Gyroskopisk bølgeenergi – Udnyttelse af det utemmede hav

Omkring 70 % af Jordens overflade er dækket af oceaner, hvilket giver en enorm kilde til vedvarende energi. Dens potentiale er enormt – så meget, at bølgeenergi alene er anslået at overstige den nuværende globale el‑efterspørgsel, hvis den udnyttes fuldt ud.

Det er dog en i vid udstrækning uudnyttet vedvarende kilde, da effektiv opsamling af energien fra havbølger i lang tid har frustreret ingeniører.

For at løse dette problem har ny forskning fra Osaka Universitetet vendt sig mod en ny metode: en gyroskopisk bølgeenergiomformer (GWEC), der bruger en roterende svinghjul inde i en flydende struktur til at omdanne bølgens bevægelse til elektricitet.

The research analysis reveals that, in principle, this device can absorb up to half of incoming wave energy at any wave frequency, offering a way to tap into enormous, untapped ocean energy.

Globalt elmix: Vedvarende stiger, fossile brændstoffer fører stadig

Med klimaforandringer, der forårsager kaos over hele kloden, er det afgørende, at vi bevæger os væk fra fossile brændstoffer – ikke‑vedvarende energikilder, der dannes over millioner af år og forårsager betydelige miljøproblemer.

En af de mest effektive måder at reducere afhængigheden af disse fossile brændstoffer er gennem vedvarende energikilder, som omfatter sol, vind, vandkraft, geotermisk energi og biomasse.

Disse naturligt genopfyldende kilder reducerer drivhusgasemissioner, øger en nations energisikkerhed og mindsker sårbarheden over for geopolitiske forstyrrelser. På grund af disse fordele udgør vedvarende energikilder nu en voksende andel af den globale elproduktion. I 2024 leverede de en rekord på 32 % af den globale elproduktion, op 2 % fra året før, mens den samlede efterspørgsel efter elektricitet steg 4 %, drevet af datacentre.

“Landene tænker mere end nogensinde på deres sikkerhed og energisikkerhed, og jeg tror, det betyder, at hjemmeproduceret vedvarende energi som vind og sol bliver mere og mere attraktiv.”

– Energi‑think‑tank Ember’s el‑ og dataanalytiker Euan Graham fortalte Reuters sidste år

Mens vedvarende energi leverede yderligere 858 TWh generation til systemet i 2024, fortsætter fossile brændstoffer, herunder kul, olie og naturgas, med at forsyne størstedelen af verdens energibehov. Kul er i øjeblikket den største kilde til elproduktion og udgør 34 % af den globale elproduktion, mens gaskraftværker udgør 22 %.

Ifølge International Energy Agency (IEA) prognoser vil kapaciteten for vedvarende energi stige med næsten 4.600 GW mellem 2025 og 2030.

Blandt alle vedvarende kilder vokser solenergi hurtigst, da omkostningerne falder og adoptionen accelererer globalt. Vindkapacitet vokser også hurtigt, mens vandkraft forbliver den største, langvarige vedvarende bidragyder. Hvad angår bioenergi, er den begyndt at vinde frem, og geotermisk energi opnår virksomhedspartnerskaber. Fremtiden for energi ser stadig grønnere ud.

Udnyttelse af havets uudnyttede potentiale

I landskabet for vedvarende energi tilbyder havkraft et enormt globalt ressourcepotentiale. Det indebærer udnyttelse af energi fra marine kilder, herunder bølger, tidevand, oceanisk termisk energikonvertering (OTEC) og havstrømme. Tidevandsenergi udnytter forudsigelige tidevandsstrømme, OTEC bruger temperaturgradienter i dybt havvand, og havstrømme indfanger energi fra store havstrømme.

Den mest udbredt forskede form for marine energi er bølgeenergi, som omdanner bølgens kinetiske energi til elektricitet. Bølger er rigelige, kraftfulde og kontinuerlige. De er også mindre intermitterende end vind eller sol. Denne høje forudsigelighed betyder, at overfladebølgens bevægelse kan udnyttes 24/7, hvilket er ekstremt gavnligt for at forbedre netplanlægning og stabilitet.

Denne emissionsfri energikilde har set begrænset kommerciel udrulning, langt under modne vedvarende som sol. Den udgør i øjeblikket den mindste andel af markedet for vedvarende energi. I 2024 tilføjede verden 1,6 megawatt (MW) af havkraftkapacitet, hvilket bragte den samlede driftkapacitet til omkring 513 MW.

Den langsomme adoption skyldes flere faktorer, herunder høje kapitalomkostninger, stedsspecifikke begrænsninger og teknologiske hindringer såsom netintegration. Arbejdsstyrkens færdigheder og regulatorisk usikkerhed hæmmer også fremskridt på tværs af sektoren. Derudover forbliver vedligeholdelse af enheder i barske havforhold en stor udfordring sammen med energieffektiviteten ved konvertering.

Som følge heraf fortsætter forskere i både akademia og industri med at arbejde på at forbedre disse systemer, gøre dem mere holdbare og bedre i stand til at håndtere bølgeirregularitet. Et sådant system, der har tiltrukket interesse, er bølgeenergiomformeren (WEC), en enhed der omdanner bølgens kinetiske energi til elektricitet.

Flere innovatører arbejder på at fremme denne teknologi. For eksempel har det svenske firma CorPower Ocean indgået partnerskab med det Norge‑baserede OPS Solutions gennem COMPACT‑projektet for at reducere omkostninger og masse af WEC’er ved at udvikle en prætensionscylinder (PTC) prototype. Projektet, støttet af EEA Grants “Blue Growth Programme”, udvikler en letvægts trykkasse for at adressere kapitalomkostninger og enhedens robusthed.

Samtidig har udviklere opnået målbare præstationsforbedringer. Det norske firma Havkraft rapporterede en energikonverteringsrate på over 80 % i deres seneste laboratorietest af en skaleret WEC‑model, en stigning på 15 % fra tidligere forsøg. Dette skridt gør dem i stand til at identificere risici, sikre kvalitet og forstå præstation, hvilket vil hjælpe dem med at skalere mod kommercialisering.

“Resultaterne viser, at vores forskning leverer, og vi er et skridt tættere på en kommerciel løsning.”

– Driftschef Nikolai Haldane

I mellemtiden i Skotland har AWS Ocean Energy avanceret deres “Archimedes Waveswing”, en trykaktiveret undervandsbøje designet til at omdanne bølgebevægelse under overfladen. Enheden registrerede en gennemsnitlig effekt på over 10 kW og toppede over 80 kW under moderate bølgeforhold, 20 % højere end virksomhedens forventninger.

Den syv meter høje nedsænkede enhed er designet til at modstå barske offshore‑miljøer, herunder stormstyrke 10. Dens enkelt‑absorberende design gør den også egnet til fjernstrøm‑applikationer, hvor robusthed er afgørende.

Udover teknologisk ydeevne får bredere systemintegration opmærksomhed. Nyere forskningsundersøgelser om gennemførlighed antyder¹, at implementering af WEC’er ikke behøver at gå ud over kystaktiviteter som turisme eller fiskeri. Faktisk kan korrekt designede installationer give kystbeskyttelse.

“Det er muligt at beskytte kysten mod påvirkninger fra det maritime miljø og samtidig producere ren elektricitet, hvilket støtter Portugals energiovergang og selvforsyning.”

– Paulo Rosa Santos, medleder ved CIIMAR

Disse fremskridt afspejler en sektor, der overgår fra eksperimentelle prototyper til praktiske løsninger.

Maksimal energiabsporing med gyroskoper

Bølgeenergi‑enheder (WEC’er) har til formål at omdanne kontinuerlig bølgebevægelse til brugbar elektricitet effektivt. Drevet af nationale innovationsinitiativer, teknologiske fremskridt og integration med lokal infrastruktur, forventes det globale marked for bølgeenergiomformere at vokse fra 21,6 millioner USD i 2025 til 38,2 millioner USD i 2034, med en årlig vækstrate på 6,5 %.

WEC’er er endnu ikke fuldt kommercialiserede på grund af tekniske, økonomiske og regulatoriske udfordringer, så der findes endnu ingen enkelt optimal løsning. Mange forskellige typer er blevet foreslået, herunder punktabsorbere, oscillerende vandkolonner (OCW’er), overtopping‑enheder, attenuatorer og gyroskopiske systemer.

Swipe for at rulle →

En gyroskopisk bølgeenergiomformer bruger et gyroskop i sit power‑take‑off‑system (GPTO) til at udtrække energi fra bølgebevægelse. GPTO‑systemet består af en elektrisk generator og et svinghjul monteret på en gimbal‑ramme. Bemærkelsesværdigt er, at GPTO er indkapslet i en flydende krop; når bølgerne bevæger sig, bevæger strukturen sig med dem. Denne bevægelse omdannes af det roterende svinghjul til elektrisk kraft. Da den fungerer som et gyroskop, kan svinghjulets adfærd tunes for at høste energi over et bredt spektrum af bølgefrekvenser, i modsætning til andre WEC’er, der er begrænset til et smalt bånd.

Systemet udnytter gyroskopisk præcession, fremkaldt af rotationen af svinghjulet og den flydende krops pitch‑bevægelse. Gyroskopisk præcession opstår, når et roterende objekt reagerer på en ekstern kraft. Når bølger får platformen til at bevæge sig, ændrer det roterende svinghjul sin orientering, og denne bevægelse, der er forbundet med en generator, producerer elektricitet. At være indkapslet i et skrog beskytter enheden mod saltvand og giver vedligeholdelses‑ og sikkerhedsfordele.

Gyroskopiske omformere repræsenterer bestræbelser på at overvinde begrænsningerne i traditionelle WEC’er, som ofte kun er effektive under specifikke forhold. Takahito Iida, forsker ved Osaka Universitetet, vendte sig mod GWEC’er for deres tilpasningsevne. I sin undersøgelse, publiceret i Journal of Fluid Mechanics², evaluerede Iida, om dette design kan understøtte stor‑skala generation.

“Bølgeenergi‑enheder har ofte svært, fordi havforholdene konstant ændrer sig,” sagde Iida. “Dog kan et gyroskopisk system kontrolleres på en måde, der opretholder høj energiabsporing, selv når bølgefrekvenser varierer.”

For at forstå, hvordan systemet opfører sig, anvendte han lineær bølgeteori til at modellere interaktionen mellem havbølger, gyroskopet og strukturen. Analysen hjalp teamet med at finde ideelle indstillinger for rotationshastighed og generatorstyring. Når den er korrekt tunet, kan GWEC nå den teoretiske maksimale energiabsporing på en halv ved enhver bølgefrekvens.

“Denne effektivitetstærskel er en grundlæggende begrænsning i bølgeenergiteori,” bemærkede Iida. “Det spændende er, at vi nu ved, at den kan nås over brede frekvensbånd, ikke kun ved en enkelt resonant tilstand.”

Teamet bekræftede resultaterne gennem numeriske simuleringer i både tids‑ og frekvensdomæner. Disse resultater bekræftede, at enheden opretholder høj effektivitet nær sin resonansfrekvens og præsterer bedst, når bevægelsen matcher det naturlige bølgemønster. Denne afklaring af driftsparametre demonstrerer muligheden for at udvikle effektive bølgeenergisystemer, der kan hjælpe med at nå klimamål.

Investering i vedvarende energi

Set fra et investeringsperspektiv er der få børsnoterede virksomheder, der udelukkende fokuserer på bølgeenergi. Det forbliver et fremvoksende segment med høje infrastrukturomkostninger og begrænsede projektudrulninger. Rene bølgeenergi‑aktier har generelt præsteret dårligt, da teknologien stadig er i de tidlige faser med at bevise økonomi i kommerciel skala.

I stedet vil vi fokusere på et selskab med en stærk vedvarende portefølje, der er positioneret til at drage fordel af væksten inden for marine energi over tid. NextEra Energy, Inc. (NEE ) er en førende amerikansk aktør inden for vedvarende energi med omfattende erfaring inden for offshore‑vind og netintegration.

Selskabet opererer gennem NextEra Energy Resources (NEER) og Florida Power & Light (FPL). FPL er en prisreguleret el‑utility med 35.052 megawatt netto kapacitet, hvilket gør den til den største el‑utility i USA målt på kundetallet (12 millioner). Denne regulerede forretning genererer stabile indtægter og cash‑flow, som understøtter udbyttevækst.

NEER driver produktionsfaciliteter og investerer i ren energi såsom vedvarende brændstoffer, naturgas‑ledninger og batterilagring. NextEra Energy Resources er verdens største vedvarende energigenerator og fortsætter med at udvide sin projekt‑pipeline. Den stærke indtjeningsvækst og strategiske teknologiaftaler understøtter fremtidigt opsving, selvom den forbliver sårbar over for anti‑vedvarende politikker under Trump‑administrationen.

Aktuelt handles NextEra‑aktien til $90,79, tæt på nye højder, op 13,63 % YTD og 32 % i det forløbne år. Selskabet har en EPS (TTM) på 3,30 og en P/E (TTM) på 27,63.

NextEra betaler et udbytte på 2,73 %. For nylig erklærede selskabet et kvartalsudbytte på $0,6232 pr. aktie, en stigning på 10 % YoY. NextEra rapporterede $1,133 milliarder i justeret indtjening for Q4 2025 og $7,683 milliarder for hele året. NEER rapporterede, at de har bragt 7,2 GW ny generation i drift og tilføjet 13,5 GW til deres backlog, hvilket bringer totalen op på 30 GW. Dette inkluderer en plan om at genstarte Duane Arnold‑atomkraftværket sammen med Google.

“Vi mener, at der ikke findes noget selskab, der er bedre positioneret til at bygge den energiinfrastruktur, der er nødvendig for pålideligt og overkommeligt at imødekomme Amerikas stigende efterspørgsel,” sagde administrerende direktør John Ketchum. Selskabet forventer, at justeret EPS vokser med en CAGR på over 8 % frem til 2032. Det udvider også naturgasforsyningsløsninger gennem strategiske opkøb.

NextEra forventer, at justeret EPS for 2026 vil ligge i intervallet $3,92 til $4,02, med udbyttevækst på 6 % årligt frem til 2028.

Konklusion

Efterhånden som den globale energiefterspørgsel stiger, drevet af ekstreme vejrforhold og AI‑datacentre, bliver væksten i vedvarende energi endnu vigtigere for at begrænse emissionerne. Mens sol og vind dominerer adoptionen, har bølgeenergi potentialet til at accelerere overgangen til renere energi ved at tilbyde en forudsigelig, høj‑densitetsressource.

Forskning i teknologier som gyroskopisk bølgeenergi kan hjælpe med at overvinde de tekniske barrierer, der begrænser dette segment. Sammen med støttende politikker og strategiske investeringer kan disse fremskridt hjælpe med at låse betydelig ny kapacitet op.

Klik her for at lære alt om investering i de ti bedste vedvarende energiaktier.

Referencer

1. Clemente, D., et al. Assessment of electricity production and coastal protection of a nearshore 500 MW wave farm. Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. Linear analysis of a gyroscopic wave energy converter absorbing half of the wave energy over broadband frequencies. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172