7/22/2022

Vannflater kan bli en enorm kilde til fornybar energi

Trygve Kristiansen, professor ved NTNUs institutt for marin teknologi, snakker om flytende solceller og deres potensiale for å gi fornybar energi. Han mener flytende solceller kan gi et enormt tilskudd av fornybar energi og at de kan dekke 5-10% av arealet til eksisterende vannkraftreservoarer i hele verden, og dermed produsere like mye solkraft som vannkraften selv. Kristiansen nevner også at flytende solceller kan brukes til å produsere drivstoff til havs, karbonneutralt.

00:00

Podcasten diskuterer flytende solceller som en lovende løsning for klima- og energikrisen med professor Trygve Kristiansen.

03:38

Flytende solenergi kan produsere like mye kraft som vannkraft ved å dekke 5-10% av eksisterende reservoarer.

08:35

Diskusjonen handler om synergien mellom havvind og solenergi, og hvordan Norge kan utnytte marinteknologi for bærekraftig energiproduksjon.

*musikk*

Transkript

*musikk*

Du hører på Teknisk Sett, en podcast fra TU. Jeg sitter ved Lerkendal gård med Odd-Rikard Palmått. Hei, Jan. Hei. Det er fint her. Ja, fantastisk. Og nå, noen av lytterne vil kanskje huske at både du og jeg er litt pessimister angående klima og energi. Ja, vi har vært det i stund. Hvordan i all verden skal vi få dette til? Ja, men det er mye morsomt som skjer til verden nå i kort tid.

Når klokke hodet begynner å jobbe, så skjer ting. Det som er spesielt bra her er at det er flere løsninger. Det er ikke bare en. Nei, det er mange veier til rom. Nå skal vi snakke om en, nemlig flytende sol.

Altså flytende solceller, egentlig. Flytende solceller, ja. Og da har vi fått med oss professor Trygve Kristiansen fra Institutt for Marinteknikk. Velkommen. Tusen takk for det. Dette må du fortelle litt om status på, for etter hva vi skjønner så er dette noe som både er tilgjengelig relativt raskt, ikke er for dyrt, og hvor man allerede har kartlagt at dette kan gi en impakt.

Ja, og til det siste på impact så er jo det ekstremt inspirerende at det her har jo et potensiale, et globalt potensiale til å bidra mot det grunne skiftet. Og sol i seg selv, solcellepanel er jo tenkt å bli en av de store delene av energimiksen mot 2050 eller i fremtiden. Og da sier jo det at flytende sol også har et globalt potensial da.

Det vi har sett av det foreløpige er jo at statkraft har et anlegg i Albania, hvor man legger flytende solceller i et reservoir, hvor man allerede har vannkraft. Er det mye som eksisterer av det allerede? Det er jo en del pilotanlegg rundt om i verden. Det finnes også på øya, øya samfunn, som ikke har kraft.

En del byer i Kina og India som både tenker stort og har installert pilotanlegg. Og så finnes det en del på reservoare rundt omkring i Japan og Kina, blant annet. Tikkevann- og vannkraftreservoare og sånne ting. Ja, begge deler. Og der har du den fordelen at solcellene får kjøling.

Da øker effekten på et husdak hvor det blir fort veldig varmt, 80-90 grader kanskje. For- og virkningsgraden. Virkningsgraden, ja. Det andre er at det hindrer avdamping fra reservoaret, som kan være veldig viktig. Jeg har hørt, eller kanskje til og med skrevet, at opp til 12 prosent av magasinkapasiteten i varmere land går tapt på grunn av avdamping.

Det er mye, altså. Det er mye kraft. Det er jo det. Ja. Og når du i tillegg kan få enda mer fra sola direkte, så... Ja, men dere, eller du, jeg vet ikke, det må du svare på, har jo gjort en beregning av dersom man... Hvor mye skal til, da? Og...

skal bruke overkalt bedekke overflaten og ha et eksisterende reservoar med flytende sol for å produsere like mye som vannkraften fra reservoarene. Ja, det stemmer. Det har blitt gjort noe estimat der. Hvis du dekker 5-10% av arealet til eksisterende vannkraftreservoar i hele verden, så produserer du like mye solkraft som vannkraften selv. Det er jo helt hårdesende mye, altså.

5-10%? Ja, og det er jo ikke noe i veien til å dekke 50-70% heller. Da blir jo solkraft den viktigste kraftformen. Riktig, da blir vannkraften et byprodukt. Ja, det er rart å tenke på altså. Det er jo ekstremt, altså det hadde jeg aldri gjettet på før.

Hva er dynamikken her, virkningsgraden i dag på solcellepanelen? Rundt 20 prosent. Litt over 20 prosent, men den kommer til å stige. Og så er det snakk om at vannet i tillegg kjøler ned.

Slik at du får høyere virkningsgrad fordi du holder temperaturen lavere. Ja, og det viser seg en ganske viktig effekt. Ja, men det blir jo liggende flatt da. Da virker det kanskje ikke så godt her nord hvor solen har vinkel. Mange av konseptene som er foreslått og under byggingen har jo skråstiltepanel. Ja, selv om de flyter så flyter de med skråvinkel. Ja.

Så det er en viktig effekt. Ja, det må jo vi ha. Og så har vi selvfølgelig problemet om internst er det mye snø på magasinene. Ja, og det jobbes det faktisk med. Så når vi snakker om vannmagasin i Norge, så tenker vi høytefjells og snø og is. Men det skal ikke skje borti fra at det går an å få det til, også i Norge. Ja, nei, det...

Vi har jo mange konsepter her, og jeg vet, Odd-Rikard, du har jo til og med skrevet om dette før, og det er jo enkelte, til og med norske konsepter, som er en duk med celler i eller på celler,

noen har pontonger, altså det er mange muligheter her. Det som er sikkert er jo at dette må jo være en norsk teknologiutvikling. Vi kan jo mye om hav og vann og bølger og alt i det hele tatt. Ja, men kan dette for eksempel ligge, altså hvor viktig er det med

Stormer og bølger. Jo, det er viktig da. Men da vil jeg ta litt overblikk. Du har sola som er primære energikilden inntil jorda og andre planeter selvfølgelig. Noe av det går over til vind på grunn av temperaturgradienter. Når det blester over havet så går noe over til bølger.

Da har vi bølgekraftverk, vi har offshore vind, og vi har flytende sol nå som er det nyeste som undersøkes. Da er fordelen med flytende sol at det gjerne vil prøve å legge det der det er minst mulig vær og vind og bølger.

For eksempel rundt stille avspilte, pluss minus 10 grader fra kvartord. Der blæser det jo nesten ikke. Og der kan det ligge relativt flatt også, så det blir kanskje enklere installasjoner. Ja. Og der går solfråene rett ned. Rett ned, ja. Og relativt, ikke det er krappskjøene, men det er relativt rolig da.

Så det er mest flytende sol som kjemper ut tross alt på lag med naturkreftene, og du tar primær energikilden som det er mest av. Og så har du flytende vind som er veldig skyttet inn, det har også et stort potensial. Men det kjemper jo imot naturkreftene, for det må jo det for å ta ut energi. Det er interessant, hvis du tenker en park med vindturbiner.

Hvor mye kraft får du ut av det versus å dekke det med flytende sol? Ja, det har jeg også sett på gjort neste i mat. Vindturbiner ligger gjerne med en kilometer fra hverandre for å få nok vind til hverandre. Det er mye kvadratkilometer per turbin. Hvis du dekker solinnstrålingen på en kvadratkilometer,

I sørlige Spania kan vi ta som utgangspunkt. Der er det 200 watt per kvadratmeter i års og dygnet gjennomsnitt. Kontinuerlig altså? Kontinuerlig. Og hvis du ganger det med 22% virkningsgrad og en kvadratkilometer, så får du 44 megawatt. Så kan vi tenke at du... Det får du ikke ut av en vindverk altså? Nei, det gjør du ikke. Du ligger på en faktor 4-5 kanskje, eller over det også. Ja.

Det sier også at det er arealmessig, når man legger beslag på areal, forhold til arealkonflikt mot fiskeri og så videre, så er det absolutt konkurransedyktig der også. Men i hvert fall kombineringen da, når du først legger beslag på et areal med vindturbiner, så kan du like godt også i tillegg installere sol?

Ja, det er jo komplementært også, når det er vind. Ja, men det blir jo som et begrepp, for det er jo en annen som heter win-win. Ja, win-win. Men da får du jo i tillegg, eller da vil jo solen bli den dominerende, akkurat som på disse vannmagasinene. Så den vindgenererte kraften blir et biprodukt, akkurat som vannkraften blir et biprodukt. Ja.

Ja, det høres utrolig ut altså. Blir du optimist nå, Rikard? Ja, jeg føler litt her i graden nå, så jeg gjør det. Det er bra, Trygve. Nå blir vi litt optimister. Det er godt å høre. Men vi må spørre deg da, for det er mange ting vi blir optimister etter å ha hørt på, men så får vi høre at 2060, 2070, så er det klart. Men hvordan ligger dette an?

Jo, det er litt bedre enn det, tror jeg. Vi har jo allerede en god del konsepter internasjonalt. De kan vi dele opp i type hengsler, type 5 eller 10x10 moduler som er hengsler, som dermed følger bølgene ganske godt. Og så har vi membrantypet, som Ocean Sun i Norge. De har solgt produktet sitt i flere år,

I verdenssammenheng så venter vi nok på den store investeringen, den første store på en stor park. Vi har konsepter, vi har demosites og en del mindre

kommersielle sajter. Men det ligger helt på trappene, sånn som jeg forstår det. Det er veldig mange som... Og det vil jo bli som å dra ut proppa, tenker jeg. For da ser man at det her funker jo helt lønnsomt. Men det interessante er at her er jo norsk industri på banen. Vi ligger jo langt unna primærmarkedet.

Hvorfor i hulet holder vi på med dette? Det er to svar på det. Det ene er at vi har behov for dette, for eksempel til å gi kraft lokal til oppdrettsanlegg, til et stort kraftbo der.

Som dere har snakket om, batterifabrikker og sånt, vi trenger mer kraft og vi har en del skjermområder og faktisk ganske gode forhold i Sør-Norge. Forhold til såpass kjølig og lite toke og så videre. Forhold til Sør-Tyskland er det jo bedre med sol i Oslo enn i Sør-Tyskland. For det er så mye toke der, for eksempel da.

Det er en av grunnene til at vi kan ha bruk for det i Norge. Men så har vi også at Norge er veldig kjent internasjonalt på marinteknologisk område. Gjennom tradisjonelt skipsbygging, olje- og gassindustrien og noe senere tid, akvakultur, teknologi og offshore vind. Så er vi jo inn på sterkt.

Så look to Norway, sies det. Og du har jo selv jobbet med alt som flyter i mange år. Så du kommer egentlig ikke fra solsiden, men fra nettopp havsiden? Ja, når jeg begynte for 20 år siden på Marienteknisk senter her i Trondheim, så

Så var det jo olje og gass som dominerte, og der er det jo veldig mye interessant teknologi. Og er jeg verre olje og gass, men jeg må innrømme at jeg blir ekstra inspirert av flyttenesvor da, når det er fornybart. Ja, det forstår jeg. Og så er det jo et annet tema her, som sol, altså solcellerproduksjon, energi, har jo blitt billig.

Og det å bruke arealet som er tilgjengelig enten på overflaten på et sted som det var, eller etter havs eller noe sånt, det er jo

Du sparer jo areal da, hvor det ellers måtte blitt, vi snakket om hustak eller industritak, men det er jo også andre jordbruksområder og annet. Arealet er vel antagelig både rimeligere og mer tilgjengelig på vann? Absolutt, ja. Så du kan tenke seg at en bygge solceller over åkeren, det fungerer kanskje ikke så godt, fordi åkeren trenger jo sol. Og så, som vi var inne på vannresa i år, da kan det ha en positiv effekt. Nå skal vi ikke glemme at i havet da, så har vi jo

Der er det jo livet avhengig av sol. Så det må jo legges til rette, eller det må undersøkes det med biologisk påvirkning da, når man dekker store havområder. Men innenfor lenge, så hvis man ikke dekker, la oss si at du dekker 30 prosent av et område,

så er det alltid litt tidevannstrøm og strømmer. Og da har jeg sett studier som viser at det har ekstremt, eller negligerbar påvirkning på type planktonproduksjon og sånt, når du har en dekningsrat på 30 prosent for eksempel. Men det blir jo uansett ikke snakk om å dekke hele. I et reservoir så er det jo allerede et naturingrepp, så det kan ha kanskje litt annet...

tenkemåte der. Vi snakket litt først om hvor mye areal vi trenger for å produsere den energien mennesket konsumerer nå. Strøm, olje, rubblebit. Og det du sa var at det var 27 terabatt. Ja, i 2050. I 2050, ja. Det krever jo litt areal.

Men det var ikke verre enn to ganger Norges samle areal, og det er jo ingenting i forhold til havoverflaten. Det er riktig. Hvis du tenker Sølje-Spanaheien med 200 watt per kvm, og dekker og alt det, så er det to ganger Norges areal. Hvis du ser på verdens havet, så vil det være 0,17 prosent.

Ja, det er jo ingenting. Det viser at det er potensiale. Det har vært stort, Rikard. Det har vært stort. Vi kan finne et annet sted å ro. Før vi avslutter, så må vi ta opp et tema til Trygve, for denne teknologien har du også påpekt kan brukes til å produsere drivstoff til havs. Karbonneutralt. Det må du forklare. Ja, det er ekstremt spennende.

Da tenker vi også at vi har en flytende fabrikk til havs som får strøm fra et solcellepark som ligger ved.

og den ekstraere da for eksempel CO2 eller den ekstraere CO2 og hydrogen ved elektrolyse og CO2 fra havet og kombinere det til karbonbasert flytende drivstoff som jo er det mest energitette per volum så metanol for eksempel som har 46% av tettet til energitettet til bensin da og det kan vi bruke ekstene dieselbiler og så videre vi trenger ikke noen ny revolusjoner, ny teknologi så bruk det

Så ekstraer det fra havet, og hvorfor gjør vi det? Jo, fordi havvannet cirka 125 ganger tetter med CO2 inn i atmosfæren. Så i prinsippet bør det være veldig fornuftig å trekke det ut fra havet.

Ok, og så frakter du det til land med båter, og så bruker de båter, fly og biler, og slipper opp CO2 i atmosfæren. Det er jo ikke bra, som vi vet. Men havet og atmosfæren er jo like vekt, så det vil da bli en sånn evig karbonneutral sitte. Det er jo fenomenalt.

Men du vil ikke putte metanolmotor i Teslaen, vil du? Nei, nei. Men vi vil fly med metanol. Ja, ikke sant? Jeg ser jo det at det er jo enkelte, altså tunge skip, eller dyphassflåten og langdistansefly er jo vanskelig å løse med dagens... Jeg tror det må en sånn løsning til.

Du er jo litt mer optimist nå, Rikard. Jeg må ikke ødelegge pessimismen min. Nei, nei. Det er mye lyspunkter på himmelen. Trygve Kristiansen, professor ved Institutt for Marien Teknik her ved NTNU. Takk for at du tok turen innom. Tusen takk. Vi bare ønsker deg lykke til med arbeidet. Vi er veldig kine på å høre oppdateringer og hva som skjer fremdeles. Jeg kommer gjerne tilbake. Takk til Rikard Valmått, og mitt navn er Jan Moberg.

Rød.

*musikk*

11.000 s