Hybride kraftverk – fremtidens energiløsning?

I tillegg til å utvikle teknologi for slike hybridkraftverk, er det en viktig oppgave å undersøke hvordan slike kraftverk gjør minst mulig skade for økosystemer, den lokale befolkningen og samfunnet generelt.

I HYDROSUN-prosjektet samarbeider partnere fra industri og forskning om å utvikle kompetanse og kunnskap for å bygge ut og drifte hybride kraftverk som kombinerer vannkraftproduksjon med flytende solkraftverk. Dialog med lokalbefolkningen er en viktig del av prosjektet.

Et av verdens første

Kort forklart, innebærer hybride kraftverk kombinasjon av to eller flere former for fornybar energiproduksjon, lagring av energi, og digitale kontrollsystemer for stabil og forutsigbar leveranse til strømnettet.

Et sentralt case i HYDROSUN-prosjektet er Magat-dammen på Filippinene. Prosjektet omfatter et større vannkraftverk etablert på 80-tallet, et lite flytende solkraftverk, og en batteripark.  Flere av industripartnerne i prosjektet har en rolle i Magat, både på eier- og teknologileverandørsiden.

− Siden alle komponentene i et hybridkraftverk er i drift i Magat er dette en svært spennende case for oss både i kompetanseprosjektet og bedriftsprosjektet, sier sjefsforsker Erik Stensrud Marstein ved IFE.  Dette kraftverket produserer både sol-, vann- og batterikraft.

− Vi har høye forventinger til potensialet av å kombinere flytende solcellepaneler med vannreservoarer for økt forsyningssikkerhet og rimelig kraftproduksjon, samtidig som vi ivaretar hensynet til miljø og samfunn. Men vi må vurdere hvilke konsekvenser denne måten å produsere energi har på lokale økosystemet og samfunnet. Før vi får testet og verifisert det, kan vi ikke være sikre på at vi lykkes, sier NIVA-forsker Francois Clayer.

Utfordringer og muligheter

Energiproduksjonen er avhengig av tilgang på arealer, og kravene til bærekraft blir stadig viktigere. En av de viktigste utfordringene med fornybar energi er knyttet til lagring av væravhengig kraft. Uten lagringsmuligheter får vi en ubalanse mellom tilbud og etterspørsel.

NIVAs rolle

NIVAs oppgave i HYDROSUN-prosjektet er å beregne og vurdere hvordan flytende solkraftverk på vannkraftmagasiner og innsjøer påvirker økosystem og lokalsamfunn. Vi vil bidra med et forslag til veikart for å vurdere konsekvenser av flytende solkraft. Verdensbanken publiserte en håndbok for flytende sol i 2019 − «Floating solar handbook for practitioners». Men siden dette er ny teknologi, har relativt få stater rukket å utvikle rammeverk for lisensvurdering.

− For å studere de positive og negative effektene av hybridkraftverket, bruker vi en kombinasjon av observasjoner og modellering, forteller Clayer.

Det er store forventinger til positive effekter av flytende sol for både redusert fordampning og redusert eutrofiering. Men foreløpig er få studier og analyser basert på primærdata. 

Når det gjelder effekten disse hybride kraftverkene kan ha på lokalsamfunn, er det viktig å ta i betraktning både direkte effekter, slik som plasskonkurranse, og de indirekte effektene slike kraftverk har på reservoar eller innsjø. Vi vet at når et flytende solkraftverk dekker vannoverflaten, kan det føre til redusert fordampning og dermed mer tilgjengelig vann. På den annen side kan tildekningen også redusere oksygeninnholdet i vannmassene.

En annen viktig oppgave for NIVA i prosjektet er å identifisere tiltak som kan fremme merverdi av hybride solkraftverk, og tiltak som kan redusere eventuelle negative konsekvenser. Målet er å redusere negative påvirkninger og øke fordelene ved kraftproduksjon for miljøet og lokalbefolkningen, sier seniorforsker i NIVA, Ingrid Nesheim.

Interessekonflikter

Innsjøer og vannkraft magasiner er over hele verden er viktige områder for rekreasjon, fiske og båttransport, og kulturarv. I sub-tropiske og tropiske strøk er slike områder særlig viktig for levebrød og matsikkerhet, og brukerinteressene er mange inkludert også fra industri og småskala bedrifter.  

Et nødvendig utgangspunkt for slike utviklingsprosjekter er å foreta en bred kartlegging av interessenter for å forstå brukerinteresser og hvordan de varierer året igjennom, for eksempel i forbindelse med jordbruksproduksjon.

− Det er viktig å snakke med sivilbefolkningen i landsbyer rundt reservoaret, med sektor- og miljø- myndigheter og med industriaktører. På den måten finner vi ut det vi trenger å vite for å gjennomføre beslutninger som gavner både lokalbefolkningen og samfunnet, sier Nesheim.

Mulig å oppskalere

Det vi lærer av HYDROSUN-prosjektet vil neppe være aktuelt for norske forhold. Til det er natur, klima- og temperaturforhold for forskjellige. Men for store vannreservoarer i Sør-Amerika, Afrika og Asia, vil resultatene kunne bane vei for lignende prosjekter. Før det kan skje, må det tverrfaglige forskerteamet sjekke at de sentrale systemkomponenter er til å stole på. De må også utvikle av nye metoder og kontrollstrategier for effektiv design, planlegging, drift og vedlikehold av hybridkraftverk. I tillegg må de undersøke hvor godt hybridkraftverkene fungerer i et usikkert marked og et klima i stadig endring.

− Vi har designet prosjektet så generisk som mulig. Potensialet for flytende solpaneler er størst i de tropiske områdene, med regnsesonger og mye sol. Målet er å skalere opp fornybar energi så raskt, kostnadseffektivt og bærekraftig som mulig, avslutter Clayer.