Gjør havene «grønne» ved å utnytte bølgeenergi

Et stort flertall av planetens overflate er dekket av hav, som produserer halvparten av oksygenet vi trenger. Dette viser hvor kritiske havene er for vår overlevelse. Men det er ikke alt.

I dagens verden, hvor miljøspørsmål står øverst på agendaen, strekker søken etter å endre vårt fotavtrykk på jorden seg også til de store og kraftfulle havene. Det er her utnyttelse av bølgeenergi fremstår som en måte å oppnå bærekraft på, og lover en grønnere fremtid for havene våre.

Bølgene som dannes i havene gir en stor, ren energikilde. Ved å utnytte temperaturforskjellen mellom det varme overflatevannet og det kjøligere dypvannet, kan vi produsere enorme mengder ren energi og dekke verdens energibehov.

I tillegg transporterer disse bølgene energi gjennom dagen, året rundt, og tilbyr en uuttømmelig ressurs som kan omdannes til elektrisitet.

Ifølge US Energy (BSIN ) Information Administration kan bølgene langs USAs kystlinje levere mer enn halvparten (about 64%) av landets elektrisitet. Dette er grunnen til at land over hele verden er opptatt med å utvikle bølgeenergi.

Hva er bølgeenergi, og hvordan fungerer den?

Når det gjelder fornybare energikilder, har vi alle hørt om sol‑ og vindkraft, men bølgeenergi er mindre kjent, selv om den har potensial til å bli den største energikilden fra havene. Så, hva er det?

Bølgeenergi er en form for fornybar energi som utnyttes fra naturressurser gjennom bølgenes bevegelse. 

Slik det fungerer er at temperaturforskjeller i luften får luft til å bevege seg fra varmere til kjøligere områder, noe som skaper vind, som når den blåser over havoverflaten, genererer bølger. Når bølger oppstår, skaper de kinetisk energi, altså energi fra bevegelse. Denne bevegelsen kan utnyttes til å drive turbiner, som igjen produserer elektrisitet. 

I motsetning til tidevannsenergi, som dannes av månens gravitasjonskraft og bruker tidevannets inn‑ og utstrømning, bruker bølgeenergi opp‑og‑ned‑bevegelsen i overflatevannet som skaper bølger.

Akkurat som sol‑ og vindenergi er bølgeenergi en fornybar energikilde. Derfor kan den brukes som et alternativ til energi produsert fra fossile brensler som olje eller kull, som er begrensede og slipper ut skadelige karbondioksidutslipp, noe som gjør bølger til et miljøvennlig alternativ. 

I tillegg har bølger den høyeste energitettheten sammenlignet med andre fornybare energikilder som geotermisk energi og biomasse, og gir dermed et langt større potensial for energiresiliens. Denne rikelige energikilden kan også forutsies nøyaktig på forhånd.

Det er imidlertid ikke uten problemer. Et stort problem med bølgeenergi, lik andre naturressurser som sol‑ eller vindenergi, er at mengden energi som kan genereres avhenger av bølgens størrelse, høyde, hastighet, lengde og tetthet. I tillegg kan alle disse faktorene være uforutsigbare, noe som forverrer utfordringen. 

En annen utfordring med bølgeenergi er at utviklingen av denne sektoren henger langt etter de andre fornybare energiene. En ytterligere hindring er at de fleste bølgeenergisystemer er små, noe som gjør dem uegnet for å forsyne store strukturer med kraft.

For ikke å nevne at hele prosessen er kostbar, fra bygging og drift av anlegg til forvaltning av infrastruktur, inkludert turbiner, kabler og mer. All denne infrastrukturen kan også potensielt skade marint liv. I tillegg må den tåle naturkreftene, noe som øker kostnadene ytterligere og skaper et problem for sektorens utvikling. 

Men nå, etter hvert som teknologien utvikler seg, utforsker forskere, eksperter, vitenskapsfolk og selskaper innovative metoder for å utnytte bølgeenergi fra havet. Gitt potensialet i denne energikilden og de stigende olje‑ og gassprisene, utvikler land over hele verden også havenergisystemer og oppmuntrer til bruk gjennom gunstige politiske tiltak, investeringer, kontrakter, finansiering, insentiver og utdanning.

Utnyttelse av bølgeenergi

For å utnytte bølgeenergi fra havet og omdanne den til elektrisitet brukes bølgeenergiomformere, med ulike produkter som benytter forskjellige tilnærminger. Noen enheter ligger rett under vannoverflaten, andre er forankret til havbunnen, mens noen kan bruke en helt annen teknikk, som å lede bølgene gjennom en smal kanal for å drive en turbine.

La oss se på noen av metodene som brukes. En av de vanlige bølgeenergiteknologiene er punktabsorberere, som bruker flytende bøyer eller dukker som plasseres i dypere vann på havbunnen for å absorbere energi gjennom bølgens bevegelse. 

En oscillerende bølge‑surge‑omformer kanaliserer derimot energi med en oscillerende klaff og holdes i grunt vann, i motsetning til en oscillerende vannkolonne som er delvis nedsenket og bruker en luftturbin for å generere energi. 

Deretter finnes bølge‑attenuatorer, som består av en rekke sylindriske seksjoner koblet sammen med fleksible ledd. Disse enhetene er delvis nedsenket og løper parallelt med bølgens retning. Overtopping‑ eller «spill‑over»-enheter bruker derimot ramper som står vinkelrett på bølgene. Disse enhetene fungerer som pumper og gir en stabil tilførsel til turbiner.

Fremskritt i denne sektoren har ført til at akademikere har utviklet en ny form for bølge‑driven fremdrift (WDP) for kraftskip. Metoden har som mål å oppnå større kraft fra bølger og redusere klimagassutslipp i maritim industri. For dette utviklet Cranfield University‑teamet en forenklet versjon av en hvals halefinnebevegelse til et skips kraftsystem. Teknologien kan brukes i små, ubemannede fartøyer så vel som i hybride fremdriftssystemer.

Den maritime sektoren har også begynt å bruke kunstig intelligens (AI) for å beskytte miljøet samt redusere de negative effektene av offshore bølgeenergienheter i navigasjon. For eksempel gir AI‑drevne systemer sanntidsdata og kontinuerlig overvåkning i skipsruter, noe som øker effektiviteten og sikkerheten i maritime operasjoner.

Disse systemene er imidlertid bare begynnelsen; i fremtiden, etter hvert som forskning, investeringer og utvikling øker, vil mer avanserte systemer bidra til å levere ren kraft ikke bare til lokalsamfunn, men også hjelpe land med å bygge store, karbonfrie kraftsystemer for å dekke behovene til store befolkninger.

Klikk her for listen over de ti beste fornybare energiasjene.

De beste selskapene som utnytter bølgeenergi

Flere selskaper arbeider med å utvikle løsninger for å utnytte bølgeenergi fra havet. La oss derfor se på noen av de mest fremtredende og deres teknologier:

#1. Ocean Power Technologies, Inc. (OPTT)

Stiftet i 1984, er dette amerikanske, børsnoterte selskapet spesialisert på marine kraft- og offshore kommunikasjonsprodukter. Ved å bruke sin patenterte teknologi, inkludert PowerBuoy og Wave Adaptive Modular Vessel (WAM‑V) — et autonomt fartøy — utmerker det seg i innsamling og rapportering av havdata.

Per i dag har selskapet en markedsverdi på $20,875 millioner. Aksjene, som handles til $0,355, har opplevd et fall på over 21 % i år. Finansielt rapporterer selskapet en omsetning på $3,28 millioner de siste tolv månedene (TTM), sammen med et EPS (TTM) på -0,49 og en P/E‑ratio (TTM) på -0,73.

Det er bemerkelsesverdig at selskapet er en ledende patentsøker innen bølgeenergiomformere. Det har samarbeidet med USAs Homeland Security sin forsknings‑ og utviklingsavdeling, HS‑S&T, om maritime domene‑bevissthetssensorer (MDA‑S). I et intervju i november 2023 uttrykte administrerende direktør Philipp Stratmann tillit til Ocean Powers potensial for lønnsomhet innen 2025, og understreket selskapets forpliktelse til inntektsvekst.

#2. AW-Energy

Dette finske bølgeenergiselskapet ble grunnlagt i 2002 og har samlet inn totalt $28,4 millioner. For å utnytte havets bølgeenergi har AW‑Energy utviklet et patentert system kalt WaveRoller, hvor et nedsenket panel beveger seg frem og tilbake med bølgens bevegelse og genererer elektrisitet. 

WaveRoller‑enheten opererer i kystnære områder og forblir hovedsakelig nedsenket avhengig av tidevannsforholdene. Den er dimensjonert til mellom 350 kW og 1000 kW per enhet, og maskinen overfører den genererte elektrisiteten via en undersjøisk kabel til strømnettet.

Nylig signerte selskapet en intensjonsavtale (MoU) med Kaoko Green Energy Solutions for å hente energi fra Namibias 1 300 km lange kystlinje, som er «kjent for sin optimale bathymetri og bølger». Pilotprosjektet er estimert til under $1 million, inkludert utrullingen av fem WaveRoller‑X‑enheter for å levere ren og rimelig energi til lokalsamfunn i regionen. Videre har AW‑Energy vært den første utvikleren av bølgeenergiteknologi som ble med i Halliburton Labs Clean Energy Accelerator‑programmet i år.

#3. CorPower Ocean

Etablert i 2009, er CorPower Ocean et svensk bølgeenergiselskap som har samlet inn $40,7 millioner for å kommersialisere innovative bølgeenergiteknologier. Selskapets patenterte system, Wave Energy Converter (WEC), bruker en oppdriftende enhet som svinger i takt med havbølgene for å generere elektrisitet. 

“Med sin konsistente og komplementære produksjonsprofil hjelper bølgeenergi med å fylle hullene i vind‑ og solenergi og gir stabilitet til en fremtid som er drevet fullt ut av fornybare kilder.”

– sier Patrik Möller, administrerende direktør i CorPower Ocean

Han la også til at denne energien ytterligere kan «bidra til å avslutte vår avhengighet av fossile brensler».

I forrige måned installerte selskapet sin C4‑bølgeenergienhet i Portugal, og den tålet en «rød alarm» med bølger opptil 18 meter. C4‑enheten, som har en effekt på 300 kW, har utholdt mange stormer de siste månedene takket være CorPower Oceans «unike stormoverlevelsestilstand» i kombinasjon med avansert fasekontrollteknologi. Selskapet har også signert en intensjonsavtale med AltaSea for å distribuere bølgeenergi ved Los Angeles havn. Dette skjer samtidig som USA fremmer nye fornybare energikilder, og California vedtok en lov for utplassering av bølgeenergi. 

#4. Marine Power Systems

Denne britiske leverandøren av bølgeenergiomformere tilbyr flere produkter, inkludert DualSub for å generere kraft ved hjelp av både vind og bølger, en flytende vindkraftgenerator kalt WindSub, og WaveSub for å generere bølgekraft. For over ett år siden inngikk MPS et samarbeid med Simply Blue Group for å plassere flere vindturbiner på sin flytende plattform i dybder mellom 60 og 100 meter for å levere 100 MW.

For noen måneder siden inngikk Marine Power Systems (MPS) et partnerskap med Baker Hughes (BKR ) for å levere deres støttesystemer under vann. Før det samarbeidet de med Plataforma Oceánica de Canarias (PLOCAN) for å distribuere PelaFlex, et flytende offshore‑vindsystem på Gran Canarias sørøstlige kyst. 

Ifølge MPS‑administrerende direktør Gareth Stockman er selskapets fleksible flytende offshore‑vindplattformteknologi designet for å optimalisere lokal leveranse gjennom en desentralisert logistikkmodell. Dette bidrar til å minimere kostnader og maksimere lokale økonomiske fordeler samtidig som utviklingen av industrielle gårdsanlegg akselereres.

#5. Carnegie Clean Energy Limited (CCE)

Dette australske børsnoterte selskapet fokuserer på utvikling av bølgeenergi samt sol‑ og energilagringsprosjekter. Carnegie benytter også de nyeste fremskrittene innen AI og elektriske maskiner for å kontrollere sin bølgeenergi‑innsamlingsenhet og generere elektrisitet. 

Carnegies aksjer handles for tiden til AUD 0,05, ned 47 % det siste året. Selskapet har en markedsverdi på $16,27 millioner og en bedriftsverdi på $14,38 millioner, og har for tiden en etterfølgende pris‑til‑inntjening (P/E)‑ratio på 10,53.

Når det gjelder selskapets produkter, er fokuset på nedsenkede punktabsorber‑type bølgeenergiteknologi kalt CETO. De nedsenkede bøylene i denne patenterte teknologien er koblet til pumper som driver høytrykksvann gjennom landbaserte turbiner, og genererer elektrisitet. I år signerte selskapet en fler‑million‑dollar kontrakt for å distribuere sin CETO‑bølgeenergiteknologi i Europa, som forventes å være i drift innen 2025.

#6. Eco Wave Power (WAVE)

Et annet børsnotert selskap er det Sverige‑baserte Eco Wave Power, som utvikler teknologi for å generere ren elektrisitet fra havbølger. Selskapets fornybare energiprodukter leveres med et automatisk kontrollsystem som reagerer på opp‑ og nedgang i flytende elementer.

I løpet av 3Q23 rapporterte Eco Wave Power at de med suksess koblet sitt EWP EDF One‑prosjekt i Jaffa‑havnen til det nasjonale strømnettet, startet med installasjonen av sitt første amerikanske prosjekt i Los Angeles‑havnen, mottok regulatorisk godkjenning for den første megawatt (MW) i byen Porto, og vant en tilskudd på $1,83 million. 

For de første ni månedene av året rapporterte selskapet en omsetning på $27 000 og en netto finansiell inntekt på $802 000. Eco Waves driftskostnader i perioden var $1,9 million, mens netto tap var $1 052 000. Videre avsluttet de perioden med $3,7 million i kontanter og kontantekvivalenter samt $5,1 million i kortsiktige bankinnskudd. For tiden handles aksjene til $1,62, ned 45,57 %, med et 52‑ukers lavpunkt på $1,43 i slutten av juni 2023 og et 52‑ukers høydepunkt på $4,79 i desember 2022.

#7. Oscilla Power

Dette amerikanske bølgeenergiomformer‑maskineriet har startet med byggingen av en 1:6 skala‑versjon av sin 1 MW Triton‑bølgeenergiomformer, som vil redusere risikoen betydelig for Oscillas system i nytte‑skala. Ifølge selskapet markerer dette steget en stor fremgang mot en «lav‑karbon‑fremtid». Oscilla Powers Triton‑C er en lokalskala, ringformet, 100 kW‑klassifisert bølgeenergiomformer som har blitt testet med suksess i Hawaii.  

Avsluttende tanker

Våre hav er enorme og tilbyr en uutnyttet kilde til ren og pålitelig energi. Det store potensialet i denne energikilden og mangelen på fossile brensler driver behovet for å utnytte bølgeenergi. Selv om det finnes flere utfordringer som må overvinnes for å utnytte denne energikilden fullt ut, har bølgeenergi betydelig potensial. Etter hvert som vi beveger oss mot en mer bærekraftig fremtid, kan den spille en avgjørende rolle i å forsyne verden med kraft.

Klikk her for å lære hvordan vår fremtidige energimiks vil se ut.