Nye teknologier i havenergisektoren

Mens havenergisektoren stadig er på et tidligt udviklingsstadium, en ny rapport analyserer ti fremtidige nye teknologier til at generere energi fra havets tidevand og bølger.

En integreret systemtilgang er nødvendig for deres succesfulde kommercialisering.

Det kræver stadig et niveau af næsten science fiction-fantasi at forestille sig, at vi kan bruge havenes permanente bevægelse til at drive vores byer og huse.

Endnu, sådanne ideer er på designerborde, gennemgår demonstrationer af levedygtighed, mod mulig kommerciel succes.

At flytte til økonomisk levedygtige havenergiteknologier er et stort skridt i retning af dekarbonisering og væksten af ​​den blå økonomi i mange kystområder.

Med kun 17 MW sammenlignet med 15,8 GW havvind med driftskapacitet installeret i europæiske farvande, mest som demonstrationsprojekter eller første-af-en-lignende prækommercielle projekter, enhver teknologisk løsning, der foreslås for at bygge bro mellem F&U-stadiet og kommercialiseringen af ​​havenergiudstyr, kan indtil videre ses som en fremtidig ny teknologi.

Som en del af Europa-Kommissionens interne Low Carbon Energy Observatory-projekt (LCEO), Det Fælles Forskningscenter (JRC) er ved at udvikle en opgørelse over fremtidige nye teknologier, der er relevante for energiforsyning.

30 eksperter i havenergi analyserede behovene for sektoren, og typen af ​​innovationer til at bygge bro over kløften med markedet.

Den nye rapport, Fremtidige nye teknologier til havenergisektoren:innovation og game-changers tilbyder politiske beslutningstagere og alle andre havenergiinteressenter en række innovationer, der kan bringe havenergi til markedet, men det kræver stadig yderligere forskning og udvikling, støttet af private, national eller europæisk finansiering, og det ville hjælpe med at fastholde europæisk lederskab i denne nye sektor.

Eksperterne beskriver fremskridt for hver af teknologifamilien, fordele, teknologiske begrænsninger, samt deres teknologiberedskabsniveau.

Ny industri fyldt med ideer

I Europa er der udviklet en lang række koncepter til omdannelse af havenergi, med mere end 200 forskellige enheder foreslået.

Eksperterne taler om ti havenergiteknologifamilier, som grupperer bølge- eller tidevandsomformere, delsystemer og komponenter, der er karakteriseret ved et fælles drifts- eller designprincip.

Tidevandsenergi

Med hensyn til udviklingshastighed, den første generation af tidevandsenergiomformere står i spidsen for koncernen.

De har nået den prækommercielle fase med den samlede installerede kapacitet på omkring 12 MW i Europa, og udviklingshastigheden er medium, med enheder, der har nået modenhed efter 10+ års forskning og udvikling.

Flydende tidevandsanordninger kræver ikke tunge og dyre fundamentsystemer.

Hastigheden i teknologiudviklingen er medium/hurtig (dvs. mellem mindre end 5 til 15 år), med nogle flydende tidevandsplatforme, der allerede er på et fremskredent udviklingsstadium.

Tredje generation af tidevandsenergiomformere udvinder energi fra en tidevandsstrøm eller vandstrøm ved hjælp af sejlene, drager, eller simulering af fiskens svømmende bevægelse.

Udviklingshastigheden er middel/hurtig, og er påvirket af udviklingen af ​​materialer og hjælpeteknologi.

Bølgeenergi

Hvad angår bølgeenergi, forskningen går 40 år tilbage.

Tilgængeligheden af ​​testfaciliteter og nye beregningsværktøjer gør forskning mere tilgængelig og åbner op for nye muligheder, der fører til en ny tilgang til den første generation af bølgeenergikoncepter.

Fremme af kunstig intelligens og læringsalgoritmer giver mulighed for at udvikle designs, der er mere effektive.

Udviklingshastigheden er i mellemlangt område.

Nye bølgeenergikoncepter udnytter vandpartiklernes materialefleksibilitet og kredsløbshastigheder til at omdanne bølgekraft til elektricitet.

De er kendetegnet ved en generel enkel design sammenlignet med første generations bølgeenergienheder.

Alligevel er de på tidlige udviklingsstadier, uden nogen enhed installeret i det rigtige hav og den maksimale effekt for enheden, der endnu ikke er identificeret.

Innovativ tidevands- og bølgeenergikraft starter

Denne store gruppe af forskellige tilgange til, hvordan man kan udvinde strøm fra havet og omdanne den til elektricitet, giver mange muligheder for innovation og frigørelse af potentialet for havenergi i Europa.

Direkte kørsel, hydrauliske og inertisystemer er mere avancerede.

Mekaniske systemer kan være i et relativt hurtigt tempo, mens dielektriske elastomerer tilbyder hurtig udvikling, men kræver mere F&U.

Yderligere information om disse koncepter er tilgængelig gennem Marinet 2 P Horizon 2020-projektet, Wave Energy Scotland-programmet og European Marine Energy Centers liste over bølge- og tidevandsenergiteknologi.

Konklusioner og anbefalinger til det videre arbejde

En integreret systemtilgang er nødvendig for at udvikle vellykkede havenergisystemer; derfor anbefales samarbejde med industrien og engagement med originaludstyrsproducenter fra det tidlige udviklingsstadium.

Systemkapaciteter og -krav bør defineres ordentligt og gøres gennemsigtige for at øge effektiviteten af ​​fremtidig udvikling af nye teknologier og anvendelighed på havenergiteknologier.

Overførligheden af ​​løsninger fra andre sektorer, såvel som udviklingen af ​​nye teknologier og materialer kan have en betydelig indvirkning på hastigheden af ​​udviklingen af ​​fremtidige nye teknologier til havenergi.

Virkningen af ​​de fremtidige nye teknologier bør sættes i sammenhæng med prioriteterne for havenergisektoren som identificeret gennem Ocean Energy Roadmap og SET-Plan Implementation Plan.

En yderligere analyse er nødvendig for at prioritere, hvilke muligheder der kan have den største indvirkning på sektoren med hensyn til at nå kortsigtede mål (2025-mål) og langsigtede ambitioner (100 GW installeret kapacitet i 2050).

Denne rapport samler resultaterne af en international workshop om nye energiteknologier afholdt i marts 2019.