Gyroskopisk bølgeenergi – utnytte det utemmede havet

Omtrent 70 % av jordens overflate er dekket av hav, og tilbyr en enorm kilde til fornybar energi. Potensialet er massivt – så mye at bølgeenergi alene er anslått å overstige dagens globale elektrisitetsbehov dersom den utnyttes fullt ut.

Det er imidlertid en i stor grad uutnyttet fornybar kilde, siden effektiv fangst av energien fra havbølger lenge har frustrert ingeniører.

For å løse dette problemet har ny forskning fra Universitetet i Osaka vendt seg mot en ny metode: en gyroskopisk bølgeenergiomformer (GWEC) som bruker et roterende svinghjul inne i en flytende struktur for å omdanne bølgebevegelse til elektrisitet.

Forskningsanalysen viser at dette apparatet i prinsippet kan absorbere opptil halvparten av innkommende bølgeenergi ved enhver bølgefrekvens, og dermed tilby en måte å utnytte enorm, uutnyttet havenergi på.

Global strømblanding: Fornybare øker, fossile brensler leder fortsatt

Med klimaendringer som forårsaker ødeleggelser over hele verden, er det avgjørende at vi beveger oss bort fra fossile brensler – ikke‑fornybare energikilder som dannes over millioner av år og forårsaker betydelige miljøproblemer.

En av de mest effektive måtene å redusere avhengigheten av disse fossile brenslene på er gjennom fornybare energikilder, som inkluderer sol, vind, vannkraft, geotermisk energi og biomasse.

Disse naturlig fornybare kildene reduserer utslipp av klimagasser, styrker nasjonens energisikkerhet og reduserer sårbarheten for geopolitiske forstyrrelser. Takket være disse fordelene utgjør fornybare energikilder nå en økende andel av den globale elektrisitetsproduksjonen. I 2024 leverte de en rekord 32 % av global elektrisitetsgenerering, opp 2 % fra året før, mens den totale etterspørselen etter elektrisitet økte med 4 % drevet av datasentre.

«Landene tenker mer på sin sikkerhet og energisikkerhet enn noen gang før, og jeg tror det betyr at innenlands fornybar kraft som vind og sol blir stadig mer attraktivt.»

– Energitenketanken Embers elektrisitets‑ og dataanalytiker Euan Graham sa til Reuters i fjor

Mens fornybransjen leverte ytterligere 858 TWh generasjon til systemet i 2024, er fossile brensler, inkludert kull, olje og naturgass, fortsatt kilden til majoriteten av verdens energibehov. Kull er for tiden den største kilden til kraftproduksjon og står for 34 % av global elektrisitetsproduksjon, mens gasskraftverk står for 22 %.

Imidlertid viser prognoser fra Det internasjonale energibyrået (IEA) at fornybar kraftkapasitet vil øke med nesten 4 600 GW mellom 2025 og 2030.

Blant alle fornybare kilder vokser solenergi raskest etter hvert som kostnadene faller og adopsjonen akselererer globalt. Vindkapasitet vokser også raskt, mens vannkraft forblir den største, langvarige fornybare bidragsyteren. Når det gjelder bioenergi, har den begynt å få fotfeste, og geotermisk energi får bedriftspartnerskap. Fremtiden for energi ser stadig grønnere ut.

Utnytte havets uutforskede potensial

I landskapet for fornybar energi tilbyr havkraft et enormt globalt ressurspotensial. Det innebærer å utnytte kraft fra marine kilder, inkludert bølger, tidevann, havtermisk energikonvertering (OTEC) og marine strømmer. Tidevannskraft utnytter forutsigbare tidevannsstrømmer, OTEC bruker temperaturgradienter i dypvann, og marine strømmer fanger energi fra store havstrømmer.

Den mest forskningsintensive formen for marin energi er bølgeenergi, som omdanner bølgekinektisk energi til elektrisitet. Bølger er rikelige, kraftige og kontinuerlige. De er også mindre intermitterende enn vind eller sol. Denne høye forutsigbarheten betyr at overflatebølgebevegelse kan utnyttes 24/7, noe som er svært gunstig for forbedring av nettplanlegging og stabilitet.

Denne nullutslippsenergikilden har sett begrenset kommersiell utrulling, langt under modne fornybare som sol. Den representerer i dag den minste andelen av fornybar energimarkedet. I 2024 la verden til 1,6 megawatt (MW) med havkraftkapasitet, og bringer den totale operasjonelle kapasiteten til omtrent 513 MW.

Denne langsomme adopsjonen skyldes flere faktorer, inkludert høye kapitalkostnader, stedsspesifikke begrensninger og teknologiske hindringer som nettintegrasjon. Arbeidskraftkompetanse og regulatorisk usikkerhet hindrer også fremdriften i sektoren. I tillegg er vedlikehold av enheter i tøffe havforhold en stor utfordring sammen med energieffektivitet ved konvertering.

Som et resultat fortsetter forskere i både akademia og industri å arbeide med å forbedre disse systemene, gjøre dem mer holdbare og bedre i stand til å håndtere bølgeirregulariteter. Et slikt system som har tiltrukket interesse er bølgeenergiomformeren (WEC), en enhet som omdanner bølgekinektisk energi til elektrisitet.

Flere innovatører jobber med å videreutvikle denne teknologien. For eksempel har det svenske selskapet CorPower Ocean inngått partnerskap med det Norge‑baserte OPS Solutions gjennom COMPACT‑prosjektet for å redusere kostnad og masse av WEC‑er ved å utvikle en pre‑tensjonssylinder (PTC) prototype. Støttet av EEA Grants «Blue Growth Programme», utvikler prosjektet en lettvekts trykkkasse for å takle kapitalkostnader og enhetens robusthet.

Samtidig har utviklere oppnådd målbare ytelsesforbedringer. Det norske selskapet Havkraft rapporterte en energikonverteringsrate på over 80 % i sin siste laboratorietest av en skalert WEC‑modell, en økning på 15 % fra tidligere forsøk. Dette trinnet gjør dem i stand til å identifisere risiko, sikre kvalitet og forstå ytelse, noe som vil hjelpe dem med å skalere mot kommersialisering.

«Resultatene viser at forskningen vår leverer, og vi er ett skritt nærmere en kommersiell løsning.»

– Driftsleder Nikolai Haldane

Samtidig i Skottland har AWS Ocean Energy avansert sin «Archimedes Waveswing», en trykk‑aktivert undervanns‑bøye designet for å omdanne bølgebevegelse under overflaten. Enheten registrerte en gjennomsnittlig kraft over 10 kW og toppet over 80 kW under moderate bølgeforhold, 20 % høyere enn selskapets forventninger.

Den syv meter høye nedsenkede enheten er konstruert for å tåle tøffe offshore‑miljøer, inkludert kraft 10‑vindkast. Dens enkelt‑absorberer‑design gjør den også egnet for avsidesliggende kraftapplikasjoner hvor robusthet er essensiell.

Utover teknologisk ytelse får bredere systemintegrasjon økt oppmerksomhet. Nyere forskningsstudier om gjennomførbarhet¹ antyder at utrulling av WEC‑er ikke trenger å gå på bekostning av kystaktiviteter som turisme eller fiske. Faktisk kan riktig designede installasjoner gi kystbeskyttelse.

«Det er mulig å beskytte kysten mot påvirkninger fra det maritime miljøet og samtidig produsere ren elektrisitet, og dermed støtte Portugals energiovergang og selvforsyning.»

– Paulo Rosa Santos, medleder ved CIIMAR

Disse fremskrittene reflekterer en sektor som går fra eksperimentelle prototyper mot praktiske løsninger.

Maksimere energiinntak med gyroskoper

Bølgeenergi‑enheter (WEC‑er) har som mål å konvertere kontinuerlig bølgebevegelse til brukbar elektrisitet på en effektiv måte. Drevet av nasjonale innovasjonsinitiativer, teknologiske fremskritt og integrasjon med lokal infrastruktur, er det globale markedet for bølgeenergiomformere forventet å vokse fra 21,6 millioner dollar i 2025 til 38,2 millioner dollar i 2034, med en CAGR på 6,5 %.

WEC‑er er ennå ikke fullt kommersialiserte på grunn av tekniske, økonomiske og regulatoriske utfordringer, så ingen enkelt optimal løsning eksisterer ennå. Mange ulike typer har blitt foreslått, inkludert punktabsorberere, oscillerende vannkolonner (OCW‑er), overtopping‑enheter, attenuatorer og gyroskopiske systemer.

Sveip for å bla →

En gyroskopisk bølgeenergiomformer bruker et gyroskop i sitt kraft‑ta‑ut‑system (GPTO) for å trekke energi fra bølgebevegelse. GPTO‑en består av en elektrisk generator og et svinghjul montert på en gimbal‑ramme. Merk at GPTO er innkapslet i en flytende kropp; når bølgene beveger seg, beveger strukturen seg med dem. Denne bevegelsen blir konvertert av det roterende svinghjulet til elektrisk kraft. Fordi den opererer som et gyroskop, kan svinghjulens oppførsel tunes for å høste energi over et bredt spekter av bølgefrekvenser, i motsetning til andre WEC‑er som er begrenset til et smalt bånd.

Systemet utnytter gyroskopisk precessjon, indusert av rotasjonen av svinghjulet og den flytende kroppens pitch‑bevegelse. Gyroskopisk precessjon oppstår når et roterende objekt reagerer på en ekstern kraft. Når bølgene får plattformen til å bevege seg, endrer det roterende svinghjulet orientering, og denne bevegelsen koblet til en generator produserer elektrisitet. Å være innkapslet i et skrog beskytter enheten mot saltvann, og gir vedlikeholds‑ og sikkerhetsfordeler.

Gyroskopiske omformere representerer forsøk på å overvinne begrensningene til tradisjonelle WEC‑er, som ofte er effektive kun under spesifikke forhold. Takahito Iida, forsker ved Universitetet i Osaka, vendte seg mot GWEC‑er for deres tilpasningsevne. I sin studie, publisert i Journal of Fluid Mechanics², evaluerte Iida om dette designet kan støtte storskala generasjon.

«Bølgeenergi‑enheter sliter ofte fordi havforholdene stadig endrer seg», sa Iida. «Imidlertid kan et gyroskopisk system kontrolleres på en måte som opprettholder høy energiinntak, selv når bølgefrekvensene varierer.»

For å forstå hvordan systemet oppfører seg, benyttet han lineær bølgeteorier for å modellere samspillet mellom havbølger, gyroskopet og strukturen. Analysen hjalp teamet med å oppdage ideelle innstillinger for rotasjonshastighet og generatorkontroller. Når riktig tunet, kan GWEC nå den teoretiske maksimale energiinntakseffektiviteten på en halv ved enhver bølgefrekvens.

«Denne effektivitetsskoringen er en grunnleggende begrensning i bølgeenergi‑teori», bemerket Iida. «Det spennende er at vi nå vet at den kan nås over brede frekvensområder, ikke bare ved én resonans‑tilstand.»

Teamet verifiserte funnene gjennom numeriske simuleringer både i tids‑ og frekvensdomener. Resultatene bekreftet at enheten opprettholder høy effektivitet nær sin resonansfrekvens, og presterer best når bevegelsen matcher det naturlige bølgemønsteret. Denne avklaringen av driftsparametere demonstrerer muligheten for å utvikle effektive bølgeenergisystemer som kan bidra til å nå klimamål.

Investering i fornybar energi

Fra et investeringsperspektiv er det få børsnoterte selskaper som er dedikert utelukkende til bølgeenergi. Det forblir et fremvoksende segment med høye infrastrukturkostnader og begrenset prosjektutrulling. Ren bølgeenergi‑aksjer har generelt prestert dårlig ettersom teknologien fortsatt er i de tidlige fasene av å bevise kommersiell skala‑økonomi.

I stedet vil vi fokusere på et selskap med en sterk fornybar portefølje som er posisjonert til å dra nytte av veksten i marin energi over tid. NextEra Energy, Inc. (NEE ) er en ledende amerikansk fornybar aktør med omfattende offshore‑vind‑ og nettintegrasjonserfaring.

Selskapet opererer gjennom NextEra Energy Resources (NEER) og Florida Power & Light (FPL). FPL er en regulert elektrisk leverandør med 35 052 megawatt netto kapasitet, og er den største elektrisitetsleverandøren i USA målt på kundetall (12 millioner). Denne regulerte virksomheten genererer stabile inntekter og kontantstrøm, som støtter utbyttevekst.

NEER driver kraftproduksjonsanlegg og investerer i ren energi som fornybare drivstoff, naturgass‑rørledninger og batterilagring. NextEra Energy Resources er verdens største fornybare energigenerator og fortsetter å utvide sin prosjekt‑pipeline. Sterk inntjeningsvekst og strategiske teknologipartnerskap støtter fremtidig oppside, selv om selskapet fortsatt er sårbart for anti‑fornybare politiske tiltak under Trump‑administrasjonen.

For øyeblikket handles NextEra‑aksjen til $90,79, nær nye topper, opp 13,63 % år‑til‑dato og 32 % det siste året. Selskapet har en EPS (TTM) på 3,30 og en P/E (TTM) på 27,63.

NextEra betaler en utbytteavkastning på 2,73 %. Nylig erklærte selskapet et kvartalsutbytte på $0,6232 per aksje, en økning på 10 % år‑over‑år. NextEra rapporterte $1,133 milliarder i justert inntjening for Q4 2025 og $7,683 milliarder for hele året. NEER rapporterte å ha tatt i bruk 7,2 GW ny generasjon og lagt til 13,5 GW i sin backlog, som nå totalt er 30 GW. Dette inkluderer en plan om å gjenåpne Duane Arnold‑kjernkraftverk med Google.

«Vi mener at ingen annen bedrift er bedre posisjonert til å bygge den energiinfrastrukturen som kreves for pålitelig og rimelig å møte USAs økende etterspørsel», sa administrerende direktør John Ketchum. Selskapet forventer at justert EPS vil vokse med en CAGR på over 8 % frem til 2032. Det utvider også naturgassforsyningsløsninger gjennom strategiske oppkjøp.

NextEra forventer at justert EPS for 2026 vil ligge i området $3,92 til $4,02, med utbytte som vokser 6 % per år frem til 2028.

Konklusjon

Etter hvert som den globale energietterspørselen øker, drevet av ekstremvær og AI‑datasentre, blir veksten i fornybar energi stadig viktigere for å dempe utslipp. Mens sol og vind dominerer adopsjonen, har bølgeenergi potensialet til å akselerere overgangen til renere energi ved å tilby en forutsigbar, høy‑tetthets‑ressurs.

Forskning på teknologier som gyroskopisk bølgeenergi kan bidra til å overvinne de tekniske barrierene som begrenser dette segmentet. Sammen med støttende politikk og strategiske investeringer kan disse fremskrittene bidra til å låse opp betydelig ny kapasitet.

Klikk her for å lære alt om investering i de ti beste fornybare energiaktiene.

Referanser

1. Clemente, D., et al. Vurdering av elektrisitetsproduksjon og kystbeskyttelse av en nærkyst‑500 MW bølgefarm. Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. Lineær analyse av en gyroskopisk bølgeenergiomformer som absorberer halvparten av bølgeenergien over brede frekvenser. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172