Den vanskelige vindkraften

Verden trenger mer fornybar energi. Ved NTNU forskes det på måter å hente vindenergi til havs, ved hjelp av vindmøller.

— Ute i havet er det mer ledig plass. Det er ikke så mange som bor der, og det er store områder med mye energi som man kan hente ut av vinden, forteller professor Gudmund Reidar Eiksund ved Institutt for bygg, anlegg og transport ved NTNU.

Det er også mer vind utenfor kysten, i tillegg til at vinden er mindre turbulent.

— På land er det gjerne fjell og andre ujevnheter i landskapet som gjør at vinden skifter retning, og den blir mer krevende å utvinne, sier Eiksund.

Sløser materiale

Vindmøllene, eller vindturbinene, må festes et sted. Enten er de flytende, eller så festes de til bunnen. Det er sistnevnte type Eiksund og teamet jobber med.

— Vi holder på med den biten av dette her som handler om å feste vindmøllene i sjøbunnen, sier han.

De fleste turbinene i havet i dag står på store stålrør banket ned i sjøbunnen. Disse er gjerne fem meter i diameter, og står så langt som 25-30 meter ned i grunnen. Til det trengs det mye stål.

— I en del av strukturene som er bygd har man vært usikker på regnemodellene, og tatt i mer enn det som trengs. Det er mulig at rørene som er banket ned i sjøbunnen er ti meter lengre enn de trenger å være, sier Eiksund.

Med deres forskning kan man forhåpentligvis spare mye stål, og bygge rimeligere strukturer. Der er det mye å hente, da rundt 30 prosent av kostnadene for en vindpark ligger i fundamenter og installasjon.

— Nå forsker vi på måter å forbedre metodene og modellene vi har for å regne på samvirket mellom strukturen som står på sjøbunnen og jorda, sier han.

Kompleks prosess

Vinden og bølgene virker på vindmøllene som når man slår i en stemmegaffel: vindmøllene begynner å vibrere.

— For vindmøllene vil det finnes en spesiell egenfrekvens for vibrasjonen, som en tone på en stemmegaffel. Hvis påvirkningen fra vind og bølger gjør at vibrasjonen i møllen treffer denne frekvensen, vil materialet utmattes. Da vil levetiden reduseres sterkt, forklarer Eiksund.

Dette fenomenet har tidligere ødelagt broer, bygninger, og til og med fly. For å unngå det, må møllene konstrueres slik at de ikke treffer denne egenfrekvensen. Vibrerer møllene med en annen frekvens, blir slitasjen mye mindre.

— Man må altså finne egenfrekvensen før vindmøllene bygges, sier han.

Prosessen for å finne denne er kompleks. For å finne svaret må en ha kunnskap om stivheten til jorda, og der er det viktig å treffe.

— Vi jobber med å lage bedre regnemodeller for å se på hva bidraget fra stivheten til jorda er, og om den kan endre seg over tid, sier Eiksund.

Hjelper på å nå klimamålet

Deres forskning er viktig. For å bygge vindparker trengs det store investeringer, og å sette opp disse medfører store CO2 -utslipp.

— Hvis de bygges slik at de må rives etter noen få år vil det være sløsing med ressurser, og vindparken vil egentlig bare ha et negativt miljøbidrag, sier han.

Er regnemodellene bedre, kan utbyggere være sikrere på valg som tas i byggingen av en vindpark, og risikoen de tar minker.

— Dette kan gjøre at vindturbinprosjekter som tidligere har vært ansett som for kostbare, kan bygges ut likevel, sier Eiksund.

Forskningen er også med på å hjelpe å nå klimamålet EU har satt seg for reduksjon i CO2-utslipp. — Målet er hele tiden å komme bort fra bruk av olje og gass til fornybar energi, sier Eiksund.

Økonomiske skjær i sjøen

Å bygge en vindpark ute i havet går ikke knirkefritt. Det koster omtrent dobbelt så mye som å bygge en park på land, og er helt avhengig av subsidier og andre rammebetingelser.

— Dette er subsidiert energi. Man trenger støtteordninger for at de som bygger ut denne fornybare energien skal tjene på det, sier Eiksund.

Det er vanskelig å si om de store investeringskostnadene i en vindpark til havs vil tjenes inn og om vindkraften kan bli lønnsom. Man har tradisjonelt tjent mer på olje og gass.

— Det kommer an på måten man ser på det. Å pumpe opp olje er som å ta penger ut av banken, de kommer ikke tilbake. I alle fall ikke på kort geologisk sikt. Vindenergi som kommer fra sola påvirkes derimot ikke av om vi høster av den, sier han.

— Vindkraft er håpløst

Professor Anders Skonhoft ved Institutt for samfunnsøkonomi ved NTNU er skeptisk til utbyggingen av vindkraft til sjøs.

— Havvindkraft er veldig kostbart, og det er en rekke konflikter med det. Jeg vil ikke si at man ikke skal forske på det, men jeg er skeptisk til utbyggingen av det, sier Skonhoft.

Han mener at å bygge ut vindkraft ikke tjener miljøet, heller tvert i mot.

— Å bygge ut vindkraft i Norge har ingen miljøgevinst, fordi den er underlagt EUs kvotesystem. Når det bygges ut mer vindkraft i Norge, betyr det bare at man kan slippe ut mer energi fra kullkraftverk andre steder, sier han.

Ifølge ham er Norge i den situasjonen at vi, ved hjelp av vannkraftverk og uvanlig mye regn de siste årene, svømmer over av fornybar energi.

Å eksportere ekstra energi fra nye vindkraftverk er håpløst.

— Skal du ha energi fra eventuelle nye vindparker ned til Europa må man bygge enorme, ødeleggende kraftganger. Det er veldig dyrt, samtidig som det ikke har noen klimaeffekt. Det er sløsing av ressurser, sier han.

Skonhoft er klar i sin sak.

— Vindkraft er håpløst, og håpløst samfunnsøkonomisk sett.

Farlig for dyrelivet

Ikke bare økonomien er vanskelig med vindmøller til havs, et annet problem er lydstøy under installasjonen av dem.

— Det lages så mye støy mens de installeres at det er skadelig for dyrelivet. Det er særlig sjøpattedyrene man er bekymret for, som sel og delfiner, sier Eiksund.

Dette kan ifølge ham være grunn til å stoppe utbygging av havvindkraft.

— Dette er et tema som blir tatt opp, og en av stipendiatene mine jobber nå blant annet med å se på mindre støyende metoder for å installere fundamentene, sier han.