så vælger 3 sund med en passelig tids forskel, så passer det hele sammen.

  • 0
  • 0

Jóhan, jeg lod mig engang fortælle, at SEV havde regnet på et anlæg i Vestmanna sundet men var kommet frem til, at det ikke var rentabelt!? Det var selvfølgeligt mange år før olien løb over 100 $ pr tønde men enhver der har set gamle "Sam" kæmpe sig på tværs af strømmen må have undret sig over hvorfor det ikke skulle kunne betale sig.

  • 0
  • 0

Bjarke skriver om bølgenergi bl.a.: "dette anlæg Islay Wave Power fungerer da i aller højeste grad". Jeg ved ikke, hvad du mener med "i allerhøjeste grad", men jeg er stensikker på, at det er en meget dyr (MEGET DYR) måde at lave strøm på (det er ikke nævnt i artiklen). - Bliver strømprisen 2, 5, 10 eller 20 kr/kWh ?? - Før moms og afgifter! Næsten alt kan lade sig gøre, når prisen ikke tages i betragtning!

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten