Episode 306 – Moberg & Valmot: Hvordan klemme mer ut av vårt fornybare kraftsystem

Velkommen til Teknisk Sett, en podcast fra TU. Mitt navn er Jan Moberg. Jeg sitter her på NTNU noen gang med Odd-Rikard Almoth. Hei Jan. Hei Odd-Rikard. Du, i vår lange serie fra NTNU, Denne gangen, denne høsten, så skal vi nå snakke om noe som virkelig er ur-norsk teknologi. Ja, det er sånn at jeg tror jeg skal unne meg en liten forrige krokken, nesten. Ja. Dette er så flott. Det er jo internasjonalt anerkjent. Vi ligger jo på topp i verden på dette området. Og det blir stadig påmynt hvor fantastisk dette er, det vi har hatt i mål. Norske elkraftforsyninger. Vannkraften. Vannkraftbasert. Litt vind. Og da er det jo knapt noe bedre for oss enn å få tak i en professor ved NTNU her, som nettopp tema vannturbiner, Ole Gunnar Dahlhaug. Velkommen. Hei. Ja, du hører at dette er vi opptatt av. Ingen tvil om det. Det er jeg også. Vann og vind. Ja, og vi skal komme inn på vind også for de som er interessert i det, men Vi må jo spørre deg, Ole Gunnar, hva er det som gjør denne vannkraften vår så unik og som gjør at den fortsatt er så attraktiv? Hva var det vi fikk til den gangen? Ja, vi fikk det å ta ut energi fra vannet som kommer ned fra fjellet. Og vi fikk det å utvikle teknologi som utnyttet dette på en skikkelig god måte. Så tidlig som på 30-tallet hadde vi virkningsgrader opp over 90% på det maskineringet som vi utviklet i Norge og solgte internasjonalt. 90%? Våre lyttere er superopptatt av dette med virkningsgrad. Vi skal komme litt tilbake til det, men over 90%? Ja, faktisk. Det går turbina i dag som er over 100 år gammel, som har gått over 85 prosent vikningsgrad. Det er en ganske god tur. Fremdeles, det finnes. Da snakker du om ROI, return on investment. ROI, ROI, ROI. Det må være på verdenstoppen. Ja, jeg tror det. Men hadde du byttet ut den, så hadde du slengt på 10 prosent til. Med dagens teknologi? Ja, det kan gjøre. Den beste turbinen som produseres med dagens teknologi er opp i 96%. Det er jo nesten sånn at det går an å partere fra vann i bevegelse til mekanisk energi med så høy viktighet. Ja, for nå snakker vi om turbinen, og så skal det inn i en generator. Ja, men først før det så gikk det gjennom en tunnel som hadde litt friksjonstap, og så går det inn i en turbin som har 96 prosent rikningsgrad, og så går det til en generator som har 99 i beste fall, og gjennom en traføl som har 99,5 prosent, og så ut på nettet da. Ja, men det er da jeg ikke skjønner, Ole Gunnar, det er snakk om her opp. oppgradere vår eksisterende vannkraft der. Hvor skal det gjøres da? Her er det jo på kvitningsgrader hele veien. Ja, nå snakker vi om state of the art, altså det beste som finnes i dag, ikke det som faktisk ble bygd på 50, 60, 70, 80-tallet. Så hvis vi tar tak i alle tilbiden våre, eller alt av maskineri, så har vi fremdeles cirka 4 prosent. Og litt mer enn det, tror jeg. Og det høres ikke så mye ut, kanskje, men det blir jo det, da. Det gjør jo det. Det er noen terawattimer, det, altså. 4 prosent av 130 terawattimer, ja, det er ganske mye, det. Det er mye kraft. Ja. Så der finnes det en mulighet, ingen tvil om det. Men hvordan oppgraderer man dette? Altså åpenbart, så du var inne på det, du kan gjøre noe med tunnelene, du kan gjøre noe med maskineriet. Hva er det? Vi kan begynne på toppen. Hvis du da bare skal oppgradere og forbedre virkningsgrad, kan tunnelen glattes eller lages større tversnitt. Du ønsker å få ned friksjonstapene. Ja, for disse tunnelene ble sprengt ut, så det er ganske tagget inn i. Nettopp. Det ønsker du å ta bort en del av. Det er nok det største tapet vårt i kraftverkene i dag. Men det koster ganske mye å gjøre det. Du må stoppe turbineene i en lang periode og og glatte eller øke tversnittet. Hvis du går videre nedover, så kommer du til kraftverket. Da er jo neste steg på veien turbin. Og hvis du da for eksempel har en turbin fra, la oss si, 60-70-tallet, ja, så har vi i hvert fall en 3-4-5% å ta tak i, avhengig av hvor slitasjen har vært og hvordan den har blitt kjørt. Og så går du til generatoren. Hvis du da Sier at du har en godt utslitt generator, 97% - 98% og så kan du øke det inn til 99%. Det er litt å gå på. Du får en håndfull prosenter her. Ja, du henter litt her og litt der. Men hvert og enkelt element må du regne på, om det er lønnsomt. Men der finnes mulighetene i dag uten å gjøre noen større endringer på kraftverket som det er i dag. Du kunne jo også tenke deg at du puttet inn den turbinen som hadde en annen karakteristikk, eller produserte mer. Ja, for da begynner vi å snakke om en problematikk som handler om effekt. Tilgang på større effekt, og hurtig tilgang på effekt, og fleksibilitet fra vann-turbinen. Ja, for originalt ble det installert litt etter at det skulle vært en jevn produksjon, kanskje? Turbinen var laget for å gå jevnt over hele året nesten. Ja. I dag ser vi et helt annet behov for fleksibilitet på grunn av vind og sol som kommer inn. Hvis det slutter å blæs, må vannutbyggene ta over. Det kan skje flere ganger i løpet av uten. Hvis det slutter å forsvinne, må det også tråde til med vannkraft. På den måten kan vannkraften være backup, og det kan være en Det er den som muliggjør stor utvikling av mer vind og sol, egentlig, i Norge. Vi har jo verdens beste backup for, om vi ikke regner i batteri, da. Finns det ikke mer backup? Enkelt og greit? Det er ingen som har så stor backup heller? Nei. Det største batteriet som finnes i verden er faktisk norske dammer, og det er på 86 terawattimer. Det er over halvparten av norske for Norges forbruk. Ja, det er fantastisk å tenke på. Verdens største batteri, Rikard, har ikke tenkt på det. Nei, men det er jo sant. Ja, det er... Vi skal jo bygge litt mye åndelig, så det er ganske dyrt. Og du hadde et tall her, Ole Gunnar, som jeg ble imponert over, som jeg ikke hadde tenkt på det helt. Jeg hadde ikke engang hørt om at det fantes det tallet, men hvor mange kilometer med vannkrafttunneler det finnes i Norge. Altså tunneler som frakter vannet fra riserva og ned til kraftverket. Det norske fjellet er som en sveitserost. Totalt sett så finnes det 4,5 tusen kilometer med tunneler i norske vannkraftverk. Det er opp og ned Norge to ganger. Vi jobber litt i praksis. 4,5 tusen kilometer. Det er Norge... Det er helt utrolig. Det er rått. Vi er nødt til å spørre om det, fordi dette er noe Rikard er opptatt av. Det er forskjellige typer vannturbiner. Hva er det som er brukt i norske kraftverk? Det finnes tre typer generelt sett. Den som tar det høyeste fallet heter pelton. Og 30% av alle norske vannturbiner er fra Pelton-turbiner. Og den som tar litt mindre fall og litt mer vann, det heter Francis-turbiner. Og det er nesten 70% av alle norske vannkraftverk har den type turbiner. Og det er sånn typisk norsk teknologi som vi har utviklet her over mange år. Så vi har vi varetatt her da på både NTNU og i bransjen. Hva er det største fallet vi har på norske kraftverk da? Vi er nærmest 1300 meter. Oi, det er ganske... Det er ganske rett hjemme her på Vestlandet selvfølgelig. Dalblant er litt over 1100. Det er pent ut, det er 130 bar når du kommer ut. Det er ganske høyt, ja. Du skal være forsiktig da. Du skal ikke stikke fingeren borti. Her var det mye å lære, men det var spørsmål for noen år siden. Du sitter jo midt oppe i kompetansefata her på NTNU, Ole Gunnar, men det var jo litt snakk om at vi var litt bekymret for om kompetansen Forsvant? Ja. Det er en særnorsk kompetanse. En særnorsk kompetanse. Mens vi drev på med den store utbyggingen på 60-70-80-tallet, så tør jeg på å si at vi var verdens beste nasjon med teknologi og med egen kompetanse og egen industri. Det ble sluttet etter 2000, når Stoltenberg kom ut med falen sin om at nå skal det store norske utbyggingen være slutt. Da ble det på mange måter litt nedtur for oss på forskningssiden også, og mindre og mindre skjedde. Men i 2014 kom faktisk norsk vannkraftbransje på banen og sa at de ønsker å sikre at kompetansen i varetas og NTNU er i Trondheim. Da startet de sammen med oss det vi kaller for Norsk vannkraftsenter. Da gikk de inn med midler og sørget for at vi kunne drive forskning på det som var relevant for dem, og vi kunne rekruttere studenter som da fikk en relevant utdanning. Så kom vi til 2016. Forskningsrådet utlyste en ny runde på det som de kaller for forskningssenter på fornybar energi, FMIA. Ja. Da fikk vi muligheten til å søke på det, og så startet vi noe som heter Hydrosen, og fikk en finansiering på 400 millioner over åtte år. Nå mener jeg at vi er nesten tilbake til den store siden vi var. Du har klart å ta vare på det, eller bygge det opp igjen? Ja, veldig mange av de menneskene som faktisk var med og bygde ut, har ivaretatt mye, og mange av dem har heldigvis kommet i forskningsmiljø og vært i undervisningssituasjon over lengre tid. På den måten er vi klare til å ivareta det. - Nå investerer Statkraft også en god del i andre land. - Ja, Statkraft har gått ut internasjonalt. Både Statkraft og Nordfønd har gått ut i U-land, og Statkraft har gått ut i andre land også. I andre land finnes det store potensialer. Det er egentlig bare bygd ut en fjerdedel av det potensialet som finnes i verden. Teknisk og økonomisk potensialet. Så det er masse muligheter ut der. Så mye av den kompetansen brukes da i utlandet? Ja. Du kan si konsulentene våre har stor aktivitet i utlandet. Nå må vi nevne at det fortsatt bygges vannkraftverk i Norge. Det er jo ikke noe som vi ser så mye av i spaltene våre heller, Rødrik. Nei, det er vel mest små kraft. Ja, det har vært en del små kraft, men det er jo noen store som kommer også, som jeg tror går under radaren til de fleste av oss. Men hvis vi drar opp Gurdbarnstaden, så finner vi flere kraftverk som har bygd øvre vinstra, for eksempel. Nå er vi sikkert på størrelsen, men vi snakker store vankeverk da. Ja, det er riktig. Vi må jo innom vinen også. Før vi gjør det, Oddrik Kjart, bare oppstår det at det kom et forslag, for vi snakket om forbedringene vi kan gjøre. Ja. Og du hadde et bra innspill her. Ja, vi på NTNU, på Hydro-scenen, har jo gått ut og sagt at det finnes et betydelig potensiale for oppgradering. Og det betyr at da må du gjøre noe i tillegg til det som er i dag. For eksempel, Hvis du øker størrelsen på dammen din, høyden på dammen din, så får du tatt vare på mer vann, og gjennom det så får du produsert mer energi. Og det skal ikke så mye til, eller kanskje? Nei, vi snakket om en meter eller to på dammen, og du må gjøre noen utbedringer på turbyen, men da snakker vi om en potensial fra 20 til 30, altså over 20 terawattimer, som ligger i den type utbygging. Da er det en 10-15 prosent? Ja, det er det vi snakker om. Og det er veldig viktig. Vi kommer til å få kraftmangel i Norge når vi skal produsere alt basert på grønn elektrisitet. Men altså, dette er jo helt utrolig. Tiden renner, men du var inne på kodordet VINN. Fordi hvis du først kan dette temaet, så er jo prinsippet helt det samme på VINN. Musikken er veldig mye samme, men vi går jo fra vann til luft. Og vi snakker bare om energien som ligger i vindhastigheten og ikke i noe trykk. Nei, men bare for å ta det med virkningsgrad da, som er veldig mange oppdater. Vi snakker om disse fantastisk høye virkningsgradstallene på vann. Hva snakker vi om på vind? Nei, altså en god vinterbegynnelse ligger på 45-48% virkningsgrad. Men da må vi forklare hvorfor. Fordi en vindturbine tar ut vindhastighet og tar energi fra vindhastigheten. Hvis den da skal ha 100% virkningsgrad, så må jo vinen stoppe helt. Da først og fremst tar du ut all energien. Det går jo ikke an. Vinen må jo forsvinne nedstrømsturbinen også. Så en teoretisk høyeste virkningsgrad for en vindturbine er 59%. Jeg hadde faktisk trodd det var lavere, Håndrikard. Hvis jeg skulle tippe så hadde jeg vært nede på 20-tallet. Det er overraskende høyt. Men det blir jo en helt annen skala enn vann. Gjør du det? Men likevel så har vi et kjempepotensial av energi. Du tenkte hvor mye av Nordsjøen vi må bygge ut for å gjette opp det vi klarer på fastlandet. Hvis du tenker at vi skal produsere like mye som vi produserer med vannkraft i dag, så krever det et areal som er 16 ganger 16 mil ute i Nordsjøen. Det er jo ingenting. Det er beskjedent, ja. Du vil ikke bygge det på en plass, men det er beskjedent størrelse av Nordsjøen vi snakker om. Altså 160 ganger 160 kilometer. Ja. Ja, det er jo et betydelig areal selvfølgelig, men Nordsjøen er stor. Men da må vi også komme inn på at disse vindturbinerne kan jo ikke da plasseres hvordan som helst. Det er noen regler der også. Ja, altså det er jo noen som skal gi en konsertsjon til hvor den skal bygges selvfølgelig. Og det store spørsmålet er jo egentlig om det er tilgang på nett. Ja. Og hvor dypt det er der du skal bygge da. Og utenfor Norge så har vi noe som heter Norske Render, og den er dyp. Og det krever jo litt ekstra fundamentering, så en vinterbyen som bygges i det området vil nok koste betydelig mer enn en vinterbyen som du bygger på land. Altså vi snakker om 50-100% mer da, kostnad per kilo og time. En pris som er på vei ned. En pris som er betydelig på vei ned, for vi er på en måte i tidlig stadium av utvikling av den type teknologi. Jeg tror de fleste har sett og hørt om Statoil eller Ekinor sin Highwind-prosjekt, som er en flyter som kan produsere fra sånne områder. Og vi ser nå en hel rekke med nye eksempler som dukker opp av flyter som kan være med på mindre dyp. Det er store konstruksjoner i seg selv. Det er mye stål her, Rikard. - Ja, men det passer jo perfekt. Nedgangen i oljeindustrien, det er jo hylda som en stor mulighet. - For oss har vi kompetansen. Vi må bare bruke den på en annen måte. Og legge til rette for det, helt klart. - Og vinneresursene er stabile der ute, har jeg skjønt. - I mye større grad enn de er på land. Men det jeg spør deg om når jeg fløy over dette anlegget rett utenfor Berlin i Skottland her for et lite år siden, Så ser jeg jo det at disse står ganske... Ja, det er jo en avstand. Hva er reglene? Altså, hvordan skal disse vindturbinerne stå? Vi har jo den sånn tommelfingerregelen, at den skal ha hvert ti diameterer. Og hvis du tar rotordiameteren på selve turbin, som kaller det en diameter, så skal den være ti ganger mellom da. Såpass, ja. Men gjerne mer. 15 er jo det nye standarden. Så det tar jo areal? Det tar areal, men likevel så er det en liten andel. Og Grunnen til dette, sånn jeg har skjønt det, er at to turbiner kan godt stå ved siden av hverandre og mot vinden. Det er jo ikke noe, men du kan ikke bare sette en turbin rett etter. Nei, for den ene turbinen bremser jo støten på vinden, og det betyr at det blir mindre igjen til den nye strømsten i andre enda som står bakom. Og vi har eksempler på vindparker, hvor vi ser at den forskjellen på den første og siste i rekka er fra 100% til 30%. Oi, det var mye. Ja, det er mye, og det er Det er nok noe jeg angrer på, tenker jeg. Men når du får da individuelle, autonome, flytende vindturbiner ute i havet, så kan disse danse rundt og optimalisere seg? Ja, de kan jo det. Du kan manøvrere dem slik at de står optimalt hele tiden. Yes, dette her kunne vi snakket lenger om. Det er kjempespennende. Men takk til deg, Ole Gunnar Dala, professor ved NTNU, vannturbiner og litt vin nå, får vi legge til. Takk for at jeg fikk komme. Takk til Odd-Rikard Valmoth, og mitt navn er Jan Moberg. Dersom du ønsker å konsumere enda mer innhold fra oss i TUNO og DGNO, anbefaler vi at du blir abonnent. Det vil gi deg tilgang til alt vårt innhold innen energi, elektrifisering, forsvar, fly, samferdsel, byggenæring, industri, maritime næringer, karriere og mye, mye mer fra vår kjendige redaksjon. Du vil da også få tilgang til alle sakene Odd Rikard skriver om sine 687 favorittområder. Vi har også egne avtaler for bedriftsabonnement, og, som om ikke det var nok, medlemmer av NITO og Tekna for halvpris.