Image
Den flytende vindmøllen Hywind (bildet) eies nå av Unitech.

Den flytende vindmøllen Hywind (bildet) kan bruke samme slags energilagring som et kommende teleskop i Atacama-ørkenen. Foto: Lars Christopher, Wikimedia Commons/CC BY 2.0.

Smart energilagring bidrar til å berge klimaet

Klimaet trenger teknologi som kan lagre elektrisk kraft der den produseres, for eksempel ved vindmøller i havet og teleskoper i Atacama-ørkenen.

Torbjørn Egeland-Eriksen jobber med en nærings-PhD hos ITS og Unitech. Foto: Privat

I januar 2019 kjøpte den norske industribedriften Unitech Offshore AS verdens første flytende havvindmølle i megawatt-klassen, Hywind Demo, fra Equinor. Unitechs primære formål med kjøpet var å bruke vindmøllen til å utvikle og teste en ny type høyspentkabel som skal frakte elektrisitet mellom turbiner, omformerstasjoner, ladestasjoner etc. internt i vindparker. Hywind ble utviklet av daværende StatoilHydro og plassert i havet vest for Karmøy i 2009.

Men Unitech, en bedrift med ca. 50 ansatte, nøyer seg ikke med å teste nye høyspentkabler: De vil også utvikle og teste teknologi som gjør det mulig – og lønnsomt – å lagre elektrisitet der den blir produsert. Den utviklingen skjer i samarbeid med Institutt for teknologisystemer (ITS) på Universitetet i Oslo.

Ladestasjoner for elektriske skip

Vindkraftanlegg langt til havs har nemlig et generelt problem: Det er både komplisert og kostbart å frakte elektrisk energi inn til land via en undersjøisk kabel. Alternativet er å lagre og selge elektrisiteten rett fra turbinen.

– Hvis vi ser litt inn i fremtiden, er det mange muligheter som åpner seg med en slik teknologi. Når deler av skipstrafikken blir mer og mer elektrisk, kan det for eksempel bygges ladestasjoner i havet med energi fra vindmøller. Da kan skipene langs kysten seile innom disse ladestasjonene når de trenger påfyll av elektrisk kraft istedenfor å gå helt inn til land, forteller doktorgradsstudent Torbjørn Egeland-Eriksen.

Universelt system for energilagring

Torbjørn Egeland-Eriksen er ansatt i Unitech og bruker ca. 75 prosent av arbeidstiden til å jobbe med et såkalt doktorgradsprosjekt i bedrift – også kalt nærings-PhD – ved ITS. Unitech har i mange år levert kabler og annet elektrisk utstyr til olje- og gassbransjen, men nå har de en ambisjon om at den fornybare delen av bedriften snart skal være større enn olje- og gassdelen.

– Doktorgraden min handler om å simulere, modellere og designe hybride energilagringssystemer, og målet er å utvikle et system som passer til mange forskjellige bruksområder og er mest mulig optimalt når det gjelder kostnader og energieffektivitet. Systemet skal kunne brukes uavhengig av om det er solceller eller vindkraft som produserer elektrisiteten. Det skal også kunne brukes til både store og små anlegg, og uavhengig av om kraftproduksjonen er frittstående (off-grid) eller tilknyttet et strømnett (on-grid), forteller Egeland-Eriksen.

Teknologi mot klimaendringene

Det finnes flere varianter av det som kalles hybrid energilagring, men Egeland-Eriksen fokuserer på lagring i en kombinasjon av batterier og som hydrogen i metallhydrider.

Hybrid energilagring er et viktig tiltak for å dempe klimaendringene, sier ITS-forsker Sabrina Sartori. Foto: UiO

– Hybrid energilagring er et viktig forskningsområde hos oss. Vi anser nemlig at hybride energilagringssystemer i tilknytning til fornybar kraftproduksjon er det kanskje viktigste tiltaket for å dempe klimaendringene i de kommende årene, sier forsker Sabrina Sartori. Hun er førsteamanuensis ved ITS og veileder for Egeland-Eriksen i doktorgradsprosjektet.

– Vi fokuserer på å utvikle det optimale energilagringssystemet for fornybar energi som kommer fra vindmøller eller solcellepaneler, og da er det behov for å lagre energi både kortsiktig og langsiktig. Vi utvikler systemer som bruker batterier til å lagre forholdsvis små energimengder i kort tid, fra minutter til dager, og så konverterer vi elektrisk energi til hydrogen for å lagre de store energimengdene i opptil flere måneder, utdyper hun.

– Det er jo ikke alltid slik at strømforbruket er høyest når solen skinner som sterkest eller vinden blåser med størst kraft. Dermed oppstår det et behov for å lagre overskuddsstrømmen til senere bruk, og det er grunnen til at vi trenger slike energilagringssystemer, tilføyer Egeland-Eriksen.

Fra olje og gass til fornybar

Hywind-turbinen som Unitech har kjøpt, kan produsere opptil 2,3 megawatt, men bedriften er også med i et nytt prosjekt hvor EU har gitt 290 millioner kroner til testing av flytende havvind i det samme området. Her skal det bygges og testes en flytende vindturbin som kan levere opptil 10 megawatt. Unitech Offshore skal levere de undersjøiske kablene, mens fundamentet er utviklet av det norske firmaet Olav Olsen. De andre deltakerne fra Norge er Kværner, DNV GL og MetCentre, ifølge Nettavisen.

– Unitech investerer flere hundre millioner i infrastruktur og innovasjon for å kunne bli en sentral leverandør i fornybar energi-markedet, forteller selskapets administrerende direktør, Gunnar Birkeland. Med støtte fra Selskapet for industrivekst (SIVA) har Unitech etablert et såkalt katapult-senterSustainable Energy AS – i samarbeid med andre partnere.

– I katapulten satses det mye på fremtidens drivstoff, og der blir Torbjørns kompetanse sentral.  Med SIVA Eiendom bygger vi også et kombinert teknologisenter og yrkesskole på Bømlo, hvor vi skal ha et komplett hybrid energisystem etter modell fra Torbjørns arbeid, tilføyer Birkeland.

– Vi har i 35 år levert komplette distribusjonssystemer til Subsea Olje og Gass. I fornybar-markedet utvider vi nå grensesnittet vårt til mer omfattende systemer enn vi har gjort tidligere. Da blir doktorgradsprosjekter avgjørende for å utvikle ledende produkter, understreker Unitech-direktøren.

Passer både til havs og i ørkenen

Bildet viser det eksisterende Atacama Large Millimeter Array i Chile. Her skal det snart bygges et nytt teleskop med smart energilagring som blir utviklet ved Universitetet i Oslo. Foto: Silvio Rossi, Wikimedia Commons

Unitech-prosjektet er bare ett blant flere eksempler på at interessen for hybrid energilagring ser ut til å øke, og de potensielle bruksområdene er svært varierte. Teknologien kan nemlig være like verdifull i øde områder på landjorden, som for eksempel i Atacama-ørkenen i Chile, som langt til havs.

Det kommende AtLast-teleskopet (Atacama Large Aperture Submillimeter Telescope) kommer derfor til å bli bygd med fornybar energi fra solceller og hybrid energilagring fra Universitetet i Oslo. Dette skal bli verdens første miljøvennlige astronomiske teleskop, forteller førsteamanuens Claudia Cicone ved UiOs Institutt for astrofysikk i denne Titan-artikkelen (på engelsk).

– Å drive et observatorium som AtLast med fornybar energi, er et veldig ambisiøst mål som forutsetter både modellering og grunnleggende forskning og utvikling av løsninger for energilagring, ifølge Cicone.

Prosjektet i Atacama-ørkenen er nylig blitt støttet med 3,5 millioner euro fra EUs Horisont 2020-program. Claudia Cicone er hovedkoordinator, mens Sabrina Sartori skal lede arbeidet med å utvikle energilagringen som skal gjøre teleskopet 100 prosent fornybart. Ca. en tredel av den totale EU-bevilgningen kommer til å bli brukt ved de to UiO-instituttene som Cicone og Sartori tilhører.

Virus-forsinkelser

Torbjørn Egeland-Eriksen skulle egentlig reist til Australia og Griffith University i Brisbane sommeren 2020. Det australske universitetet har nemlig bygd et nytt forskningssenter som er helt «offgrid» og er selvforsynt med solceller på taket og energilagring i batterier og metallhydrider.

– Griffith University samarbeider med Sabrina Sartori og skal blant annet levere data jeg kan bruke i min modellering. Studieoppholdet i Australia ble dessverre utsatt på grunn av koronaviruset, men jeg håper å få anledning til å reise dit i løpet av høsten eller vinteren, forteller Egeland-Eriksen.

Kontaktpersoner:

Sabrina Sartori, førsteamanuensis ved Institutt for teknologisystemer

Torbjørn Egeland-Eriksen, doktorgradsstudent ved Institutt for teknologisystemer og Unitech

Les mer på Titan.uio.no:

Astronomy sets new records with revolutionary telescope

– Slik kan Norge gjøre mer for det globale klimaet

Magiske materialer lager elektrisk kraft fra spillvarme

Nye batterier er en «game changer»

Mer informasjon:

Nettavisen: Banebrytende teknologi skal bygges i Rogaland: Kan bli et av de største EU-finansierte prosjektene i Norge (30.03.20)

Teknisk Ukeblad: Equinor selger verdens første flytende vindmølle til Unitech (08.01.19)

Norges forskningsråd: Doktorgrad i bedrift (11.03.19)