Gyroskopisk vågenergi – utnyttja det otämjda havet

Omkring 70 % av jordens yta är täckt av hav, vilket erbjuder en enorm källa till förnybar energi. Dess potential är massiv – så pass att vågenergi ensamt är uppskattad att överstiga den nuvarande globala elförbrukningen om den utnyttjas fullt ut.

Det är dock en i stor utsträckning outnyttjad förnybar källa, eftersom effektiv fångst av havsvågornas energi länge har frustrerat ingenjörer.

För att lösa detta problem har ny forskning från Osaka-universitetet vänt sig till en ny metod: en gyroskopisk vågenergiomvandlare (GWEC) som använder ett roterande svänghjul i en flytande struktur för att omvandla vågrörelser till elektricitet.

Forskningsanalysen visar att enheten i princip kan absorbera upp till hälften av inkommande vågenergi vid vilken vågfrekvens som helst, vilket ger ett sätt att utnyttja enorm, outnyttjad havsenergi.

Global elmix: Förnybara ökar, fossila bränslen dominerar fortfarande

Med klimatförändringarnas förödande effekter över hela världen är det avgörande att vi övergår från fossila bränslen – icke‑förnybara energikällor som bildas under miljontals år och orsakar betydande miljöproblem.

Ett av de mest effektiva sätten att minska beroendet av dessa fossila bränslen är genom förnybara energikällor, som inkluderar sol, vind, vattenkraft, geotermisk energi och biomassa.

Dessa naturligt förnyade källor minskar utsläppen av växthusgaser, ökar ett lands energisäkerhet och minskar sårbarheten för geopolitiska störningar. Tack vare dessa fördelar står förnybara energikällor nu för en växande andel av den globala elproduktionen. År 2024 levererade de ett rekord på 32 % av den globala elproduktionen, upp 2 % från föregående år, medan den totala elefterfrågan ökade med 4 % drivet av datacenter.

“Länderna tänker mer på sin säkerhet och energisäkerhet än någonsin tidigare, och jag tror att det innebär att inhemsk förnybar kraft som vind och sol blir allt mer attraktiv.”

– Energithink tanken Ember’s el- och dataanalytiker Euan Graham sade till Reuters förra året

Samtidigt levererade förnyelseindustrin ytterligare 858 TWh generation till systemet 2024, men fossila bränslen, inklusive kol, olja och naturgas, driver fortfarande majoriteten av världens energibehov. Kol är för närvarande den största källan till elproduktion och står för 34 % av den globala elproduktionen, medan gaskraftverk står för 22 %.

Enligt Internationella energibyråns (IEA) prognoser kommer kapaciteten för förnybar energi att öka med nästan 4 600 GW mellan 2025 och 2030.

Bland alla förnybara källor växer solenergi snabbast i takt med att kostnaderna faller och antagandet accelererar globalt. Vindkapaciteten växer också snabbt, medan vattenkraft förblir den största, långvariga förnybara bidragsgivaren. När det gäller bioenergi har den börjat få fäste, och geotermisk energi får företagspartnerskap. Energiframtiden ser alltmer grön ut.

Utnyttja havets outnyttjade potential

I den förnybara energilandskapet erbjuder havskraft en enorm global resurspotential. Det innebär att utnyttja kraft från marina källor, inklusive vågor, tidvatten, oceanisk termisk energikonvertering (OTEC) och havsströmmar. Tidvattenenergi utnyttjar förutsägbara tidvattensströmmar, OTEC använder temperaturgradienter i djupt havsvatten, och havsströmmar fångar energi från storskaliga havsflöden.

Den mest forskade formen av marin energi är vågenergi, som omvandlar vågens kinetiska energi till elektricitet. Vågor är rikliga, kraftfulla och kontinuerliga. De är också mindre intermittenta än vind eller sol. Denna höga förutsägbarhet innebär att ytvågrörelser kan utnyttjas dygnet runt, vilket är mycket fördelaktigt för att förbättra nätplanering och stabilitet.

Denna utsläppsfria energikälla har sett begränsad kommersiell utrullning, långt under mogna förnybara som sol. Den utgör för närvarande den minsta andelen av marknaden för förnybar energi. År 2024 lade världen till 1,6 megawatt (MW) av havskraftkapacitet, vilket förde den totala driftskapaciteten till cirka 513 MW.

Den långsamma antagandet beror på flera faktorer, inklusive höga kapitalkostnader, plats‑specifika begränsningar och tekniska hinder såsom nätintegration. Arbetskraftens kompetens och regulatorisk osäkerhet hindrar också framsteg i sektorn. Dessutom är underhåll av enheter i hårda havsförhållanden en stor utmaning tillsammans med energieffektiviteten.

Som ett resultat fortsätter forskare inom både akademi och industri att arbeta för att förbättra dessa system, göra dem mer hållbara och bättre kunna hantera vågors oregelbundenhet. Ett sådant system som har väckt intresse är vågenergiomvandlaren (WEC), en enhet som omvandlar vågens kinetiska energi till elektricitet.

Flera innovatörer arbetar med att driva denna teknik framåt. Till exempel har det svenska företaget CorPower Ocean samarbetat med det norska OPS Solutions genom COMPACT‑projektet för att minska kostnaden och massan för WEC:er genom att utveckla en förspänningscylinder (PTC) prototyp. Stödd av EEA Grants “Blue Growth Programme” utvecklar projektet ett lättviktigt tryckhölje för att ta itu med kapitalkostnader och enhetens robusthet.

Samtidigt har utvecklare uppnått mätbara prestandaförbättringar. Det norska företaget Havkraft rapporterade en energikonverteringsgrad på över 80 % i sitt senaste laboratorietest av en skalerad WEC-modell, en ökning med 15 % från tidigare försök. Detta steg gör det möjligt för dem att identifiera risker, säkerställa kvalitet och förstå prestanda, vilket hjälper dem att skala mot kommersialisering.

“Resultaten visar att vår forskning levererar, och vi är ett steg närmare en kommersiell lösning.”

– Operativ chef Nikolai Haldane

Under tiden i Skottland har AWS Ocean Energy utvecklat sin “Archimedes Waveswing”, en tryckaktiverad undervattensboj designad för att omvandla vågrörelser under ytan. Enheten registrerade en genomsnittlig effekt över 10 kW och toppade över 80 kW under måttliga vågförhållanden, 20 % högre än företagets förväntningar.

Den sju meter höga undervattensenheten är designad för att tåla hårda offshore‑miljöer, inklusive Force‑10‑stormar. Dess enkla absorberande design gör den också lämplig för fjärrkraftstillämpningar där motståndskraft är avgörande.

Utöver teknisk prestanda får bredare systemintegration uppmärksamhet. Ny forskning om genomförbarhet tyder på att utplacering av WEC:er inte behöver ske på bekostnad av kustaktiviteter som turism eller fiske. Faktum är att korrekt designade installationer kan ge kustskydd.

“Det är möjligt att skydda kusten från havsmiljöns påverkan och samtidigt producera ren el, vilket stödjer Portugals energitransition och självförsörjning.”

– Paulo Rosa Santos, medledare vid CIIMAR

Dessa framsteg speglar en sektor som övergår från experimentella prototyper till praktiska lösningar.

Låsa upp maximal energiabsorption med gyroskop

Vågenergi‑enheter (WEC) syftar till att effektivt omvandla kontinuerlig vågrörelse till användbar elektricitet. Drivna av nationella innovationsinitiativ, tekniska framsteg och integration med lokal infrastruktur förväntas den globala marknaden för vågenergiomvandlare växa från 21,6 miljoner USD 2025 till 38,2 miljoner USD 2034, med en CAGR på 6,5 %.

WEC:er är ännu inte fullt kommersialiserade på grund av tekniska, ekonomiska och regulatoriska utmaningar, så ingen enskild optimal lösning finns ännu. Många olika typer har föreslagits, inklusive punktabsorberare, oscillera vattenkolonner (OCW), översvämningsenheter, attenuatorer och gyroskopiska system.

Svep för att rulla →

En gyroskopisk vågenergiomvandlare använder ett gyroskop i sitt power‑take‑off‑system (GPTO) för att extrahera energi från vågrörelser. GPTO består av en elektrisk generator och ett svänghjul monterat på en gimbalram. Noterbart är att GPTO är innesluten i en flytande kropp; när vågorna rör sig, rör sig strukturen med dem. Denna rörelse omvandlas av det roterande svänghjulet till elektrisk kraft. Eftersom den fungerar som ett gyroskop kan svänghjulens beteende justeras för att samla energi över ett brett spektrum av vågfrekvenser, till skillnad från andra WEC:er som är begränsade till ett smalt band.

Systemet utnyttjar gyroskopisk precession, framkallad av svänghjulets rotation och den flytande kroppens pitch‑rörelse. Gyroskopisk precession uppstår när ett roterande objekt reagerar på en extern kraft. När vågor får plattformen att röra sig, ändrar det roterande svänghjulet sin orientering, och denna rörelse kopplad till en generator producerar elektricitet. Att vara inrymt i ett skrov skyddar enheten från saltvatten, vilket ger underhålls‑ och säkerhetsfördelar.

Gyroskopiska omvandlare representerar ansträngningar att övervinna begränningarna hos traditionella WEC:er, som ofta är effektiva endast under specifika förhållanden. Takahito Iida, forskare vid Osaka‑universitetet, vände sig till GWEC:er för deras anpassningsförmåga. I sin studie, publicerad i Journal of Fluid Mechanics, utvärderade Iida huruvida denna design kan stödja storskalig generation.

“Vågenergi‑enheter har ofta problem eftersom havsförhållandena ständigt förändras,” sade Iida. “Dock kan ett gyroskopiskt system kontrolleras på ett sätt som upprätthåller hög energiabsorption, även när vågfrekvenser varierar.”

För att förstå hur systemet beter sig använde han linjär vågteori för att modellera interaktionen mellan havsvågor, gyroskopet och strukturen. Analysen hjälpte teamet att hitta ideala inställningar för rotationshastighet och generatorstyrning. När den är korrekt avstämd kan GWEC nå den teoretiska maximala energiabsorptions‑effektiviteten på en halv vid vilken vågfrekvens som helst.

“Denna effektivitetsgräns är en grundläggande begränsning i vågenergi‑teorin,” noterade Iida. “Det spännande är att vi nu vet att den kan nås över breda frekvensband, inte bara vid ett enda resonansvillkor.”

Teamet verifierade resultaten genom numeriska simuleringar i både tids‑ och frekvensdomäner. Dessa resultat bekräftade att enheten behåller hög effektivitet nära sin resonansfrekvens och presterar bäst när rörelsen matchar det naturliga vågmönstret. Denna förtydligande av driftsparametrar visar möjligheten att utveckla effektiva vågenergisystem som hjälper till att nå klimatmålen.

Investera i förnybar energi

Ur ett investeringsperspektiv finns få börsnoterade företag som är uteslutande dedikerade till vågenergi. Det förblir ett framväxande segment med höga infrastrukturkostnader och begränsad projektutbyggnad. Renodlade vågenergi‑aktier har generellt presterat dåligt eftersom tekniken fortfarande befinner sig i de tidiga faserna av att bevisa kommersiell skala‑ekonomi.

Istället kommer vi att fokusera på ett företag med en stark förnybar portfölj som är positionerat för att dra nytta av tillväxten inom marin energi över tid. NextEra Energy, Inc. (NEE ) är en ledande amerikansk förnybar energiföretag med omfattande offshore‑vind- och nätintegrations erfarenhet.

Företaget verkar genom NextEra Energy Resources (NEER) och Florida Power & Light (FPL). FPL är ett prisreglerat elbolag med 35 052 megawatt netto‑kapacitet, vilket gör det till det största elbolaget i USA efter kundantal (12 miljoner). Denna reglerade verksamhet genererar stabila intäkter och kassaflöde, vilket stödjer utdelningstillväxt.

NEER driver produktionsanläggningar och investerar i ren energi såsom förnybara bränslen, naturgasledningar och batterilagring. NextEra Energy Resources är världens största förnybara energigenerator och fortsätter att expandera sin projektpipeline. Dess starka vinsttillväxt och strategiska teknikavtal stödjer framtida uppsida, även om den förblir sårbar för anti‑förnybara policys under Trump‑administrationen.

För närvarande handlas NextEra‑aktien till $90.79, nära nya toppar, upp 13,63 % YTD och 32 % under det senaste året. Företaget har ett EPS (TTM) på 3,30 och ett P/E (TTM) på 27,63.

NextEra betalar en utdelningsavkastning på 2,73 %. Nyligen deklarerade företaget en kvartalsutdelning på $0.6232 per aktie, en ökning med 10 % år‑över‑år. NextEra rapporterade $1,133 miljarder i justerade vinster för Q4 2025 och $7,683 miljarder för hela året. NEER rapporterade att ha satt 7,2 GW ny generation i drift och lagt till 13,5 GW i sin backlogg, vilket ger en total på 30 GW. Detta inkluderar en plan att återstarta kärnkraftverket Duane Arnold med Google.

“Vi tror att det inte finns något företag som är bättre positionerat att bygga den energiinfrastruktur som krävs för att på ett pålitligt och prisvärt sätt möta Amerikas ökande efterfrågan,” sade VD John Ketchum. Företaget förväntar sig att justerat EPS ska växa med en CAGR på över 8 % fram till 2032. Det expanderar också sina naturgassupphandlingslösningar genom strategiska förvärv.

NextEra förväntar sig att justerat EPS för 2026 ligger i intervallet $3.92 till $4.02, med utdelningar som växer 6 % per år fram till 2028.

Slutsats

Allt eftersom den globala energiefterfrågan ökar, drivet av extremt väder och AI‑datacenter, blir tillväxten av förnybar energi allt viktigare för att minska utsläppen. Medan sol och vind dominerar antagandet har vågenergi potentialen att påskynda övergången till renare energi genom att erbjuda en förutsägbar, högdensitetskäll.

Forskning på teknologier som gyroskopisk vågenergi kan hjälpa till att övervinna de tekniska barriärerna som begränsar denna sektor. Tillsammans med stödjande politik och strategiska investeringar kan dessa framsteg hjälpa till att låsa upp betydande ny kapacitet.

Klicka här för att lära dig allt om att investera i de tio bästa förnybara energiernas aktier.

Referenser

1. Clemente, D., et al. Bedömning av elproduktion och kustskydd för en närkust 500 MW vågfarm. Applied Energy 379, 124950 (2025). https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2024.1249502
2. Iida, T. Linjär analys av en gyroskopisk vågenergiomvandlare som absorberar hälften av vågenergin över breda frekvenser. Journal of Fluid Mechanics 1029, A20 (2026). https://doi.org/10.1017/jfm.2026.11172