Fornybar energi Anne Britt Hugøy Kandidat nr. 13

Transkript

1 Fornybar energi Anne Britt Hugøy Kandidat nr. 13 AVDELING FOR INGENIØR- OG NATURFAG HOVUDPROSJEKTRAPPORT HO

2 1 Referanseside Boks 523, 6803 FØRDE. Tlf: , Faks: TITTEL RAPPORTNR. DATO Fornybar energi 02/ PROSJEKTTITTEL TILGJENGE TAL SIDER Hovudprosjekt HO2-300 Open 128 FORFATTAR Anne Britt Hugøy ANSVARLEG RETTLEIAR STYRINGSGRUPPRETTLEIARAR Joar Sande -Prosjektansvarleg og fagleg rettleiar OPPDRAGSGIVAR Høgskulen i Sogn og Fjordane (Hisf) SAMANDRAG Vi kan redusere dei norske klimagassutsleppa betydeleg ved å legge til rette for berekraftig norsk energibruk, forutsatt vidare utvikling av våre fornybare energiressursar. I perioden fram mot 2020 vil teknologi som er moden i dag, måtte bidra med det meste av denne omlegginga, men gjennom forsking og utvikling må ein samtidig skape nye moglegheiter som kan bidra på lengre sikt. Fortsette arbeidet med energieffektivisering og omlegging frå fossil til fornybar energi innan industri, tenesteytande sektorar, offentleg sektor og hushald. Sogn og Fjordane stiller sterkt i energimarknaden, vi har eit sterkt ressursfundament med kombinasjonen av mykje ikkje-utbygt vindog vasskraft, djupe fjordar og energiteknologisk kompetanse. SUMMARY We can reduce Norwegian greenhouse gas emissions significantly by facilitating sustainable Norwegian energy, provided further development of our renewable energy resources. In the period up to 2020, technology that is mature today, may contribute most of this change, but through research and development, one must also create new opportunities that can help in the longer term. Continue work on energy efficiency and a transition from fossil to renewable energy within the industry, service sectors, public sector and households. Sogn og Fjordane set strongly in the energy market, we have a strong resource base with the combination of a lot of non-developed wind and water power, deep fjords and energy technology expertise. EMNEORD HO2-300, Hovudprosjekt, Fornybar energi, Sogn og Fjordane EMNEORD Ho2-300, Hovudprosjekt, Forprosjekt: Fornybar energi 1

3 2 Forord Dette prosjektet er blitt gjennomført i faget OR2-300 Hovudprosjekt ved Høgskulen i Sogn og Fjordane, avdeling ingeniørfag våren Faget gjev totalt 20 vekttal. Eg valde å skrive eit informativt prosjekt om fornybar energi, generelt, og med ei meir utdjupa utgreiing i Sogn og Fjordane, dette etter forslag frå prosjektansvarleg og fagleg rettleiar Joar Sande. Om Noreg skal fylgje klimamåla, som er å redusere klimagassutsleppa med millionar tonn innan 2020, må fossile energikjelder reduserast og erstatte den med ny fornybar energi. Interessa for fornybare energikjelder har auka som eit resultat av høge oljeprisar og reduserte kostnadar knytt til teknologi innan den fornybare energisektoren. Fornybar energi har lenge vore eit sentralt tema, og Denne rapporten oppsummerar kva ressursar som er tekne i bruk, og kva potensiale som er råd å utnytte av dei fornybare energikjeldene vi har i hende. Førde, Anne Britt Hugøy 2

4 3 Innhaldsliste 1 Referanseside. 1 2 Forord..2 3 Innhaldsliste 3 4 Samandrag 11 5 Innleiing Bakgrunn Problemstilling Mål.13 6 Om fornybar Energi Norske klimamål Petroleumssektoren er ein hovudkjelde til norske -utslepp Transportsektoren står for dei største klimagassutsleppa Små tiltak bidreg og Vi må handle no Lågare klimagassutslepp i Fornybardirektivet Energieffektivisering Behovet for energi aukar Ressursar finnast, potensiale skapast Vi trenger innovatørane(fornyarane) Ein betydeleg energieffektivisering kan oppnåast ved elektrifisering Plugg - inn hybridbilar 22 8 Kraftnett = infrastruktur Energiunderskot på 8 TWh Kraftoverskot på 6 TWh Kraftnettet ØRSKOG FARDAL

5 8.3.1 Endeleg vedtak desember Manglande kapasitet for ny kraftproduksjon Nettkapasiteten må aukast Vedtak og oppstart Grøne sertifikat Illustrere kostnadane for forbrukaren Bioenergi Biomasse- /brensel Grovt sett kan ein skilje mellom to hovudtypar trebasert biobrensel: Foredla biobrensel Uforedla biobrensel Andre råstoffgrunnlag for biobrensel Bioenergi i flytande form Miljøgevinst Ulemper Bioenergi globalt Biokraftverk Bioenergi i Noreg fikk støtte til gardsvarmeanlegg Potensialet for bioenergi i Sogn og Fjordane Dagens situasjon Fjordane Bioenergi Biogassanlegg Plassering av potensielle sentraliserte biogassanlegg i Sogn og Fjordane Bruk av produsert energi Innovasjon Noreg Fjernvarme Historikk 42 4

6 11.2 Sterk auke i fjernvarmeforbruket Høge prisar og salsinntekter Stort potensial Fjernvarme i Sogn og Fjordane Ulvesund Kraftvarmeverk Fjordenergi i Sogndal Geotermisk Energi Geotermiske ressursar og teknologi Grunnvarme Hydrotermiske system Geotrykksystem Energiressurs Energiressursen i Noreg Miljøpåverknadar Dagens status for bruk av geoenergi Geotermisk kraftproduksjon Bruk Solenergi Sola som energikjelde Passiv solvarme Solfangar Solceller Verkingsgrad for solceller Solcellepanel Consentrating solar power (CSP) Tårnbaserte anlegg Parabole trau

7 13.6 Globale solenergiressursar Sol i Noreg Status solenergi, vinteren Nye marknadar opnar seg Sogn og Fjordane Norsun Elkem Bremanger Microsilica Ein dollar per watt Bølgjekraft Måtar å omdanne bølgjeenergi til elektrisk energi Svingande vassøyle (Oscillating Water Column- OWC) TAPCHAN (tapered channel)/ Kilerenne prinsippet Ressurs kart Ressursen globalt Ressursen i Noreg Bølgjeenergi i norsk hav Havkraft AS Lokalisering Havvarme og havstraumar Havvarme Forsøk med havvarmekraft Havstraum Saltkraft Historie Nyare tid Testing av teknologi kvadratmeter.68 6

8 16.4 Ressursgrunnlaget Teknisk beskriving Trykkretardert osmose Tidevasskraft Metodar brukt for utnytting av tidevatnet Tidevassanlegg Undersjøisk mølle Historie Potensialet for tidevassenergi Kraftpotensial i tidevatn Norsk tidevasskraft Geografiske variasjonar Miljømessige omsyn, fordelar og ulemper Vasskraft Prinsippet for vasskraft Forskjellige typar kraftverk Lågtrykkskraftverk Lågtrykkskraftverk Pumpekraftverk Klima og miljøpåverknad Vasskraftpotensialet Økonomisk potensial Energinasjonen Noreg Statkraft største vasskraftprodusenten i Europa.81 7

9 18.6 Verdas største vasskraftverk Størst produksjon i Fornybar energi gjev meir vassdragsregulering Verneplan for vassdrag i Sogn og Fjordane Det store bildet av kraftbransjen i Sogn og Fjordane Status Småkraft Verdiar Vasskraftverk i Sogn og Fjordane Småkraftsituasjonen Kven eig småkraftverka Inntektene til småkraftverka Sunnfjord Energi Sogn og Fjordane Energi SFE Ulike selskap millionar i resultat for SFE Status i dag Sognekraft Planlegg utbygging av nye kraftverk Svelgen Kraft Holding AS Offerdal Kraftverk AS Feios Kraftverk AS Leikanger Kraftverk Småkraftverk Luster Energiverk

10 Småkraft i Luster Vindkraft Generelt om vindkraft Kvar kjem vinden frå? Energiinnhaldet i vinden Energi og Effekt Vindturbinens verkingsgrad Vindkraftverk Val av lokalitet Vind Nett Tilgjengelig areal Drift og vedlikehald Brukstid Historie Noregs vindkraftpotensial Hensyn ved utbygging av fornybar kraft Miljø Sogn og Fjordane Vindkraftmoglegheiter ved Vågsvåg Vestavind Kraft Vindkraft til havs Offshore vindkraft i Noreg Hywind Stormar i Nordsjøen Kontraktar

11 21.3 Offshore vindkraft - ny bransje i sterk vekst Utvikling Vindkraft og økonomi Norske bedrifter og vindkraft til havs Status i dag Overføringsnett i Nordsjøen Transport av offshore vindproduksjon til land Knyte saman ressursar over større område Prosjektadministrasjon Organisering Gjennomføring i forhold til plan Økonomi og ressursar Generell prosjektevaluering Arbeidsmetodar Møter Nettside Konklusjon Referanseliste Tabelliste Figurliste Vedlegg

12 4 Samandrag Målet med oppgåva har vore å legge fram ein rapport som gjev ei god forståing om kva fornybar energi er, og gjere greie for, så langt som råd kva tiltak som kan gjerast for å redusere klimagassutsleppa i dei ulike kjeldene. Vidare gi ei utgreiing om kva ressurstilgang og potensial Noreg- og Sogn og Fjordane har i dag. Noregs klimamål er å redusere klimagassutsleppa med millionar tonn innan Utviklinga av energisektoren er tidskrevande, men mindre tiltak som å erstatte oljefyringsanlegg med andre energikjelder vil åleine gi ein reduksjon i -utsleppa på 2,7 millionar tonn. Men i hovudsak i perioden fram mot 2020 vil teknologi som er moden i dag, måtte bidra med det meste av denne omlegginga. Det må stimulerast til forsking og utvikling på umodne teknologiar som vil bli tilgjengeleg på lengre sikt, som offshore vindkraft og bølgjekraft. Nesten 2/3 av dei norske klimagassutsleppa kjem frå energibruk i forskjellige sektorar. Det meste av det fossile forbruket finn ein i transportsektoren som i 2005 stod for 33 prosent av dei samla klimagassutsleppa, og petroleumssektoren som står for 25 prosent av det norske CO2-utsleppet. Med tiltak som kraft frå land til plattformene og plug- inn- hybridbilar som erstattar bilparken vi har i dag kan redusere dei norske klimagassutsleppa betydeleg. Vidare utvikling av våre fornybare energiressursar er viktig for å leggje til rette for berekraftig norsk energibruk. Energisektoren kan bidra med den fornybare energien som trengst for å legge om energibruken i Noreg. Innan 2020 er det særleg vindkraft, vasskraft og bioenergi som vil bidra til veksten. Desse teknologiane er tilgjengelege til akseptable kostnadar i dag. Dei økonomiske rammevilkåra i form av støtteordningar og skattar må fremme investeringar, og konsesjonsprosessane må ikkje være til hinder for å kunne realisere dei gode prosjekta. Frå 1. januar 2012 vart Noreg ein del av ein norsk-svensk el-sertifikatmarknad. Grøne sertifikat er eit verkemiddel som fremmar utbygging av rein, fornybar energi. Fram til 2020 skal Sverige og Noreg til saman auke kraftproduksjonen basert på fornybare energikjelder med 26,4 TWh. Sogn og Fjordane stiller sterkt i energimarknaden, vi har eit sterkt ressursfundament med kombinasjonen av mykje ikkje-utbygt vind- og vasskraft, djupe fjordar og energiteknologisk kompetanse. Sogn og Fjordane har eit kraftoverskot på ca. 6 TWh i eit normalår, noko som utgjer om lag halvparten av kraftproduksjonen i fylket. I tillegg til dagens produksjon er det endå stort potensial for ny vasskraft, i hovudsak småkraft. I skrivande stund har NVE over 700 søknadar i Noreg til behandling. Men ein stor del av dette potensialet kan ikkje realiserast med dagens nettkapasitet i fylket, for dagens 132 kv leidning gjennom Sogn og Fjordane har ikkje ledig kapasitet. Så føresetnaden for utbygging av ny kraft, og for å transportere den nye krafta ut av fylket må sentralnettet utbyggast. Det ligg fleire planar og konsesjonssøknadar for utbygging av vindkraft, og meldte og konsesjonssøkte planar for ny vasskraft som lyt vente til nettutfordringa er på plass. 11

13 5 Innleiing Hovudprosjektet er ein del av den 3- årige ingeniørutdanninga ved Høgskulen i Sogn og Fjordane, og vert gjennomført siste semester. Eg, Anne Britt Hugøy står åleine bak prosjektet. 5.1 Bakgrunn Prosjektansvarleg og fagleg rettleiar Joar Sande sat med ideen om å skrive om fornybar energi, og kunne gi ei breiare utgreiing om energiressursane i no og framtid i Sogn og Fjordane. Eg viste ein del om emnet frå tidlegare prosjekt, men ikkje noko særleg om status og kva potensiale som ligg i vårt eige fylke. 5.2 Problemstilling Dersom berre økonomi skulle bli lagt til grunn, ville all ny elektrisitetsproduksjon i Noreg komme i form av nye vasskraftverk. Men andre omsyn vert vektlagt i utviklinga av kraftsystemet, som miljø og industriutvikling, og utfordringar elles knytt til energieffektivisering og omlegging frå fossil til fornybar energi. Då tema var valt for hovudprosjektet sendte eg E-post til dei store kraftselskapa i fylket og nokre mindre aktørar, for å innhente informasjon og vegvising i prosjektet. Alle svarde meg, nokre kom med konkrete innspel om kva som var viktig å ta med, og andre sendte meg linkar til aktuelle sider på nettet. Den første perioden i prosjektet jobba eg med å innhente informasjon. Fornybar energi er eit veldig stort emne, og det finst enormt med informasjon og fakta i dei ulike kjeldene. Utfordringa har vore å henta ut det eg synest har vore mest informativt, aktuelt og interessant for mitt prosjekt. 12

14 5.3 Mål Hovudmålet mitt har vore å skrivast ein rapport som skal gi lesaren av rapporten ei god forståing om energikjeldene vi rådar over i Noreg, og nyttegraden av dei. Og ei meir utdjupa utgreiing om dei fornybare energiressursane i Sogn og Fjordane. Eg sette meg opp fylgjande delmål: Utgreie dei ulike kjeldene innan fornybar energi. (vasskraft, vindkraft, bioenergi, bølgjekraft, geotermisk energi, havstraumkraft, havvarmekraft, saltkraft, solkraft, tidevasskraft) Kva har vi av fornybare ressursar til rådvelde i dag i Noreg og i fylket vårt Sogn og Fjordane. Kvar dei fornybare ressursane best vert nytta. (sidan Noreg ikkje kan nytte alle typar fornybar energi optimalt, så tek eg med i rapporten kvar det er gode forhold for desse) Potensialet i dag og i framtida. Kva kostnadar vil komme med auka tilgang av fornybar energi (som utbygging av kraftnettet). Klimautfordringa. Regjeringa og stortinget har satt eit mål om ein reduksjon på millionar tonn CO2 innan Her ser eg kva arbeid som er gjort og er under utarbeiding, med energieffektivisering og omlegging frå fossil til fornybar energi. Miljø. Lage ei nettside for prosjektet. Skrive ein grundig og informerande rapport. Lage ein plakat. Forberede framføring. Framføring av hovudprosjektet. 13

15 6 Om Fornybar Energi Fornybar energi kan omsettast som elektrisitet eller varme, og det er mange fornybare energikjelder som kan takast i bruk. Det finst ikkje ei løysing som kan løyse klimaproblemet, vi treng eit bredt spekter av ulike fornybare energikjelder. Blant dei finn vi oppgradering av eksisterande vasskraft, miljøvenleg utbygging av vindmøller, solenergi og bioenergi. For å løyse klimakrisa held det ikkje med produksjon av fornybar energi. Den må erstatte den fossile, som i dag utgjer over halvparten av Noregs energiforbruk. Fornybar energi er ikkje eit mål i seg sjølv, men er saman med energisparingstiltak eit verkemiddel for å fase ut den fossile energien. Utfordringa til alle som arbeider og ivrar for fornybar energi og gode klimaløysingar, er å kombinere klimakutt med bevaring av naturen. 14

16 7 Norske klimamål Verda treng meir rein energi. Dei fornybare kjeldene varer ikkje evig, og må ned. Europakommisjonen vedtekne mål om at -utsleppa skal innan EU reduserast med 20 prosent innan 2020 (med 1990 som basisår). Vidare har EU som mål å bli den mest energieffektive region i verda med 20 prosent betre energieffektivitet i Den tredje målsetjinga inneber at 20 prosent av energibruken skal dekkjast av fornybare kjelder innan Klimakur 2020 er namnet på ein prosess som skal synleggjere kva Noreg kan gjere for å redusere klimagassutsleppa med millionar tonn innan Vi kan redusere dei norske klimagassutsleppa betydeleg ved å legge til rette for berekraftig norsk energibruk. Vidare utvikling av våre fornybare energiressursar er ein føresetnad for dette. I fasen fram mot 2020 vil teknologi som er moden i dag måtte bidra med det meste av denne omlegginga. Gjennom forsking og utvikling må vi samtidig skape nye moglegheiter som kan bidra på lengre sikt. Vegen mot 2020 er kort. Utviklinga av energisektoren er tidskrevande. 7.1Petroleumssektoren er ein hovudkjelde til norske -utslepp Energibruken i tilknyting til landanlegga vil auke dei komande år, og nye funn kan medføre ytterlegare auke i forbruket. Dersom det er gass som skal dekke offshoreinstallasjonar og landanlegg, vil det medføre høge -utslepp. Men ein større del av energiforbruket kan dekkast av kraft frå land, og auka i etterspurnaden kan dekkast ved å auke den fornybare kraftproduksjonen. Figur 1. Olje- og gassproduksjonen krev meir energi Petroleumssektoren står for om lag 25 prosent av norske -utslepp. Den vil fortsette å være betydeleg, til tross for eit forventa lågare aktivitetsnivå over tid. Aktiviteten vert meir energiintensiv etter kvart som felta modnar. Utsleppa av per produsert del olje og gass vil difor auke. Petroleumsektorens energibruk vil derfor være ei hovudkjelde til norske klimagassutslepp framover mot

17 Utskifting av gassturbinar på plattformene med kraft frå land vil redusere -utsleppa frå sokkelen. Omfanget av elektrifisering av sokkelverksemd har hittil vore beskjeden og avgrensa til enkelttilfeller som Troll A, Snøkvit, Valhall, Ormen Lange og Gjøa. Gjøa har åleine ein utsleppsreduksjon på tonn CO 2 i året. Olje- og gassproduksjonen etterspør betydelige energimengder, og mange stader vil det være utfordrande for kraftsystemet å handtere dette utan at forsyningssikkerheta svekkast. I dei fleste tilfeller er det nødvendig med betydelige investeringar for å utvide nettkapasiteten, men auke i den lokale eller regionale kraftproduksjonen kan redusere behovet betydeleg. Då det kan ta opp til ti år å realisere store investeringar i kraftproduksjon eller overføringsnett, er det særs viktig å koordinere utviklinga av det regionale kraftsystemet med utbyggar i olje- og gassektoren. 7.2 Transportsektoren står for dei største klimagassutsleppa Transportsektorens klimagassutslepp har økt med 3 millionar tonn -ekvivalentar sidan 1990, og stod i 2005 for 33 prosent av dei samla klimagassutsleppa i Noreg. Vegtransporten står for den største delen av klimagassutslepp frå sektoren. Den norske bilparken består av nærare 2,6 millionar køyrety, kor 99 prosent er basert på motorar som forbrenn diesel eller bensin. Figur 2. -utsleppa frå transportsektoren, fordelt på sektorar. Kjelde: Lavutslippsutvalget, SFT, SSB 7.3 Små tiltak bidreg og Innan 2020 bør det være mogleg å erstatte oljeforbruket frå fyringsanlegg med andre energiberarar, noko som vil gi ein reduksjon i -utsleppa på 2,7 millionar tonn. Energibruken i kvardagen kan reduserast redusert standbyforbruk i elektriske apparat og utvikling av meir energieffektive bustadar og næringsbygg er døme på tiltak. Varmepumpe bør bli endå meir utbredt, innføring av automatiske målarar og automatisk senking av innetemperatur gjev ytterlegare moglegheiter for å redusere det totale forbruket. 16

18 7.4 Vi må handle no Den globale klimautfordringa let seg ikkje løyse innan 2020, men vi kan komme eit godt stykke på veg mot 2020 måla ved å treffe dei riktige vala no. I mange tiår etter 2020 vil vi hauste dei store gevinstane med rett handling no. Fylgjande tiltak vil være særs viktige: Fortsette arbeidet med energieffektivisering og omlegging frå fossil til fornybar energi. Utfasing av oljefyring er viktig for å redusere -utsleppa. Energieffektivisering vil bidra til å redusere forbruket av importert kolkraft, samt frigjere norsk fornybar energi til erstatning av kol, gass og olje. Vekst i energiforbruket i petroleumssektoren knytt til landanlegg og nye funn bør i størst mogleg grad dekkast opp med fornybar energi. I tillegg kan vi elektrifisere offshoreinstallasjonar i dei tilfeller dei tekniske og økonomiske forholda ligg til rette. Elektrifisering av vegtransporten er det tiltake som vil ha dei største langsiktige verknadane på norske utslepp av klimagassar og samla energibruk. Energisektoren kan bidra med den fornybare energien som trengst for å legge om energibruken i Noreg. Innan 2020 er det særleg vindkraft, vasskraft og bioenergi som vil bidra til veksten. Dei økonomiske rammevilkåra i form av støtteordningar og skattar må fremme veksten, og konsesjonsprosessen må ikkje være til hinder for realisering av gode prosjekt. Det må stimulerast til å fortsette forsking og utvikling på umodne teknologiar som vil bli tilgjengeleg først på lengre sikt, som offshore vindkraft og bølgjekraft. Forsking og utvikling vil utvide menyen av norske fornybare energiprosjekt og bidra til ytterlegare kutt av klimagassutsleppa og etter Lågare klimagassutslepp i 2011 Dei norske utsleppa av klimagassar var 52,7 millionar tonn CO2-ekvivalentar i Det er 2,3 prosent mindre enn året før. Lågare utslepp frå fyring og olje- og gassutvinning har bidrege mest til nedgangen, viser foreløpige utsleppstall frå Statistisk sentralbyrå (SSB) og Klima- og forureiningsdirektoratet (Klif). 17

19 Figur 3. Utvikling i klimagassutslepp Kjelde: Utsleppstatistikk til Statistisk sentralbyrå og Klima- og forureiningsdirektoratet Det vart sleppt ut 52,7 millionar tonn klimagassar frå norsk territorium i Det er 1,2 millionar tonn mindre enn i Bortsett frå i 2009, då utsleppa gjekk ned som følgje av låg økonomisk aktivitet, har ikkje utsleppa vore så låge sidan Utsleppa i 2011 var likevel 5,8 prosent høgre enn i Fornybardirektivet Eit av dei viktigaste dokumenta når det gjeld fornybar energi i komande år er EUs fornybardirektiv, som formelt vart vedtatt våren 2009, og vart satt i kraft i Noreg den 20. desember Hensikta med fornybardirektivet er å sikre eit langsiktig samarbeid i Europa for å fremme produksjon og bruk av fornybar energi. Direktivet etablerar eit felles rammeverk og set bindande nasjonale mål. Og målet er at i 2020 skal EU ha ein del fornybar energi som er 20 prosent av totalt energibruk, ei betydeleg auke frå 2005 då var på 8,5 prosent. I tillegg skal alle medlemslanda og Noreg ha ein del på 10 prosent fornybar energi i transportsektoren i Motivasjonen for direktivet er eit ynskje om reduserte klimagassutslepp, eit fokus på økt forsyningssikkerheit, teknologiutvikling og oppbygging av næringsverksemd knytt til fornybar energi i Europa. Det er satt eit mål om ein fornybar del i Noreg på 67,5 prosent i Noko som er ei auke på om lag 9,5 prosentpoeng frå Dermed vil fornybar energiproduksjon utgjere meir enn to tredjedelar av energiforbruket i Noreg i 2020, og er det klart høgste målet i Europa. El-sertifikatmarknaden er eit viktig verkemiddel for å nå målet om økt fornybar del i Ei auke i fornybar delen kan oppnåast ved å auke produksjonen av fornybar energi, ved å erstatte fossil energi med fornybar og ved å redusere energibruken. 18

20 7.5.2 Energieffektivisering Velstandsutviklinga i Noreg har i stor grad dei siste hundre åra blitt drive fram ved å ta i bruk store energiressursar: Først vasskraft så olje- og gassressursane. Frå starten av 50-talet og fram til i dag har kraftproduksjonen nesten blitt tidobla. Frå starten av 70-talet og fram til 90-talet kunne ein sjå at bruttonasjonalproduktet (BNP) for fastlands-noreg økte i takt med veksten i kraftproduksjonen. Frå midten av 90-talet og framover har veksten i bruttonasjonalproduktet økt meir enn kraftproduksjonen og forbruket. Vi har klart å vidareføre den økonomiske veksten utan at bruken av kraft har økt i same takt. Vi klarer altså å skape meir utan å bruke meir energi. Det er fleire årsaker til at vi har fått ein mindre energiintensiv økonomi. Ein årsak er at næringsstrukturen har endra seg. Vi har hatt sterkast økonomisk vekst i sektorar som er lite energiintensive. Ein anna årsak er den teknologiske utviklinga. Vi klarar å produsere dei same produkt og tenester med bruk av mindre energi enn tidlegare. Ein viktig driver for energieffektivisering er auke av energiprisane. Frå 2000 til 2009 har energiprisen nesten dobla seg. Ein annen driver for å bremse veksten i forbruket av energi er politiske verkemiddel. I perioden frå 2000 og fram til i dag er det gjennomført fleire tiltak for å bidra til redusert energibruk. Eksempelvis er det gjennomført fleire revisjonar av byggeforskriftene som gjer at nye bygg har eit betydelig lågare energibehov enn før. Det er og gjennomført ein omfattande energimerking av både utstyr og bygningar. Figur 4. Energimerking der A er best og ein G er ein versting i forbruk av energi Enova har vist seg å være eit effektivt verkemiddel sidan dei vart etablert i I perioden frå 2001 til og med 2011 har Enova i samarbeid med marknaden utløyst tiltak for å auke tilgangen på fornybar energi og effektiv energibruk som til saman utgjer 17,9 TWh, kor 16,6 TWh er utløyst gjennom Energifondet. I tillegg har Enova utløyst 3,1 TWh ny infrastruktur for bruk av naturgass. 19

21 7.5.3 Behovet for energi aukar Vi er i dag 5 millionar innbyggarar i Noreg. Ifølge Statistisk sentralbyrå er det innan 2050 ei forventa befolkningsvekst på 30 prosent, det vil sei 6,5 millionar innbyggarar. Så sjølv om energibruken har vore relativt stabil dei siste år, så er det ingen grunn til å kvile. Ein viktig pådrivar for vidare arbeid er utviklinga i befolkningsveksten som resulterar i økt behov for energi. Ein anna trend er at den gjennomsnittlege størrelsen på hushalda minkar, som er eit resultat at vi ventar lengre med å etablere oss, og vi lever lenger. Små hushald brukar meir energi per person enn større hushald. Ein ny vekst i den kraftintensive industrien, saman med eventuell etablering av nye store energibrukarar (som nett- skyer/serverparkar), kan bidra til ein forsterka vekst i energibehovet, og bidra til at energiintensiteten igjen aukar Ressursar finnast, potensiale skapast Med nye løysingar kjem og nye moglegheiter. Dette ser ein kanskje tydlegast i dag innan olje- og gassindustrien, kor ny teknologi stadig gjer nye felt drivverdige. Det å skape ein slik dynamikk har vore og vil være sentralt for Enova når det gjeld løysingar og teknologi knytt til fornybar energi og energieffektivisering. Allereie no skjer det betydeleg teknologiutvikling og innovasjon innan fornybar energi og energieffektivisering. Finnfjord, som er ein av Europas leiande produsent av ferrosilisium, er no i gang med å bygge eit gjenvinningsanlegg for spillvarme. Dette anlegget er unikt i verdsmålestokk både når det gjeld størrelse og verknadsgrad. Noreg er i ein svært gunstig situasjon: Vi har ein høg fornybar del. Vi har store uutnytta potensial for økt fornybar energiproduksjon. I tillegg har vi store moglegheiter for å frigjere energi gjennom endå meir effektiv bruk av energi. Og vi har teknologien og kompetansen som skal til. Det samla potensialet for meir effektiv energibruk, økt bruk av fornybar varme og ambisjonar om økt kraftproduksjon kan gi oss ein kraftig forbetring av kraftbalansen. For å få utløyst dei ønska potensiala er det viktig at Enovas verkemidlar bryt ned dei barrierane som står i vegen for energieffektivisering og økt bruk av fornybar energi. Berre på den måten kan ein bidra til varige endringar i marknaden. 7.6 Vi trenger innovatørane(fornyarane) Dei siste 20 åra er det produsert stadig meir med den energien som er tilgjengeleg, det kan kallast energieffektivitet. Enova meiner at denne positive utviklinga er eit samspel mellom politiske verkemidlar for energieffektivisering saman med ei bevisst satsing på forsking og utvikling, og utvikling av marknaden. Skal dette fortsette, lyt det satsast på dei som er villige til å føre marknaden framover- innovatørane. Enova vil framheve, ved å skape ei positiv merksemd rundt dei som vel å strekkje seg litt lenger, for eksempel rehabilitere bygg til eit vesentleg betre energimerke. 20

22 7.7 Ein betydeleg energieffektivisering kan oppnåast ved elektrifisering Ein tradisjonell forbrenningsmotor brukar langt meir energi for å drive hjula enn ein elektrisk motor. Mykje av energien går tapt til varmeutvikling og tomgangkøyring. Ein elektrisk motor har ikkje tilsvarande tap. Ein elektrisk motor stoppar når køyretyet stansar, slik at energi og utslepp knytt til tomgangskøyring effektivt vert redusert til null. Elektrisk drivne køyrety nyttar overskotsenergien som skapast ved oppbremsing til å lade batteria. Dette er forhold som bidreg til at elektriske bilar er opptil 4 til 6 gangar så energieffektive frå tank til hjul som tradisjonelle forbrenningsmotorar. Figur 5. Elektrisk motor er mest energieffektiv. Kjelde: Alliance Bernstein, Toyota (EPA) Figur 6. Bilete av stop skilt 21

23 Regjeringas klimamelding som vart lagt fram 25. april i år er det foreslått at nye norske biler i 2020 i snitt skal sleppe ut 85 gram CO 2 per kilometer. Det må seljast mellom og ladbare bilar i 2020 for å nå dette målet. Skal ein nå klimamåla for personbiltrafikken, må det politisk handlekraft til. Berre 2,5 promille av bilparken er i dag ladbar. Figur 7. Utvikling av ladbare bilar Plugg - inn hybridbilar vekslar mellom å bruke el-motor og forbrenningsmotor. Forbrenningsmotoren startar først på langturar når det ikkje er meir straum på batteriet og det ikkje finst lademoglegheiter. Bilen kan ladast opp på det vanlege straumnettet. Eit batteri på 10 kwh er tilstrekkeleg for å køyre ein bil 50 km, og fullt opplada på 4 timar. Figur 8. Plugg inn bilar gjev økt effektivitet og reduserte utslepp. Kjelde: EBL Når el-motoren dekkar behovet for dei korte køyreturane, reduserast behovet for fossilt brennstoff, noko som reduserar utsleppa av klimagassar. Den norske vegtransporten har eit energiforbruk i dag på 44 TWh. Det er forventa at forbruket stig til 46 TWh i Personbiltrafikken står anslagsvis for 28 TWh. 22

24 Noreg kan sørgje for ei rask innfasing av plugg inn hybridbilar viss myndigheitene vil. Vegtransporten står for det største potensialet for å oppnå reduserte klimagassutslepp i Noreg gjennom elektrifisering. Produksjonskostnadane vil være høgre enn for dagens bilar i ein startfase, men det relativt høge avgiftsnivået i Noreg gjer det mogleg å selje plugg inn hybridbilar til forbrukar rimelegare enn tilsvarande modellar basert på forbrenningsmotorar. Det føreset at myndigheitene reduserar avgiftsnivået tilstrekkeleg for plugg inn hybridbilar. 8 Kraftnett = infrastruktur Overføringsnettet i Noreg består av luftlinjer, jord- og sjøkablar som er omtrent km, noko som tilsvarar over sju gangar jordas omkrets. Overføringsnettet delast inn i tre nivå: sentralnett, regionalnett og distribusjonsnett. Sentralnettet kan sjåast på som hovudvegane i kraftsystemet, mens distribusjonsnettet er det lokale nettet som sørgjer for levering av kraft til vanlege straumforbrukarar. Regionalnett er bindeledd mellom sentralnettet og distribusjonsnettet. Sentralnettet har vanlegvis 300 til 420 kv spenning, men i enkelte delar av landet inngår og linjer på 132 kv. Distribusjonsnetta har normalt spenning opp til 22 kv, men krafta transformerast ned til 220 V for levering til vanlege straumforbrukarar. Elektrisitet spelar ei viktig rolle i alle delar av samfunnet. Manglande kraftforsyning vil i løpet av kort tid stoppe økonomisk aktivitet og medføre store ulemper for befolkninga. Kraftnettet er nok den viktigaste infrastrukturen i samfunnet vårt sidan all anna infrastruktur er avhengig av straum for å fungere. Kraftnettet er ein unik infrastruktur då det til ei kvar tid må være balanse mellom produksjon og forbruk av straum. Straumen kan ikkje lagrast, og ein eksakt balanse vert difor eit ufråvikeleg krav dersom vi skal unngå systemsvikt og svartlegging av områder. Kapasiteten i produksjonssystemet og nettet må dimensjonerast på den måten at med maksimale forbruket kan dekkast. Produksjonen må og følgje svingingane i forbruket kontinuerleg. Veldig viktig med rask og nøyaktig respondering når det førekjem feil på nettet eller kraftverket. 8.1 Energiunderskot på 8 TWh Midt-Noreg (Nord-Trøndelag, Sør-Trøndelag og Møre og Romsdal) har eit energiunderskot på ca. 8 TWh (terawatt timer) i eit normalår. 8 TWh tilsvarer eit årleg forbruk på bustadar med eit gjennomsnittleg forbruk på kwh per år. Når energiunderskotet blir så stort, betyr det at det eksisterande nettet vert belasta hardare og faren for at feil oppstår vert høgre. 23

25 8.1.1 Kraftoverskot på 6 TWh Sogn og Fjordane har eit kraftoverskot på ca. 6 TWh i eit normalår, noko som utgjer om lag halvparten av kraftproduksjonen i fylket. Total vasskraftproduksjon i Sogn og Fjordane er på 12,7 TWh. I tillegg til dagens produksjon er det endå stort potensial for ny vasskraft, i hovudsak småkraft. Men ein stor del av dette potensialet kan ikkje realiserast med dagens nettkapasitet i fylket, for dagens 132 kv leidning gjennom Sogn og Fjordane har ikkje ledig kapasitet. Så føresetnaden for utbygging av ny kraft, og for å transportere den nye krafta ut av fylket må sentralnettet utbyggast. Det ligg fleire planar og konsesjonssøknadar for utbygging av vindkraft, og meldte og konsesjonssøkte planar for ny vasskraft som lyt vente til nettutfordringa er på plass. Sogn og Fjordane har kanskje dei beste uutbygde vasskraftressursane i Noreg. Totalt sett har Sogn og Fjordane eit stort kraftoverskot og ein magasinkapasitet som er større enn heile Midt-Noreg-regionen, men dette gjeld ikkje heile fylket. Her manglar ein sentralnettforbinding frå nord til sør i fylket. Dei fleste store vasskraftanlegg og vasskraftmagasin ligg sør og aust for Sogndal, der ligg og det meste av fylkets kraftintensive industri, denne fleksibiliteten kjem ikkje til nytte i Midt-Noreg med dagens nettinfrastruktur. Det er gitt konsesjon til utbygging av 0,5 TWh ny vasskraft i Sogn og Fjordane som kan byggast ut før Ørskog-Fardal er på plass, som igjen vil auke kraftoverskotet ytterlegare i fylket. Fleire industriprosjekt ligg til vurdering nord i fylket, industriutviklinga er avhengig av ei nettutbygging. Oversikt over kraftsituasjonen i Sogn og Fjordane og midt-noreg eit normalår Tabell 1. Kjelde: SFE Nett, Istad Nett og Statnett 8.2 Kraftnettet Sentralnettsleidningar har som hovudregel ei levetid på om lag 70 år. Det vil sei at leidningar som vart bygd på 60-talet truleg må skiftast ut om år frå no. Dagens 132 kv sentralnettleidning mellom Ørskog og Fardal vart bygd på 60-talet, og har stort sett vore uendra fram til 2004, då vart det satt i drift ein 132 kv forbindelse mellom Fardal i Sogn, via Mel kraftstasjon, Skei i Jølster og til Moskog transformatorstasjon i Førde. Tabellane under viser ein antatt kraftsituasjon i 2015 og 2020 for Midt-Noreg og Sogn og Fjordane. I desse tabellane er det antatt at Ørskog-Fardal er i drift frå 2015 og at heile det konsesjonssøkte potensialet for vasskraft i begge regionane realiserast. Når det gjeld vindkraft, er det antatt at halvparten av potensialet realiserast innan 2020, og at halvparten av prosjekta som ikkje er avhengig 24

26 av nye sentralnettsleidningar realiserast innan Vidare er der antatt at gasskraft ikkje realiserast i regionen innan Oversikt over kraftsituasjonen i Sogn og Fjordane og Midt-Noreg i 2015 ved ferdigstilling av Ørskog-Fardal og Namsos-Orkdal Tabell 2. Kjelde: THEMA Consulting Group Oversikt over kraftsituasjonen i Sogn og Fjordane og Midt-Noreg i 2020 ved ferdigstilling av Ørskog-Fardal og Namsos-Orkdal Tabell 3. Kjelde: THEMA Consulting Group 25

27 8.3 ØRSKOG FARDAL Fakta: 285 km kraftleidning med totalt ca 800 master. Seks nye transformatorstasjonar (Sogndal, Høyanger, Moskog, Ålfoten, Ørsta og Sykkylven). Sanering av Fardal transformatorstasjon i Sogndal og fjerning av ca 170 km av eksisterande stålmast leidningar. Ber 15 kommunar: Ørskog, Sykkylven, Ørsta, Volda, Eid, Bremanger, Flora, Naustdal, Førde, Jølster, Gaular, Høyanger, Balestrand, Leikanger og Sogndal Statnett tek sikte på ferdigstilling i løpet av Figur 9. Bilete av høgspentmast 26

28 Figur 10. Traseen til Ørskog-Fardal Endeleg vedtak desember 2011 Olje- og energidepartementet (OED) gav Statnett i desember 2011 endelig vedtak på å bygge ei ny 420 kv linje på heile strekninga mellom Ørskog i Møre og Romsdal til Sogndal i Sogn og Fjordane. Dette for å sikre Midt-Noreg ei god straumforsyning og styrke nettet for å realisere ny småkraft og fornybar kraftproduksjon på Sunnmøre og i Sogn og Fjordane. Prosjektet har en kostnadsramme på 5,5 milliardar kroner Manglande kapasitet for ny kraftproduksjon I Sogn og Fjordane og på Sunnmøre har ikkje nettet lenger kapasitet til å ta inn ny kraftproduksjon. Det vil sei at småkraftverk og ny fornybar energiproduksjon ikkje vil bli realisert før ein får bygt nye overføringslinjer. Berre i Sogn og Fjordane ligg det ca.100 småkraftsprosjekt på vent for behandling hos NVE. ( 80 småkraftverk (1-10 MW), 12 mini- mikrokraftverk (< 1 MW) og 11 større kraftverk (> 10 MW) ). Ein ny leidning mellom Ørskog og Fardal er det tiltaket som er mest robust for å møte framtidige endringar av produksjon og forbruk i regionen 27

29 8.3.3.Nettkapasiteten må aukast Eksisterande nett er fullt, det gjelder både 132 kv sentralnett mellom Ørskog og Fardal, men og 300 kv sentralnettet frå Fardal og over Sognefjorden (ein leidning mot Aurland og ein leidning sørover via Hordaland). Ein føresetnad for å kunne tilknytte ny produksjon er at nettkapasiteten aukast, både i og ut av området. Økt nettkapasitet for ny kraftproduksjon krev ei ny 420 kv forbindelse til Ørskog. Bygging av delstrekning mellom Ørsta og Sogndal vil ikkje opne for ny produksjon før den nordlegaste forbindelsen, Ørsta-Ørskog er på plass. Etter kvart som det etablerast ein samanhengande 420 kv forbindelse frå Ørskog og sørover, får område etter område tilgang til den nye overføringskanalen og dermed anledning til å tilknytte ny produksjon Vedtak og oppstart Statnett vil jobbe for å få på plass linja mellom Ørskog og Fardal så raskt som mogleg. Statnett fekk i desember 2011 endeleg vedtak på heile strekninga, etter å ha fått delvedtak på to strekningar av Olje og energidepartementet (OED) i april Statnett starta i oktober 2011 med hogst i traseen på dei strekningane Olje- og energidepartementet ga delvedtak på i april Frå Hovdenakk i Ørsta kommune til Hundvikfjorden sør vil entreprenøren starte med fundamentering i midten av mars Arbeidet vil starte i Ørsta og gå sørover. Frå Svelgsvatnet i Bremanger kommune til Tonheim i Flora kommune vil fundamentering starte medio april 2012, og frå Moskog i Jølster kommune og sørover til Høyanger er planlagt start for fundamentering midten av mars Når fundamenta er på plass vil linjeentreprenørane starte mastemontasje. Forventa tidspunkt for montering av master er sommar/haust Mastebygginga vil starte på dei same strekningane som fundamenteringa vart gjort. Transformatorstasjonane i Høyanger og Moskog vart grunnarbeidet starta vinteren 2011, dei fire andre startar seinsommar/haust Statnett sin langsiktige plan ligg fast: Innan år 2030 skal neste generasjon sentralnett vere etablert. Neste generasjon sentralnett vil medføre ein sterkare forbindelse mellom alle landsdelane, og vil bidra til at kraftprisane vert tilnærma lik i heile landet i normale situasjonar. Statnett forventar at investeringane i komande tiårsperiode vil utgjere milliardar kroner. Kostnadane er det forbrukarane som må betale i form av nettleige. Statnett vil legge til retta for at Noreg når sine målsetningar om ny fornybar produksjon på ein kostnadseffektiv måte. I forbindelse med innføringa av el-sertifikatmarknaden, ynskjer Statnett å bidra til at minst 13,2 TWh ny fornybar kraftproduksjon kan tilknytast nettet i Noreg innan

30 9 Grøne sertifikat Frå 1. januar 2012 vart Noreg ein del av ein norsk-svensk el-sertifikatmarknad. Fram til 2020 skal Sverige og Noreg til saman auke kraftproduksjonen basert på fornybare energikjelder med 26,4 TWh. Grøne sertifikat er eit verkemiddel som fremmar utbygging av rein, fornybar energi, som fungerar slik: Produsentar av ny fornybar energi tildelast såkalla grøne sertifikat tilsvarande energimengda dei produserar. Så forpliktar alle kraftleverandørar å kjøpe ei viss mengde grøne sertifikat. På denne måten oppstår det ein etterspurnad etter grøne sertifikat, og produsentar av fornybar energi kan hente ei ekstra inntekt i tillegg til sal av straum. Figur 11. Grønt sertifikat Marknaden avgjer prisen på el-sertifikata. Er det mange som investerer i ny kraftproduksjon, blir det mange sertifikat i marknaden og lågare sertifikatpris, men dersom det byggast ut for lite kapasitet i forhold til dei politiske målsettingane, vil etterspurnaden etter grøne sertifikat bli større enn tilbodet. Det vil medføre auka pris og dermed gjere det meir lønsamt å investere i fornybar elektrisitetsproduksjon. Målsettinga er som nemnt 26,4 TWh med auka fornybar kraftproduksjon i Sverige og Noreg til saman innan Det tilsvarar straumforbruket til meir enn halvparten av alle norske hushald. Samarbeidet vil vare fram til ordninga vert avvikla i år For å illustrere kostnadane for forbrukaren har Olje- og energidepartementet utarbeida eit eksempel: Myndigheitene vedtek for eksempel at det skal byggjast ut 11,7 TWh innan 2020, og det vert tatt utgangspunkt i at 1,3 TWh ny produksjon byggast ut kvart år. Det leggast til grunn at industrien er friteken for sertifikatplikt slik som i Sverige, og at kostnadane då skal fordelast på forbrukarane som står for 80 TWh samla kraftforbruk. Regne- eksempelet baserast på den svenske sertifikatprisen per i dag: 24,2 norske øre/kwh. Det første året skal 1,3 TWh fordelast på dei eksisterande, sertifikatpliktige 80 TWh: 1,3/80*100 = 1,63 %. Kvoteplikta dette året er 1,63%. Dette betyr at det for kvar kwh skal betalast 1,63 % av sertifikatprisen (pluss moms): 1,63/100*24,2 (eksempelets sertifikatpris) *1,25 (moms) = 0,48 øre/kwh. Ein gjennomsnittleg hushald har eit straumforbruk tilsvarande kwh, og vil dette året betale 96 kroner til sertifikatmarknaden. 29

31 Dette betyr at det i det påfyljande år framleis skal utstedast sertifikat for den kapasiteten som vart bygt året før, pluss dei nye 1,3 TWh for dette året. I år to er altså sertifikatgrunnlaget 2,6 TWh og forbrukarens utgifter til sertifikat doblast. I år 2020, når de vedtekne 11,7 TWh (for dette dømet) er bygt ut, vil sertifikatkostnaden være 4,43 øre/kwh og 885 kr/år for ein gjennomsnittsforbrukar. Det vert lagt opp til stigande prisar for elektrisk kraft i ein periode. Det er forventa at økt mengde elektrisitet i marknaden vil bidra noko til reduserte kraftprisar. I praksis fordelast derfor kostnadane ved sertifikatmarknaden mellom eksisterande kraftprodusentar og forbrukarane. Figur 12. Bilete av kraftnett NVE eller den svenske Energimyndigheita godkjenner kraftverk som får eit el-sertifikat for kvar MWh straum som blir produsert. Støtta er uavhengig av om kraftverket ligg i Sverige eller i Noreg, og av kva fornybar energikjelde som nyttast. Dette gjer til at investeringane i fornybar kraftproduksjon kjem der lønsemda er best. Eit kraftverk som er godkjent mottakar av el-sertifikat, har ein periode med denne ordninga i 15 år. Det svensk- norske samarbeidet skal vare fram til 2035, og skal ein produsent nytte ordninga fullt ut, må han begynne å produsere seinast Statnett er registeransvarleg i Noreg og utleverar el-sertifikat til godkjente kraftprodusentar. Som registeransvarlig vil Statnett halde oversikt over kor mange el-sertifikat produsentar og kvotepliktige har til ei kvar tid, samt ha opplysningar om kven som har handla med kven til kva pris. Det er ikkje nokon offisiell handelsplass for el-sertifikat. Transaksjonen kan skje direkte mellom seljar og kjøpar, eller via meklar. Statnett vil fortløpande offentleggjere informasjon om overdraging av el-sertifikat. 30

32 10 Bioenergi Bioenergi er ein samla beskriving på energi utvunne frå biologisk materiale. I mange samanhengar brukast og namnet biobrensel som er biomasse nytta til energiformål. Dette omhandlar foredla og uforedla brensel som organisk avfall, trevirke, ulike jordbruksvekstar og biogass. Bioenergi omfattar dermed ei rekkje råstoff og sluttprodukt som til dels har samanfallande verdikjeder. Figur 13.Tilverkingsvegar for biomasse til energi Kjelde: Fornybar energi ( 31

33 10.1 Biomasse- /brensel Biomasse vert nytta til ei rekkje formål som for eksempel fór, byggjemateriale og papir, kan og tilverkast til kommersielt interessante kjemikaliar. Bruk av biomasse til energiformål konkurrerar difor om råstoffet med mange alternative tilverkingar. Vanlegaste bruksområda for bioenergi er til produksjon av varme. Det er og mogleg å produsere elektrisk kraft, flytande biodrivstoff, biogass og hydrogen frå biomasse. Biobrensel frå skogen omfattar tømmer som for det meste har alternativ bruk i dag som massevirke til treforedlingsindustrien og sagtømmer til trelastindustrien, samt anna virke som kan flisast opp til bruk i fyringsanlegg og biprodukt frå treindustriell produksjon. Vidare hoggast det betydeleg med rundtømmer til ved. Figur 14. Produksjon av skogflis 10.2 Grovt sett kan ein skilje mellom to hovudtypar trebasert biobrensel: Foredla biobrensel Pellets og brikettar med lågt fuktinnhald og bruksområde hovudsakleg i små og mellomstore fyringsanlegg (2-4 MW) Uforedla biobrensel Flis anten frå rivingsvirke, heile tre eller skogsavfall, med relativt høgt fuktinnhald og vert nytta hovudsakleg i større fyringsanlegg (>2MW). I tillegg kan ein karakterisere ved som uforedla biobrensel mest eigna for små anlegg. 32

34 Andre råstoffgrunnlag for biobrensel Forutan biobrensel frå skogen har vi ei rekkje andre råstoffgrunnlag for biobrensel. Det gjeld: Jordbruksvekstar o Oljevekstar o Korn og halm o Gras o Snartvoksande energiskog Avfall o Avfall frå hushald o Våtorganisk avfall frå storhushald og butikkar o Mjølkeprodukt o Slakteriavfall og kjøtbeinmjøl Anna o Slam(frå næringsmiddel- og treforedlingsindustri og kloakk-/avløpsslam) o Husdyrgjødsel o Park- og hageavfall o Bygg- og anleggsavfall (emballasje, rivingsvirke, formvirke) Bioenergi i flytande form I transportmiddel blir alkohol og planteoljer brukt til å drive motorane i køyretya. Nokre land produserer biodiesel, diesel som er produsert av plantar. Biodiesel vert laga ved å presse oljen ut av plantane. Kva planter som skal brukast til å produsere biodiesel, avhenger av lokaliteten. Solsikke, raps og soya er nokre eksempel. I Noreg vert biodiesel framstilt av lakseolje, fiskeavfall, frityrolje og raps. Den kan brukast i dieselmotorar, og den slepp ut minimalt med co2. Dette er svært aktuelt for nytenkjande bilprodusentar som ynskjer ein meir miljøvenleg bil Miljøgevinst Når nedbrytarane bryte ned plante- og dyre- restane frigir det CO 2. Med andre ord frigir det CO 2 frå biomasse om vi let naturen gå sin gang. Dette skjer og om vi tek opp biomassen før nedbrytarane kjem, då kan vi brenne energien og sleppe ut like mykje CO 2 som nedbrytarane ville gjort. Då kan ein sei at Biobrensel er krinsløpbasert og bidreg derfor ikkje til å auke faren for farlege klimaendringar. Når økt bruk av bioenergi erstattar fossile brensel bidreg det til å redusere utsleppa av klimagassar. For kvar terawattime (TWh) varme frå fyringsolje vi erstattar med bioenergi vil vi redusere Noregs samla utslepp av klimagassen karbondioksid (CO2) med ein prosent. 33

35 10.4 Ulemper For stort uttak av biomasse frå naturen kan føre til avskoging. Og sidan vi tek plante- og dyre- restar frå naturen så kjem ikkje dei viktige næringsstoffa i plantane og dyra til jorda. Jordkvaliteten vert då dårlegare. Store delar av biomassen er lite tilgjengeleg for energiføremål. Den er anten for dyr å utvinne, brukast allereie til andre føremål som produksjon av trelast, papir eller cellulose, eller det er naudsynt å la den være i naturen for å oppretthalde økosystemet. Figur 15. Bioenergi er krinsløpbasert 10.5 Bioenergi globalt Bioenergi vert brukt i store delar av verda, og er verdas viktigaste fornybare energikjelde. I følgje Enova er bioenergi den viktigaste energikjelda for minst halvparten av klodens befolkning. Det er vanskeleg å anslå nøyaktig kor mykje bioenergi som vert brukt i energiforsyninga globalt. Men i følgje dei fleste kjelder bidreg bioenergi med rundt 15 prosent av verdas totale energiforbruk (2005). I Finland og Sverige er det bygd fleire biokraftverk, men foreløpig (2012) ingen i Noreg. 34

36 10.6 Biokraftverk Biokraftverk er eit kraftproduserande anlegg der det vert produsert elektrisk energi gjennom ein eller fleire generatorar på basis av fyring med bioenergi, i praksis treavfall og anna godt egna former for biomasse. Elektrisiteten vert distribuert ut på leidningsnettet. Figur 16. Biobrenselanlegg 10.7.Bioenergi i Noreg Både i Noreg og globalt er vanleg vedfyring den mest brukte forma for bioenergi, men bruken av bioenergi i meir foredla former, som biopellets, biogass og biodrivstoff til kjøretøy aukar i omfang. Bioenergi avgir CO2 når den brennas, men bioenergi regnast som nøytralt i klimasamanheng fordi planter gjennom fotosyntesen tek opp like mykje CO2 som den gjev ut ved forbrenning. Bioenergi er derfor viktig i kampen mot klimaendringane. Ved hjelp av CO2-håndtering og -lagring kan bioenergi for eksempel når den brukast i eigne biokraftverk ha negativt klimagassutslipp. I Noreg kan bioenergi erstatte bruken av forureinande fyringsolje til oppvarming. Tilgangen på bioenergi er stor i Noreg, og tilveksten i norske skogar er langt større enn avskoging. Den totale årlege tilveksten av biomasse i Noreg er på rundt 425 TWh. Det årlege uttaket av bioenergi i Noreg ligg på ca TWh, noko som er ca 6% av det årlege energibehovet i Noreg. Berekningar viser at potensialet for det som kan nyttast - dvs. den mengda som det er teknisk, økonomisk og økologisk forsvarleg å ta ut - kan doblast til TWh per år. 35

37 Målet for bioenergistrategien er å sikre målretta og koordinert verkemiddelbruk for auka utbygging av bioenergi med 14 TWh innan Auka utbygging er viktig fordi det Reduserer klimagassutsleppa Bidreg til næringsutvikling i distrikta Styrkar forsyningssikkerheita for energi Bidreg til å halde eit opent kulturlandskap fikk støtte til gardsvarmeanlegg Landbruket produserte 42,5 GWh energi i Det tilsvarer produksjonen frå eit halvt Altakraftverk. Gardsvarmeanlegg er mindre biobrenselanlegg i landbruket. Varmeanlegget kan nyttes til ein eller fleire bustadar eller kombinasjon bustad og næring. Med varmeanlegg meinar ein her fyrkjele basert på ved, flis eller halm som brensel. Interessa for gardsvarmeanlegg og varmesalsanlegg aukar i Noreg. Ifølge bioenergiprogrammet var det ved årsskiftet i drift 1009 gardsvarmeanlegg og 108 varmesalsanlegg i Noreg. I løpet av fjoråret var det særleg interessa for gardsvarmeanlegg som auka, slike anlegg, og 7 av 10 anlegg det ble søkt støtte til hos Innovasjon Noreg var et gardsvarmeanlegg. Til saman produserte gardsvarmeanlegga 26,7 GWh energi i fjor, mens varmesalsanlegga produserte 15,3 GWh Potensialet for bioenergi i Sogn og Fjordane Det teoretiske potensialet for eit berekraftig uttak av ståande biomasse til bioenergi i Sogn og Fjordane kan svært forenkla seiast å tilsvare dagens nivå av netto tilvekst i produktiv skog som er Dersom heile denne mengda hadde vore nytta som bioenergi, ville det tilsvart 1,56 TWh dersom ein reknar 2000 KWh per virke Dagens situasjon Det vert årleg seld om lag tonn ved i fylket (statistisk sentralbyrå, 2010), og dette utgjer mesteparten av bioenergien som vert produsert i fylket per i dag. Dersom tonn fyringsved (med 20 prosent fukt) ligg til grunn vil dette gje energi tilsvarande 200 GWh. 36

38 10.8 Fjordane Bioenergi Fjordane Bioenergi AS er eigd av to likeverdige eigarar. O Tenden Holding AS og Tussa Energi AS. Dette er det første flisfyringsanlegget i Sogn og Fjordane, vart stifta i mars i 2008 og er ein profesjonell flisleverandør på Nordvestlandet, lokalisert i Stryn. Dei leverar energiflis til fjernvarmesentralar og leiger ut utstyr til kverning for andre. Som flisleverandør har dei ambisjonar om å arbeide seg inn i varmemarknaden med eigne prosjekt av ulik størrelse innan gards-, industriog nærvarmeanlegg. Fjordane Bioenergi koplar miljøvennlege bioenergiprosessar med gjenvinningsog skogvirke og skapar konkurransedyktig grøn varme på Nordvestlandet. Dei er og involvert i fjernvarmeprosjekt der dei bidreg med kompetanse på råstoff og tekniske løysingar. Ved å ta hand om ein større del av verdikjeda frå skog til produsert varme kan ein effektivisere og kvalitetssikre dei ulike arbeidsoperasjonane. Figur 17. Maskin på oppdrag - leigekverning 10.9 Biogassanlegg Sogn og Fjordane utmerkar seg med mange små og mellomstore driftseiningar med husdyr. Mange av driftseiningane er for små til at dei aleine er i stand til å levere store nok mengder husdyrgjødsel til at det er mogleg å halde eit gardsbasert biogassanlegg gåande, men har ei plassering som gjer at dei saman med nærliggjande driftseiningar får nok husdyrgjødsel til å etablere eit felles (sentralisert) biogassanlegg. 37

39 Den største føremona med eit gardsbasert anlegg ligg i at handtering av husdyrgjødsla vert gjort på staden, medan den må transporterast over ei viss avstand ved bruk av eit fellesanlegg. Eit slikt anlegg har likevel somme føremoner samanlikna med gardsbaserte anlegg, som til dømes: - Anlegget kan plasserast på ein gunstig stad i ei grend (sikkerheit og luktproblem) - Den økonomiske risikoen vert fordelt mellom fleire aktørar - Profesjonelle personar kan ta hand om drifta av anlegget - Lettare avsetnad på produsert energi - Lågare investering per produsert energimengd Figur 18. Bruksområde for bioenergi 38

40 Oversikt over plassering av potensielle sentraliserte biogassanlegg i Sogn og Fjordane. Lengste avstand er avstanden frå eit tenkt senter og ut til den driftseininga som ligg lengst unna dette senteret. Metanpotensial, GWh netto og miljøgevinst gjeld alle på årsbasis. Tabell 4. Oversikt over plassering av potensielle sentraliserte biogassanlegg i Sogn og Fjordane Desse 20 anlegga har eit samla metanpotensial på metan, og dette utgjer om lag 43 prosent av det totale potensialet for fylket. Fordi metanpotensialet stammar frå gjødsel med ulikt metanpotensial (ulike dyreslag) er ikkje dette synonymt med at 43 prosent av all gjødsel på tørrstoffbasis er behandla i desse anlegga, og ein må pårekne nokre prosent i avvik. Dette inneber at dersom desse anlegga vert realisert vert regjeringas mål, om at 30 prosent av husdyrgjødsla skal behandlast i eit biogassanlegg innan 2020 nådd. 39

41 Bruk av produsert energi Energien i biogassen kan nyttast på ulike vis, og døme på bruk er: - Brenning av gassen direkte til oppvarmingsføremål (drivstoff i ein gassdriven byggtørkar) - Oppvarming av varmt vatn i sentralfyrte anlegg (til system med vassboren varme og til bruk som varmt tappevatn, gjer bruk av biogass svært fleksibel) - Oppgradering til bruk i køyrety og fleire Innovasjon Noreg Innovasjon Noreg har etablert to ordningar som har til målsetjing å auke produksjonen av skogsflis og bruk av bioenergi. For produksjon av skogsflis kan det dekkast inntil 25 prosent av investeringskostnader til produksjonsutstyr og inntil 50 prosent av prosjekteringskostnader. For etablering av bioenergisanlegg kan det gjevast tilskot som dekkar inntil 40 prosent av investeringskostnader og 50 prosent av prosjekteringskostnader. Dette er å finne på : 40

42 11 Fjernvarme Figur 19. Isolerte fjernvarmerøyr under installasjon Fjernvarme er eit energisystem der energi til oppvarming produserast ein plass og brukast ein anna plass. Til transport av varmeenergien brukast ei lukka røyrsløyfe som transporterar varmt vatn til forbrukar og lunka vatn tilbake for ny oppvarming. Energiproduksjonen kan derfor skje i effektive fjernvarmesentralar fleire kilometer frå forbrukaren. Vatn blir varma opp i ein varmesentral, blir distribuert gjennom eit fjernvarmenett av isolerte røyrgater under bakken, ofte som anna infrastruktur som telelinjer og straumkablar. Vatnet som transporterast vert ofte svært varmt, opp til 120 C og er under høgt trykk, opp til femten bar. Dette set store krav til arbeidet på røra som går fram til bygningane som skal varmast opp. Det gjennomsnittlege varmetapet er på berre fem prosent. Her overførast varmen frå fjernvarmenettet til kunden sitt eige varmeanlegg. Når vatnet er avkjølt etter bruk, vert vatnet frakta tilbake til fjernvarmesentralen i eit retur røyr for å bli varma opp på nytt. Eit fjernvarmeanlegg forsyner som regel fleire bygningar eller heile bydelar med fjernvarme. Det er tilknytingsplikt til fjernvarmeanlegg, kostnadane vil synke med tal abonnentar som er tilknytt. Anlegget nyttar ulike energikjelder, alt frå spillvarme, avfallsforbrenning, varmepumper, bioenergi og gass til oppvarming av vatn. Hos kunden er det installert ein kundesentral med varmevekslar der energien overførast frå fjernvarmevatnet til kundens varmeanlegg. Kundane har eit vassbasert oppvarmingssystem med radiatorar, golvvarme eller ventilasjonsanlegg med vassbasert varmebatteri. Kundane styrer varmen med termostatar og forbruket registrerast med energimålar, like enkelt som bruk av elektrisitet. 41

43 11.1 Historikk Frå starten av 1980-talet har det vore ein jamn vekst i fjernvarmeutbygginga. Frå tusenårsskiftet skaut veksten fart og frå ein årsproduksjon på 1 TWh i 2001 var produksjonen av fjernvarme på 5,2 TWh i Regjeringa sitt mål er 10 TWh innan Dette er mogleg med forsert utbygging og gode rammevilkår Sterk auke i fjernvarmeforbruket Forbruket av fjernvarme var 4,3 TWh i 2010, som er ei auke på 31 prosent samanlikna med året før. Den kraftige auken i forbruket kan sjåast i samanheng med betydeleg utbygging av produksjons- og distribusjonskapasiteten, både blant etablerte og nyetablerte fjernvarmeverk i Tenesteytande næringar stod for største delen av fjernvarmeforbruket i I løpet av året vart det levert 2,8 TWh fjernvarme til denne næringa. I same periode var forbruket i hushalda 1 TWh. Industriens del av fjernvarmeforbruket har vore stabil dei siste åra. I 2010 var fjernvarmeforbruket i industrien 470 GWh. Det er investert for heile 3,6 milliardar kroner i fjernvarmeanlegg i 2010, noko som er ei auke på 16 prosent samanlikna med 2009, som og var eit år med rekordhøge fjernvarmeinvesteringar. Investeringar i denne storleik gjev forventningar om betydeleg vekst i fjernvarmeforbruket i åra som kjem. Dei rekordhøge investeringane kan blant anna sjåast i samanheng med Enovas støtteordningar til investeringar i ny fjernvarmeproduksjon. Sjølv om fjernvarmeforbruket er aukande, utgjer det berre 1,6 prosent av netto innanlands sluttforbruk av energi i Figur 20. Forbruk av fjernvarme i ulike forbruksgrupper i tidsrommet GWh. Kjelde: Norsk fjernvarme 42

44 Figur 21. Nettoproduksjon av fjernvarme fordelt på ulike typar varmesentralar i Prosent. Kjelde: Norsk fjernvarme Høge prisar og salsinntekter Prisen på fjernvarme var i gjennomsnitt 65,1 øre/kwh, eksklusive meirverdiavgift, i Noko som er ein oppgang på 13 prosent samanlikna med året før. Høg pris og økt sal av fjernvarme bidrog til betydeleg vekst i salsinntektene i Samanlikna med 2009 steig salsinntektene med 46 prosent, og var 2,7 milliardar kroner i Stort potensial I 2010 var produksjonen av fjernvarme 5,2 TWh, ei auke på 18 prosent frå året før. Fjernvarme er bygd ut eller er under utbygging i 92 prosent av alle byar på meir enn innbyggarar. Den bidreg til å fase ut oljefyring, fjernvarme har så langt erstatta ca. 2,5 TWh oljefyring og dermed bidrege til tonn mindre CO2- ekvivalentar årleg Fjernvarme i Sogn og Fjordane Her i fylket er det gitt konsesjon til to fjernvarmeanlegg. Ulvesund Kraftvarmeverk AS i Vågsøy kommune og Sognekraft AS i Sogndal kommune. Sunnfjord Energi AS i Førde kommune hadde planar om å etablere fleire energisentralar i sentrum som skulle hener varme og kjøling frå Førdefjorden, men dei fekk avslag frå NVE i sin konsesjonssøknad. 43

45 Ulvesund Kraftvarmeverk Ulvesund Kraftvarmeverk AS er biobrenselsprodusent, og held til i Vågsøy kommune i Sogn og Fjordane. Anlegget skal lokaliserast til Trollebø Næringspark i Vågsøy. Deira virke er innan produksjon av elektrisitet frå biobrensel, avfallsforbrenning og deponigass. Kraftvarmeverket skal i første byggjetrinn forsyne industrien på Trollebø med damp, medan framtidige byggjetrinn vil tilby fjernvarme i sentrale deler av kommunen. Fullt utbygd vil fjernvarmeanlegget i Måløy erstatte forbrenninga av 6,4 millionar liter olje årleg i industri og lokale varmesentralar, og bidra til å redusere utsleppa av CO2 med tonn årleg. Desse kutta svarar til dei årlege utsleppa frå om lag 9000 personbilar. Enova har tildelt 28 millionar kroner til Fjord Miljøenergi AS for bygging av Ulvesund Kraftvarmeverk på Trollebø i Måløy. Anlegget skal vinne att energi frå avfall og vil ha ein kapasitet på levering av inntil 64GWh fornybar energi Fjordenergi i Sogndal Sognekraft skal bygge fjordenergianlegg i Sogndal. Det ligg eit stort energipotensiale i Sognefjorden som dei har tenkt å utnytte. Figur 22. Bilete av Sogndal Sognekraft skal bygge eit fjordenergianlegg basert på fjordvarme i Sogndal. Anlegget er langt på veg eineståande i sitt slag gjennom at sjøvatn blir teke opp frå 50 meters djupn i eit felles opptak, og sjøtemperert ferskvatn vert så distribuert til nokre få store energisentralar. Sjøtemperaturen på 50 m djupn er 7-8 grader heile året. I energisentralane vert det installert store vatn til - vatn varmepumper som produserer varmt vatn. Det varme vatnet vert distribuert i isolerte røyr til kundane. Denne løysinga medfører at stamnettet fram til energisentralane har låg temperatur, og kan nytte uisolerte røyr. Det varme vatnet frå energisentralane får lågt energitap då sentralane ligg nær kunden. Ei full utbygging i to fasar vil kunne gje 15,5 GWh varme og 5 GWh kjøling. 44

46 12 GEOTERMISK ENERGI Ordet geotermisk kjem frå dei greske orda geo (jord) og therme (varme). Geotermisk energi er termisk energi (varme) frå jordas indre. Den har sitt opphav i varmeenergi lagra i kjerna og mantelen frå jordklodens opphav, samt ein kontinuerleg tilførsel av varmeenergi frå spalting av radioaktive materiale i dei øvre 30 km av jordskorpa. Dette utgjer ca. 70 % av varmestraumen, mens dei resterande 30 % skuldast nedkjøling av jordskorpa. Temperaturdifferansen fører til ein kontinuerleg varmestraum frå jordas indre til overflata. Temperaturen stig raskt frå jordskorpa og innover. I gjennomsnitt aukar temperaturen med ca C per kilometer innover frå jordas overflate, i gunstige geologiske forhold opptil 10 gangar høgre. Bruksområde og grunnforhold avgjer kor langt ned ein må for å hente varmeenergi. Figur 23. Grov skisse av jordas indre 12.1 Geotermiske ressursar og teknologi Ein geotermisk ressurs kan definerast som ein økonomisk utnyttbar varmekjelde i jorda. Geotermiske ressursar kan ha ulikt opphav og geologiske føresetnadar. Felles for utnyttinga av geotermisk varme er at det krev ei stor varmekjelde, eit varmereservoar med tilkopling til overflata og eit godt takdekke som held på varmen. 45

47 Grunnvarme Utnytting av lågtempererte ressursar i den øvre delen av jordskorpa omtalast som grunnvarme. Dersom temperaturen er tilstrekkeleg høg (over 40 C) kan jordvarmen utnyttast direkte til oppvarmingsføremål. Ressursar med lågare temperatur (under 40 C) kan utnyttast ved hjelp av varmepumpeteknologi. Denne teknologien kan og nyttast til kjøling, jorda kan dermed fungere som både varmesluk og varmekjelde etter behov Hydrotermiske system Hydrotermiske system er uthenting av varme frå naturlege vassreservoar i jorda. Grunnvassmagasinet tek opp varme frå rundtomtliggande steinmassar. Om ikkje det varme vatnet kjem opp til overflata naturleg, som ei varm kjelde, kan det borast brønnar for å tilgjengeleggjere varmereservoaret. Varmt vatn/damp hentast opp frå reservoaret gjennom ein produksjonsbrønn, nytta til kraftproduksjon og/ eller oppvarmingsføremål, for deretter å injisere attende til reservoaret gjennom ein injeksjonsbrønn. Hydrotermiske system kan delast inn i tre hovudkategoriar: Tørrdampsystem Våtdampsystem Varmtvassystem Geotrykksystem Geotrykksystem er djupe geotermiske ressursar som består av varmtvatn og naturgass under svært høgt trykk. Slike lommer ligg gjerne på fleire tusen meters djup, og det forskast i dag på korleis varmen, trykket og naturgassen på best mogleg måte kan utnyttast Energiressurs Geotermisk energi er ein betydeleg energiressurs. I vulkanske områder som for eksempel Island, Tyrkia og Japan fins det store geotermiske ressursar. På Island vert 85 % av oppvarminga utnytta av geotermisk energi. Varme kjelder, geysirar, basseng med kokande gjørme og varmt grunnvatn kan nyttast til energiformål. Dei mest anvendelege geotermiske kjeldene er varmt vatn og damp som kan ha temperaturar frå ca. 100 C 350 C. 46

48 Figur 24. Varmekjelde på Island Energiressursen i Noreg Forsøk på utnytting av geotermisk energi her i landet har per 2006 ikkje vore rekningssvarande, mykje grunna kostnadar og problem knytt til brønnboring ned til 5 kilometers djupne. Når det gjeld grunnvarme ligg forholda vel til rette i Noreg. Ved boring av energibrønnar i fjell, er det lausmassetjuknaden og tal boremeter som avgjer kostnaden. Nødvendig tal boremeter brønndjupna er igjen bestemt av temperatur i grunnen, varmestraum og varmeleiingsevne. Ettersom teknologien utnyttar energi djupt inne frå jordas kjerne, er dette ein fornybar energiteknologi uavhengig av periodevis tilbakevendande energikjelder, som sol- og vindkraft Miljøpåverknadar I utgangspunktet kategoriserast geotermisk energi som ein rein energiressurs. Samanlikna med fossile energiressursar er miljøpåverknadane små. Men enkelte effektar frå utvinningsprosessen kan gi negativ innverknad på miljøet. Luftforureining og partikkelutslepp kan oppstå dersom det geotermiske fluidet fordampar og tek med seg oppløyste gassar eller partiklar ut i atmosfæren. Grunnvassforureining kan førekomme dersom det i boreprosessen påtreffast eit grunnvassmagasin. Borefluidet kan i nokre tilfeller ta med seg uønska stoff og partiklar som spreias ut i grunnvatnet. Støy vil til ein viss grad oppstå ved etablering av eit konstruert geotermisk system. Ved drift av eit kraftproduserande anlegg vil transformator, kraftstasjon og kjøletårnet medføre noko støy, mens anlegg for direkte bruk av geotermisk energi medfører lite eller ingen støy. 47

49 12.4 Dagens status for bruk av geoenergi Geotermisk kraftproduksjon Ved utgangen av 2009 fantes det geotermiske kraftverk i totalt 24 land i verda. Desse kraftverka hadde ei samla installert effekt på ca. 10,7 GW og produserte til saman over 67 TWh det føregåande året. Sju land skil seg ut som leiande innan geotermisk kraftproduksjon, med totalt ca. 88% av den geotermiske kraftproduksjonen i verda. I tabellen nedanfor viser ei oversikt over desse landa og deira samla installerte effekt i geotermiske kraftverk. Tabell 5. Leiande land innan geotermisk kraftproduksjon Bruk Jordvarmen vert mest nytta som lågverdi energi, då treng ein geotermiske kjelder på over 40 C. For å utnytte den som ein høgverdi energiform må ein ned på geotermiske kjelder på over 175 C. Figur 25. Ulike temperaturområde for geotermisk energi og dei mest aktuelle bruksområda 48

50 13 Solenergi Solenergien som når jordoverflata består av direkte og diffus innstråling. Den direkte solinnstrålinga kjem rett frå sola. Den diffuse solinnstrålinga består av sollys som er spreidd i atmosfæren, og den kjem frå alle retningar. Blått lys vert spreidd mest, og difor er himmelen blå. På ein klår dag er mesteparten av solinnstrålinga direkte, på ein overskya dag er det nesten berre diffus innstråling. Figur 26. Solenergi globalt Dei fleste veit at Solenergi er grunnlaget for alt liv på jorda. Utan solenergi ville jorda vore kald og aude. Sollyset som treff Jorda per år, tilsvarer fleire tusen gangar verdas totale energibruk. Det mange ikkje er klar over, er at det er relativt enkelt å nytte denne energien på andre måtar enn gjennom fotosyntese og solbading. Solenergi kan haustast og omdannast til elektrisitet direkte ved hjelp av solceller. Mange meinar at solceller vil stå for ein vesentleg del av framtidas produksjon av elektrisitet. Til tross for at det finst ein stor og raskt voksande solcelleindustri, med fleire norske firma som viktige aktørar, må stadig innovasjon til for å gjere elektrisiteten frå solceller endå meir konkurransedyktig Sola som energikjelde Solenergi er ei tilnærma utømmeleg energikjelde. Utfordringa har vore å finne effektive måtar/løysingar for å utnytte solenergien. I hovudsak kan energien frå sola utnyttes på to måtar: Produksjon av varme: Passiv solvarme Solfangar 49

51 Produksjon av elektrisk energi: Solceller Consentrated solar power 13.2 Passiv solvarme Ei kjend, god arkitektløysing er for eksempel å kombinere store sørvendte vindauge med tunge material som stein eller betong i sjølve rommet, som kan suge til seg og lagre solvarmen midt på dagen, og gi varmen tilbake til same rommet om natta. Vindauget er solfangaren, golvet og veggane er varmelageret, og naturleg oppdrift av varme er distribusjonssystemet. Figur 27. Døme på passiv solvarme Med passive system meinar ein system som stort sett fungerar av seg sjølv, utan tekniske hjelpemiddel. I løpet av eit år mottek ein eigenbustad i Sør-Noreg solenergimengder på kwh (kilowattimar) på den sørvendte sida. Dette er ca. tre gongar meir enn berekna forbruket pr. år i ein eigenbustad Store sør og vestvendte vindauge og glastilbygg gir gode varmetilskot. Men ettersom varmen transporterast raskt gjennom glas, får ein ikkje utnytta solvarmen etter at solen er gått ned. Energigevinsten oppnår ein ved å bygge eit glastilbygg som er avskilt frå resten av bygningen med ein godt isolert vegg. I løpet av dagen varmes lufta opp i glastilbygget. Ein del av varmen distribuerast til resten av huset. En del absorberast av den isolerte veggen som lagrar varmen. Om natta avgis varmen til resten av huset, samtidig som veggen isolerer mot kald luft. 50

52 13.3 Solfangar Ein solfangar må ikkje forvekslast med eit solcellepanel. Ein solfangar er eit glaspanel som monterast på taket eller på husveggen. Solfangaren er fylt av vatn som varmast opp av sola og som leias til ein lagringstank. Solfangaren omgjer solenergi til nyttevarme. Det fins i hovudsak to typar: Plane solfangarar og vakuumrør. Begge solfangarane samlar opp vann som kan brukast til oppvarming av tappevatn eller bustadvarme. Figur 28. Solfangar Ein Solfangar sørgjer for å auke temperaturen i varmtvatnet slik at du slepp å bruke så mykje anna energi på å varme vatnet til ønskt temperatur. Men i kombinasjon med til dømes ein biokjele eller ei varmepumpe vil ein få varmt vatn på ein miljøvennleg måte når sola ikkje gir nok energi. Det finst i hovudsak to typar solfangarar som passer til bustadar i Noreg: Plane solfangarar og vakuumrør. Begge typar solfangarar varmar direkte eller indirekte opp vatn som kan brukast til oppvarming av tappevatn eller bustadoppvarming. Tappevassoppvarming, eventuelt i kombinasjon med bustadoppvarming, vil være mest aktuelt i Noreg. Slike løysningar kan dekke opp til 50 % av det totale varmebehovet. Hovudkravet som vert stilt til nye bustadar i teknisk forskrift, er at minimum 40 % av energibehovet til oppvarming av vatn og bustad skal kunne dekkast av annan energiforsyning enn straum og olje/gass. Ein solfangar kan bidra til at kravet vert oppfullt. Å varme opp vatn er det som er mest utbredt. Det varme vatnet brukast til tappevatn, og oppvarming av bygningsmasse. For tappevassoppvarming vil ofte eit solfangarareal på 5-8 m 2 være tilstrekkeleg. Ein varmtvassberedar på 300 liter vil være passe stor for energilagring. Innsparinga vert større dersom du samtidig installerar energieffektive tappevasskranar og sparedusj. 51

53 Ein bustad på 200 m 2 kan krevje eit solfangarareal på 25 m 2 for eit anlegg som skal gi tappevatn og varme til arealoppvarming. Ein solfangar er rimelegare og meir effektiv enn solceller, men energi i form av varme er ikkje like allsidig som i form av straum. Sparing i kroner og ører avhenger av bustad og størrelsen på solfangaren. Det som kostar er utstyret for å samle solstrålinga inn og for å gjere den tilgjengeleg som varme eller tappevatn. Eit solfangaranlegg er gjerne nedbetalt i løpet av 5-10 år, Enova gjev støtte til huseigarar som vel å installere solfangaranlegg. I følgje Enova kostar eit komplett solfangaranlegg for tappe vatn frå kroner, avhengig av dimensjonering, utforming og drift av anlegget. For et kombinasjonsanlegg (solfangar/varmepumpe) vil prisen kunne variere mykje. Eit slikt anlegg vil koste frå kr og oppover Solceller Solceller utnyttar noko som kallast den fotovoltaiske effekt. Det betyr at sollys omdannast til elektrisitet. Når solcella belysast vert framsida negativ og baksida positivt lada. Koplast det leidningar til kvar side av ei solcelle kan ein ta ut elektrisk straum på same måten som ein brukar eit batteri. Dei viktigaste solcelleteknologiane er krystallinske solceller og tynnfilmteknologiar. Forholdet mellom pris og verkingsgrad, samt bruksområde og tilgjengeleg areal er gjerne avgjerande for val av teknologi. Figur 29. Solcellepanel Verkingsgrad Verkingsgrad er per definisjon forholdet mellom gitt effekt og tilført effekt. For solceller tilsvarar dette forholdet mellom solinnstråling (soleffekt inn) og produsert straum (elektrisk effekt ut). 52

54 Verkingsgrad for solceller Den momentane verkingsgraden for eit solcelleanlegg varierar gjennom dagen og over året, då den er avhengig av fleire faktorar, som for eksempel mengde innstråling og innstrålingsvinkel. Dette betyr at eit solcellepanel har ein høgre momentan verkingsgrad på klare dagar med mykje sol, enn når det er overskya. Men og på solrike dagar kan verkingsgraden minske; eit panel som er blitt varma opp heile dagen, har dårlegare effektivitet enn i avkjølt tilstand Solcellepanel Solceller gjev ei spenning på ca. 0,3 0,6 V, avhengig av teknologi. For å få ein praktisk brukbar størrelse på panelet og ein egna spenning, koplar ein derfor eit passande tal celler i serie i eit solcellepanel. Eit typisk panel med solceller av krystallinsk silisium består av serie- og parallellkopla celler, som er kapsla inn mellom eit dekkglas og ei bakplate. Panelet må beskytte solcellene mot vær og vind, og kvaliteten på innkapslinga er derfor svært viktig. I tillegg må panelet ha tilstrekkeleg mekanisk stabilitet for å beskytte dei skjøre solcellene mot handtering og påkjenningar frå regn og hagl. Solcellene vert sett saman i panel som leverast i mange storleikar. Mest vanleg er panel i området Wp for tynnfilm og Wp for krystallinske solceller. Panel med krystallinske silisiumceller kan leverast med 25 års garanti. Figur 30. Bilete av ein solcellepark I USA planlegg dei nye solcelleparkar med installert kapasitet på over 500 MW, i 2012 skal eit 143 MW solcelleanlegg starte opp i Frankrike. Kina har annonsert planer om å byggje ein solcellepark med installert MW kapasitet. Norske aktørar byggjer og solkraftverk i utlandet, i mars 2010 opna Statkraft sitt fyrste solkraftverk. Anlegget, som ligg i Italia, har ein installert kapasitet på 3,3 MW og forventa årleg energiproduksjon er 4,5 GWh. 53

55 13.5 Consentrating solar power (CSP) Konsentrert eller konsentrerande solkraft. Denne teknologien er grunnleggjande forskjellig frå solcellene vi vanlegvis forbindar med solenergi. Mens solceller omgjer solvarme direkte til elektrisk kraft, brukar CSP solas strålar til å koke opp vatn og lage damp som deretter skytast inn i vanlege kraftturbinar. Det finnast fleire former for CSP, men alle har til felles at dei nyttar høgrefleksive solspeglar til å varme opp væske til intense temperaturar og bruke den til el-produksjon Tårnbaserte anlegg består av store mengder rørlege speglar kalla heliostater. Dei kan dreiast rundt to aksar og programmerast til å følgje solas bevegelse på himmelen. Speglane konsentrerar solstrålane mot ein mottakar i toppen av eit tårn. Varmen treff ein vasstraum og genererar damp, som driv turbinar og produserer elektrisitet Parabole trau konsentrerar solstrålane i eit langt mottakarrøyr som inneheld varmeleiande olje eller anna væske. Væska pumpast gjennom ein serie varmevekslarar for å produsere brennheit damp, som deretter produserar elektrisitet i ein konvensjonell dampturbin. Den varme dampen kan til ei viss grad lagrast under trykk, men foreløpig ikkje lenge nok til døgnkontinuerlig el-produksjon. Figur 31. Consentrating solar power (CSP) 54

56 13.6 Globale solenergiressursar Sola utstrålar enorme mengder energi. Den vesle delen som årleg treff jordoverflata, tilsvarar fleire tusen gangar verdas energiforbruk. Det internasjonale energibyrået IEA estimerer at effekten til solinnstrålinga som treff jordas overflate er over TW (terawatt). Det er ekvivalent til over 100 millionar store kjernekraftstasjonar. Med 2006 som referanse tilsvarer dette cirka 7700 gangar det totale globale energiforbruket Solenergi er tilgjengeleg over heile jorda, og relativt likt fordelt mellom landa. I det perspektiv har solenergi potensial til å bli den viktigaste fornybare energikjelda i framtida. Utnytting av solenergi baserer seg på bærekraftig og miljøvennleg løysing. Teknologien er veldokumentert med ein betydeleg internasjonal industri i sterk vekst. Figur 32. Årleg sol stråling mot optimalt vinkla flate (gjennomsnittleg kwh/m2 og år). Kjelde: NASA 55

57 13.7 Sol i Noreg Energien i solinnstrålinga mot Noregs landareal i løpet av eit år er 1500 gangar større enn energimengda vi bruker. Sola tilfører den norske bygningsmassen 3 4 TWh nyttig varme per år i form av passiv solvarme (den oppvarminga som sola gjev når den skin inn gjennom vindauga). Dette representerar % av oppvarmingsbehovet og har ein verdi på 2 milliardar kroner med dagens energipris. Eit aktivt solvarmeanlegg kan dekke 30 % av varmebehovet til ein bustad. I Noreg varierar solinnstrålinga sterkt med årstida, og det er store forskjellar mellom nord og sør (sjå figur nedanfor). Den årlege solinnstrålinga i Noreg varierar frå ca. 700 kwh/m2 i nord til 1100 kwh/m2 i sør. Dette tilsvarar % av innstrålinga ved ekvator. Fordi variasjonane over døgnet og året er så store, frå 8.5 kwh/m2 på en skyfri sommardag til 0.02 kwh/m2 ein overskya vinterdag, ligg utfordringa i å utnytte energien på ein rasjonell måte. Figur 33. Solinnstråling i Noreg 56

58 Status solenergi, vinteren Inntrykket ein får i norske media for tida angåande solenergi er nedslåande, i Oktober 2011 bestemte styret i (Reneable Energy Corporation) REC at fire fabrikkar skulle stengast permanent, og rundt 700 arbeidstakarar mista jobben. 24 April i år vedtok styret i REC å legge ned all produksjon av solceller i Noreg, etter nok eit betydeleg negativt driftsresultat, og 1 Mai fekk 460 oppseiing. Nedlegginga rammar og samarbeidsbedrifta SIC, som hadde REC som einaste kunde, og dermed er 96 personar utan jobb. Det får og negative følgjer for andre lokale underleverandørar. Og eit av verdas største solselskap og som var ein konkurrent av REC, First Solar, skal kutte totalt 30 prosent av arbeidsstyrken, som betyr at om lag arbeidsplassar forsvinn. Dette grunna ei forverring i den europeiske marknaden der det ikkje lenger er økonomisk berekraftig for verksemda Nye marknadar opnar seg Det norske solenergiselskapet Scatech Solar byggjer no ut ein av verdas største solcelleparkar i Sør- Afrika. Stor utbygging vil etterkvart komme i område i verda der ein har mykje sol, som for eksempel Afrika og Latin-Amerika Sogn og Fjordane Norsun Produksjonsanlegget i Årdal er eit av verdas største produksjonsanlegg for monokrystallinsk silisium, som er eit produkt som skjærast opp til wafers for bruk i den internasjonale solenergi industrien. Produksjonsanlegget består av tre produksjonshallar og kontor på totalt , og i produksjonshallen står 70 omnar. Fabrikken har førehandsselt produksjon fram til Norsun vart grunnlagt i desember 2005 av Dr. Alf Bjørseth, som og var grunnleggar av Renewable Energy Company (REC). Oppgåva til det nye selskapet var å bli ein verdsleiande produsent av silisiumskiver (monokrystallinske høgeffektive wafere) for bruk i solceller på Norsk Hydros bedriftsområde på Årdalstangen og i Vantaa i Finland. Desse gir meir straum pr kvadratmeter enn standard solceller. Eit anlegg vart bygt i Årdal, og produksjonen av monokrystallinske silisium vart satt i gang tidleg i 2008 og ytterlegare utvida til wafer produksjon i midten av Det er i dag 233 tilsette og har ein årleg produksjon på 250 MW. Omsetninga i 2012 estimerast til millionar kroner. I 2013 opnar selskapets nye fabrikk i Singapore, med 310 tilsette og ein årleg produksjon av wafere vil ligge på 500 MW. 57

59 Figur 34. Bilete av solcellefabrikken Norsun i Årdal Elkem Bremanger Elkem er blant verdas leiande selskap innanfor miljøvenleg produksjon av metallprodukt og materiale. Hovudprodukt er silisium, solcellesilisium, spesiallegeringar til støyperiindustrien, karbon og microsilica. Omsetning i 2010 er 9,3 milliardar kroner. Elkem har ca tilsette (pr ). Selskapet har produksjonsanlegg i Europa, Nord-Amerika, Sør-Amerika og Asia, i tillegg til eit omfattande nett av salskontor i dei viktigaste marknadane i Europa og Asia. Elkem er heileigd av China National Bluestar. Figur 35. Elkem Bremanger ligg i Svelgen i Sogn og Fjordane 58

60 Elkem Bremanger har spesialisert seg på produksjon av silisium og ferrosilisium til internasjonal solenergi-,elektronikk- og metallindustri. Elkem Bremanger er verdas einaste anlegg som produserar metallurgisk silisium ved ein patentert prosess som fjernar ureiningar i høgsilisium ferrosilisium ved behandling i ein jern klorid løysing. Sluttproduktet er av særs rein kvalitet av metallurgisk ferrosilisium som består av små korn som måler 0-1 millimeter. Ein del silisium gjennomgår ytterlegare reinsing for å produsere ein endå reinare silisium, Silgrain HQ. Smelteverket ligg i Svelgen og har 170 tilsette var eit godt år for Elkem Bremanger, og smelteverk hadde større omsetjing enn nokon gong før, men usikkerheita i verdsøkonomien dei siste månadene førte til eit brått fall i forbruket som fekk konsekvensar for smelteverket, og førte til midlertidig stans. Dette grunna at kundane fekk store vanskar med å omsetje sine produkt inn mot internasjonal solenergiindustri som gav redusert etterspurnad etter silisium frå Bremanger. Men produkta vil vere nødvendige når etterspurnaden tek seg opp att Microsilica Røyk frå smelteomnane vart tidlegare sleppt direkte ut i lufta. Men i dag vert røyken reingjort i eit avansert filter anlegg, som er utvikla av Elkem. Partiklar er gjenerobra, behandla, og gjort til eit verdifullt produkt, Elkem Microsilica. Produktet vert anvendt som tilleggsstoff i høgstyrkebetong, tak - og fasadeplater, og i eldfaste materiale til tungindustri. Microsilica brukast og ved tetting av tunellar og brønnboring i oljeindustrien Ein dollar per watt Prisen for krystalline silisiumsolceller har kryssa den magiske dollar-per-watt-grensa, det betyr at ein solcellemodul som produserer 100W når sola skin som verst kostar 100 dollar i utpris frå fabrikken. Det er ein enorm milepel som har vore snakka om lenge, og har vore referert til som prisen då solcellemarknaden kjem til å springe løpsk. Nokre produsentar har vore under denne grensa i eit par år, spesielt First Solar med sine kadmiumtellurid-solceller. Men no er krystalline silisiumsolceller og over denne grensa, og dreg med seg heile verdsgjennomsnittet for solceller. Krystalline silisiumsolceller er dei beste tilgjengelege solcellene på marknaden i dag, med høgre effektivitet enn for eksempel kadmiumtellurid-celler. Mange meiner at prisen er kunstig låg og at dei fleste solcelleprodusentar i dag sel med tap. 59

61 14 BØLGJEKRAFT Bølgjekraft vert skapt ved omforming av vindenergi når vinden bles langs havoverflata. Vindenergi kjem i sin tur frå solenergi, ved at solvarmen gjev høgtrykk og lågtrykk. Ved begge desse omformingane vert energitransporten fortetta. Rett under overflata er den gjennomsnittlege bølgjeenergitransporten typisk fem gangar tettare enn vindenergitransporten 20 meter over havet, og gangar tettare enn intensiteten i solstrålingane. Figur 36. Opphavet til bølgjene Når ein betraktar bølgjene på havet får ein inntrykk av at vatnet beveger seg bortover langs overflata. Dette stemmer ikkje. Bølgjer er ein form for energi, og når ei bølgje passerar går vasspartiklane rundt og rundt i sirklar på tilnærma same stad. Bølgjene transporterer ikkje vatn, men energi. Figur 37. Bølgjer 60

62 Som vi ser på figuren vert sirklane mindre og mindre dess djupare ned i havet ein kjem. Bølgjer går alltid langs overflata på vatnet, og dersom du kjem djupt nok ned under overflata vil det ikkje være bevegelse. Vatnet transporteras rettnok omkring i havet, noko som i hovudsak skyldast straumar, og i liten grad bølgjer. Normalt er det dei store bølgjene som har størst effekt ettersom bølgjekrafta avhenger av bølgjehøgde, bølgjehastigheit, bølgjelengde og tettleik. Bølgjekraft kan til dømes nyttast til: Produksjon av elektrisitet I kjøleanlegg Produksjon av ferskvatn Pumping av vatn Oppvarming av sjøvatn Framdrift av skip Figur 38. omforme bølgjeenergi - Energien som treff ein ein meter bred kyststripe tilsvarar minst 30 kilowatt. Det er nok straum til 500 lyspærer, eller 30 panelomnar. -30 flytande bølgjekraftverk på to megawatt plassert mellom Stad og Lofoten vil kunne produsere nok straum til å forsyne ein by på størrelse med Bergen. 61

63 14.1 Måtar å omdanne bølgjeenergi til elektrisk energi Det fins mange måtar å omdanne bølgjeenergi til elektrisk energi. Blant dei vanlegaste er systema svingande vassøyle og kilerenne Svingande vassøyle (Oscillating Water Column- OWC) I eit svingande vassøylesystem, slår bølgjene inn i ei delvis nedsenka søyle med luft som har ein opning under havlinja. Inne i denne søyla er det eit svingesystem som vekselverkar med bølgjene slik at bølgjene blir presset opp og ned i søyla. Når dette skjer, blir lufta i søyla pressa ut og gjennom ein turbin i toppen av konstruksjonen. Denne turbinen begynner så å snurre rundt og produserer på denne måten elektrisk energi. Dette er den mest nytta metoden for å utnytte bølgjekraft. Figur 39. Svingande vassøylesystem TAPCHAN (tapered channel)/ Kilerenne prinsippet I eit kilerennesystem vert bølgjene som slår mot land pressa opp og inn i ei renne som fører vatnet til eit basseng over havoverflata. Fordi dette bassenget ligg høgre enn der vatnet kom frå, renn vatnet nedover igjen og igjennom ein turbin som produserar straum. Kilerennesystemet fungerer altså på mange måtar som eit vasskraftverk. Felles for begge systema er at ein omdannar energien i bølgjene til elektrisk energi. Dette er metoden som har vore mest forska på i Noreg. Figur 40. Kilerennesystem 62

64 14.2 RESSURS KART Figur 41. Verdskartet med påtrykte breiddegrader Forsking viser at dei mest effektive stadane for utnytting av bølgjekraft er mellom 30. og 70. breiddegrad i den nordlege og sørlege hemisfære. Storbritannia, Portugal, Spania og Noreg uthevast spesielt. Noreg har altså frå naturens side dei aller beste føresetnadar for å produsere bølgjekraft. Ein annan stor ressurs vi har er det menneskelige, det norske teknologimiljøet, som er helt i verdstoppen når det gjelder å utvikle maritime konstruksjonar. 63

65 Ressursen globalt Dei største bølgjeenergipotensiala fins ute i Atlanterhavet og Stillehavet mellom 40. og 65. breiddegrad. Her er energitettleiken omlag 50 til 100 kw per meter breidde av bølgjekammen (bølgjefronten). Nær land minkar energitettleiken grunna bølgjene vert hindra av øyer og fastland. I tillegg går energi tapt ved friksjon mot botnen i grunnare farvatn. Energien i bølgjer er likt fordelt mellom potensiell energi (på grunn av vatn løfta frå bølgjedalen opp i bølgjekammane) og kinetisk energi (på grunn av vatnets vekslande fart). Det internasjonale energibyrået IEA har estimert det globale potensialet for bølgjekraft til å ligge mellom TWh/år Ressursen i Noreg Bølgjekrafta har høg energitettleik, typisk kw pr meter bølgjefront langs norskekysten mellom Stad og Lofoten. Lenger sør og nord er det kw/m, men mindre innover i Skagerrak. Ute på opent hav kan energitettleiken komme opp i 100 kw/m. Middelverdiane av bølgjeenergitransporten varierar til ein viss grad frå år til år. Verdiane varierar dessutan kraftigare mellom årstidene. På den nordlege halvkule kan middelverdiane for november og mai være forskjellig med ein faktor, to eller meir. Tilkomsten av bølgjeenergi (og vindenergi) er høgre om vinteren enn om sommaren, mens det er motsatt for solenergien. Tilsiget av bølgjeenergi inn mot norskekysten er anslått til 400 TWh i eit normalår. I framtida vil den mest sannsynleg kunne utnyttast 100% Bølgjeenergi i norsk hav Norsk forsking på bølgjekraft starta i 1973 ved universitetet i Trondheim. Frå 1974 til 1977 var forskinga rein teoretisk, men i 1978 ga Olje- og energidepartementet løfte om midlar til bølgjekraftforsking. I den første femårsperioden, frem til 1982, vart det gitt ca. 55 mill. kr og i dei to påfølgande femårsperiodane høvesvis 28 og 18 mill. kr. I 1985 bygde Kværner og Norwave kvart sitt bølgjekraftverk på Toftestallen utanfor Bergen. Kraftverket til Kværner vart bygd på prinsippet svingande vassøyle, men det havarerte i ein vinterstorm i Kværner har etter dette skrinlagt sine planar om å hente energi ut frå Nordsjøens bølgjer. Kraftverkt til Norwave vart bygd på kilerenne prinsippet. Dette anlegget var i drift frå 1987 til 1991 då det vart starta opp ei ombygging som endå ikkje er fullført. I Noreg har vi i dag nokre få bedrifter som driv med bølgjekraft. Forskinga på bølgjekraft vert haldt ved like, tross små bevillingar på universitetsnivå, men det gjev ikkje noko rom for eksperimentering. 64

66 14.4 Havkraft AS Verda over har mange prøvd å temje kreftene i havet, og den patenterte Havkraft - Wave Energy Converter (H-WEC ) frå Måløy i Sogn og Fjordane ser ut til å ha knekt koden. Dei har sidan 1998 jobba med eit system som kan gjere det mogleg å operere effektivt i eit svært tøft miljø tiår etter tiår og framleis være i stand til å halde både kapitalutgifter og operative utgifter til eit minimum. Dei har utvikla ein særs lovande teknologi for produksjon av elektrisitet frå havbølgjer, og har motteke støtte og fått med solide investorar. Bølgjekraft er av mange spådd til å verte større enn vindkraft på global basis innan 2050, og det seier ein del når det allereie i dag er menneske sysselsett i vindkraftnæringa i verda. Bransjen si målsetjing i Europa er å produsere 15 prosent av energien i Europa og skape heile nye arbeidsplassar knytt til energi frå havet innan Figur 42. Havkraftanlegg Å Havkraft AS vil gjere bølgjekraft kommersiell levedyktig av enkelheit, lang levetid og effektivitet Lokalisering Bølgjekraftverka kan leggast langt til havs (offshore), nær kysten eller på land. Offshore- anlegga har det desidert største energipotensialet. Anlegga krev store investeringar til kablar og ilandføringsanlegg. Storskalautbygging kan likevel redusere ilandføringskostnadane til eit akseptabelt nivå. Anlegg langt ute på havet må i større grad være robust i mot mekaniske og korrosive påkjenningar. I tillegg er det ein stor fordel om vedlikehaldet er så enkelt som mogleg, og drifta bør være mest mogleg automatisert. Langt utanfor kysten er det mindre restriksjonar på plasseringane av bølgjekraftverka. En utbyggjar må ta omsyn til områder med fiskebankar eller stor skipstrafikk med meir. 65

67 Når det gjeld dei kystnære anlegga, kan desse bli synlege frå land, noko som kan medføre konfliktar med friluftslivsinteresser, turisme og lokal aksept. I tillegg set den stadlige kysttrafikken avgrensingar på arealbruken. Ved kysten er energitettleiken i bølgjene mindre enn lenger ute til havs. Investeringar til ilandføringsanlegg vert imidlertid lågare enn ved offshoreanlegg, og adkomst for tilsyn og vedlikehald er enklare. Anlegg på land kan innebere betydelige inngrep i kystlandskapet. Kystnære anlegg og anlegg på land kan møte avgrensingar når det gjeld størrelse, grunna eventuell arealkonflikt. 15 Havvarme og havstraumar 15.1 Havvarme går ut på å utnytte den temperaturforskjellen som eksisterar mellom kaldt botnvatn og varmt overflatevatn til å produsere elektrisitet ved hjelp av turbinar. Det internasjonale namnet er Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC). Havtermisk energi vil være gunstig å hente ut ifrå tropiske farvatn ved å utnytte temperaturforskjellen mellom det varme overflatevatnet på typisk 25 C og dei kalde havstraumane på meters djup som held 5 C (varmepumpeprinsippet). For å oppnå ein brukbar verknadsgrad er ein avhengig av temperaturforskjellar på årsbasis på 20 C eller meir. Den praktiske grensa for kor mykje av den termiske energien som let seg konvertere til elektrisitet er fire prosent, sjølv om den teoretiske verknadsgraden er dobbelt så høg. I tillegg krev det betydelege mengder energi for å pumpe vatn. Dette utgjer gjerne % av den produserte kraftmengda, slik at den reelle netto verknadsgraden neppe kjem over 2,5 %. For norske forhold er utnytting av OTEC neppe aktuell i vår framtid grunna temperaturforholda i våre nære havområde Forsøk med havvarmekraft Sidan 1880 åra har det blitt gjort forsøk på å utnytte havtermisk energi. Forsøka starta i Frankrike, men det var i 1974 på Hawaii at amerikanske forskarar lukkast å installere eit fungerande anlegg, ved oppstarten på Natural Energy Laboratory of Hawaii Authority. I 1999 vart det bygd eit 250 kw- anlegg med lukka syklus. Seinare har det blitt installert anlegg frå 100 KW til 1 MW i Tokyo, Nauru og Tamil Nadu (India). 66

68 15.2 Havstraum har mange likskapar med tidevatn. Her er det jordrotasjon i samspel med sola og månens gravitasjon og hydrotermiske fenomen i enkelte havområde som sørgjer for energitilgangen. Golfstraumen held for eksempel ein fart på fem knop visse stader. Denne teknologien kan neppe utnyttast kommersielt før tidlegast Det norske selskapet Hydra Tidal Energy Technology (HTET) har i desse dagar ein testperiode om å utvikle teknologi for energiproduksjon basert på havstraumar. (skrive om i tidevasskraft) 16 Saltkraft Når ferskvatn møter saltvatn, for eksempel der ei elv renn ut i havet, frigjerast enorme mengder energi. Denne energien kan utnyttast til produksjon av kraft gjennom osmose. Saltkraft er basert på naturfenomenet osmose, definert som transport av vatn gjennom ein halvgjennomtrengeleg membran. Det er slik plantar kan ta til seg fukt gjennom blada og halde på den. I saltkraftverk fører ein ferskvatn og sjøvatn inn i kvart sitt kammer, avskilt med en kunstig membran. Saltmolekyla i sjøvatnet dreg ferskvatnet gjennom membranen, slik at trykket på sjøvassida aukar. Trykket tilsvarar ei vassøyle på 120 meter, eller ein betydeleg foss, og kan utnyttast i ein turbin som lagar straum. Figur 43. Statkraft på Tofte 67

69 16.1 Historie Ideen om å produsere kraft gjennom osmose, dukka opp på 1970-talet. Då var imidlertid membranane så dårlege og kraftprisane så låge at ingen fant det lønsamt å investere i eit slikt prosjekt. Mange år seinare gav forskarar ved SINTEF ideen til Statkrafts innovasjonsmiljø. Samarbeidet vart innleia i 1997, og no var det eit heilt anna klima for energiprosjekt Nyare tid Saltkraftkonseptet har dei seinare åra vore utprøvd i små testanlegg, blant anna i eit laboratorium ved SINTEF i Trondheim og i sjøkanten på Sunndalsøra. Hausten 2009 opna Statkraft verdas første prototype for eit saltkraftanlegg på Tofte, sørvest for Oslo. Totalt har Statkraft investert over 100 millionar kroner i utvikling av saltkraft, og meir vert det Testing av teknologi Prototypen på Tofte skal brukast til testing av teknologi. Største utfordringa er å utvikle ein membran som dreg nok vatn gjennom til å skape eit effektivt trykk til å drive turbinen. Når membranen blir god nok, vil saltkraft kunne verte ein konkurransedyktig fornybar energikjelde. Statkraft samarbeidar med forskings- og industrimiljøa i Noreg, Tyskland og Nederland for å forbetre membranteknologien. Sidan Statkraft engasjerte seg i utviklinga av saltkraft i 1997, er ytinga på membranane mangedobla kvadratmeter For å få arealet der ferskvatnet kan diffundere inn i saltvatnet så stort som mogleg, rullast den tynne membranen saman og puttast inn i store røyr. Til saman har anlegget i Tofte 2000 kvadratmeter membran. Røyrmodulane sikrar god kontakt mellom membranane og vatnet som strøymer gjennom med lågt strøymingstap. Det globale potensialet er berekna til TWh årleg - tilsvarande 50 prosent av den samla kraftproduksjonen i EU. Saltkraftverk kan i prinsippet byggast alle stadar der ferskvatn renn ut i havet, gjev verken støy eller forureinande utslepp og kan integrerast i eksisterande industriområde - for eksempel i kjellaren på eit industribygg. 68

70 16.4 Ressursgrunnlaget Det har vore kjent i fleire århundre at saltløysingar dreg til seg vatn frå omgjevnadane. Denne forma for naturleg drivkraft kan frigjerast der ferskvatn frå elvar møter saltvatnet i havet (energi frå saltgradientar). Den fysikalsk- kjemiske endringa som oppstår ved blanding av saltvatn og ferskvatn gjev eit kjemisk energipotensial. Dette potensialet utøvar ei kraft som kan utnyttast til produksjon av energi. Krafta er proporsjonal med differansen i saltkonsentrasjonen mellom saltvatnet og ferskvatnet. Teoretisk kan kvar kubikkmeter ferskvatn som renn ut i havet generere 0,7 kwh elektrisitet. Det teoretiske energipotensialet i Noreg basert på midlarar avrenning av ferskvatn til havet er omlag 250 TWh/år. Dei 10 største elvane i Noreg står for 22 prosent av den totale avrenninga til sjøen. For desse er det teknisk utbyggbart potensial grovt anslått til 25 TWh/år. Det er då lagt til grunn at det totale tapet i prosessen er omlag 60 prosent Teknisk beskriving Dei to mest aktuelle metodane for utnytting av energi frå saltgradientar er trykkretardert osmose (TRO) og omvendt elektrodialyse (OED). Prinsippet for dei tekniske løysingane er kjende, men det er nødvendig med ei betydeleg tilpassing og optimalisering av konsept, membranar og maskiner. Her beskrivast berre trykkretardert osmose nærmare fordi denne let til å komme rimeligare ut enn omvendt elektrodialyse. For å utnytte saltgradientar til energiproduksjon må saltvatn og ferskvatn føres til kvar sin side av en porøs membran i eit såkalla trykkrøyr. Membranen må være gjennomtrengeleg for vatn, men ikkje for salt. Trykkrøyret må ha 2 inntak, eit for ferskvatn og eit for saltvatn. Det må være 2 uttak, eit for ferskvassrest og eit for brakkvatn. Trykkrøyret og andre innretningar kan monterast som eit overflateanlegg eller eit undergrunnsanlegg og plasserast ved elvas utløp. Det krev store mengder saltvatn langs membranen slik at det er størst mogleg konsentrasjonsdifferanse for salt over membranen. Mykje av ferskvatnet vil dermed søkje mot saltvatnet på den andre sida av membranen drive av det kjemiske potensialet. Dette er prinsippet for osmose. Det osmotiske trykket som driv vasstraumen frå ferskvatn mot sjøvatn er teoretisk 27 bar. Dette tilsvarar omlag 270 meter vassøyle. Omlag halvparten av trykket går tapt på grunn av strøymings motstanden i membranen, men resten kan brukast til å byggje opp og oppretthalde eit hydraulisk overtrykk på saltvassida. Dette trykket kan utnyttast til energiproduksjon i konvensjonelle turbinar. 69

71 Figur 44. Prinsipp for Trykkretardert osmose kraftverk Trykkretardert osmose Trykkretardert saltkraft er ein av dei to mest kjende teknologiane som kan brukast for å utnytte energien som kjem frå samblanding av ferskvatn og saltvatn. Det er denne teknologien dei har valt å satse på i Statkraft i Noreg med opninga av verdas fyrste prototype av eit saltkraftverk på Tofte i Hurum. Prototypen skal i første omgang produsere 2-4 KW straum, men planen er å opne eit fullskala pilotanlegg på 1-2 MW i

72 17 Tidevasskraft Langs heile kysten varierar vasstanden mellom flo og fjære. Enkelt forklart er tidevatn eit resultatet av månen og solas gravitasjonskrefter og jordas eigen sentrifugalkraft som skapar tidevatnet. Desse kreftene verkar slik på vatnet at vasstanden aukar der kreftene er store og minkar der kreftene er små. Vi får flo og fjære. Høgdeforskjellen mellom flo og fjære skaper tidevasstraumar i kystområda, og desse straumane kan være sterke nok til å drive turbinar. Den store tettleiken i vatnet, 850 gangar større enn i luft, gjer at det er mykje energi å hente ut av tidevasstraumane sjølv om hastigheita er låg. Det forventast at ein vil kunne produsere straum ved ein hastigheit på berre 0,5 m/s. En anna fordel med tidevasskraft er at tidevatnet er syklisk og at kraftproduksjonen derfor vil være forutsigbar, noko som vil være svært fordelaktig for eit tidevasskraftverk, med tanke på dimensjonering av anlegg, produksjon og vedlikehaldsplanlegging Metodar brukt for utnytting av tidevatnet. Det er i hovudsak to metodar som er blitt brukt i forsøka på å utnytte denne energien Tidevassanlegg Eine metoden er eit tidevassanlegg der ein turbin utnyttar fallhøgda på vatnet. Anlegget består av ein demning, ein del skovlhjul og eit stort tal turbinar. Ved at tidevatnet demmast ute når det kjem inn mot land, kan ein kontrollert føre vatnet fram på skovlhjul som driv fleire turbinar. Når alt vatnet er brukt opp på vei inn, demmast det opp når tidevatnet går ut igjen og vatnets potensielle energi vert utnytta igjen. Den best egna plassen å sette opp slike anlegg er i sund med områder der det er stor forskjell på flo og fjære. Figur 45. Tidevassanlegg 71

73 Undersjøisk mølle Den andre måten er ei undersjøisk mølle, som utnyttar tidevatnet. Anlegget består av fleire møller som er spent over eit sund, og har påmontert ein til to rotorar som igjen er festa til ein aksling som driv ein turbin. Best eigna i sund med forholdsvis store forskjellar på flo og fjære, då vil det danne seg store straumar ved stigande og fjærande sjø som gjev god drift til møllene. Figur 46. Vassmøller plassert på havets botn Historie Det første, og framleis det største tidevasskraftverket vart bygd ved utløpet av den franske elva La Rance allereie i La Rance er ein 100 kilometer lang elv i Bretagne i Frankrike. Tidevasskraftverket er bygd ved deltaet i St. Malo sur Dinard, der elva renn ut i havet. Forskjellen mellom flo og fjære er 8,5 meter. To gangar i døgnet vert heile deltaet og elvedalen oversvømt av ca. 150 millionar km3 (kubikk-kilometer) vatn frå havet, og det er i denne bevegelsen av dei enorme mengdene vatn at bevegelsesenergien fangast opp i eit turbinkraftverk som er bygd på tvers av elvedeltaet. Kapasiteten i dei 24 turbinane er totalt 320 MW, og den årlege kraftproduksjonen er ca. 550 GWh (millionar kilowattimar). Figur 47. La Rance tidevasskraftverk. 72

74 17.3 Potensialet for tidevassenergi Nordsjøen har to innløp, Den Engelske kanal og mellom Skottland og Noreg. Tidevassbølgja kjem inn mot Frankrike og England. Den møter kontinentalsokkelen og blir i tillegg presset inn gjennom ei trakt mellom Sør-England og Frankrike i kanalen. Denne bølgja interferer i Nordsjøen med den bølgja som kjem nordfrå. Bølgjene er ikkje heilt i fase fordi dei har ikkje gått like langt. Resultatet er at i delar av Nordsjøen er det stor tidevassforskjell og i andre områder er det nesten ingen. I Noreg kan ikkje tidevassenergi bli nokon dominerande energikjelde, for skilnaden på flo og fjære er for liten. Figur 48. Kartet syner dei områda i verda med størst potensial for bølgje og tidevasskraft. 73

75 Kraftpotensial i tidevatn Det teoretiske tidevasskraftpotensialet i verda er ikkje nøyaktig berekna, men anslåast ligge på rundt 1000 TWh/år. For å sette dette talet i perspektiv brukte Noreg i TWh. I Noreg vil tidevasskrafta verte eit supplement til vasskraft. Kraftpotensialet for heile Noreg er endå usikkert. I forbindelse med eit kartleggingsprosjekt har det blitt anslått at tidevassressursen berre i Nord-Noreg er over 2 TWh. Gitt et forbruk på kwh, tilsvarer dette årlig strømforbruk for husstandar. Dei verkeleg interessante områda for tidevasskraft vil være Storbritannia (anslått teoretisk energipotensiale på over 50 TWh/år), Frankrike, Gibraltar og fleire stadar i Middelhavet der tidevasstraumen er kraftigast. Eit potensial på over 100 TWh sjåast som eit realistisk anslag for tidevasstraumar i Europa Norsk tidevasskraft Kvalsundet tidevasskraftverk er to tidevasskraftverk i Kvalsundet i Kvalsund kommune i Finnmark. Kvalsundet tidevasskraftverk var då det vart satt ned 13. november 2003, verdens første nettilknytte tidevasskraftverk. Forretningsideen er å utnytte forskjellen mellom flo og fjære i havet ved Kvalsundet utanfor kysten av Vest-Finnmark. Flo- og fjæresyklusen føregår i eit tidsspenn på 12 timer og 25 minutt. Kvar 14. dag oppstår springflo (størst veksling i vasstanden) og nippflo (minst veksling i vasstanden). Kraftverket var Noregs første. Hydra Tidal i Harstad vart starta opp i 2001, og tidevasskraftverket Morild har blitt re-designa, vidareutvikla, bygd og finjustert for å møte einkvar tenkjeleg utfordring frå dei brutale naturkreftene. Midten av august 2010 vart ein fullskala prototype av det flytande tidevasskraftverket, MORILD II - det første og største av sitt slag i verden - sjøsett og slept til testområdet i Gimsøystraumen i Lofoten. Figur 49. Illustrasjon tidevasskraftverk: Hydra Tidal 74

76 Hydra Tidals Morild II tidevasskraftverk - kort oversikt: - Eit unikt og grundig patentert flytande tidevasskraftverk - Prototypen har ein installert effekt på 1,5 MW - Turbindiameter på 23 meter - Fire justerlige turbinar med til saman 8 turbinblad - Spesielt utvikla turbinblad i limtre - Morild II kan forankrast i ulike djup, slik at det kan plasserast på plassar med ideelle tidevassforhold - Anlegget er klassifisert som farty, og kan både slepast og settast i dokk - Den flytande installasjonen mogleggjer vedlikehald i overflatestilling og på plassen - Morild II vil bli fjernstyrt, og har on-shore overvakingssystem I fylgje Hydra Tidals eigne nettsider er potensialet for tidevasskraft på 700 TWh årleg i land som allereie utvinn havkraft. Og MORILD- teknologien forventar å auke dette potensialet betrakteleg. Etter ti års arbeid og 130 millionar i investeringar skal Morild II stå i ein testperiode på to år, dette er eit viktig steg på ein lang veg. Ein eventuell serieproduksjon vil venteleg verte rimeligare og mindre tidkrevjande, men økonomisk lønsemd er den største usikkerheitsfaktoren i vidareutvikling av denne energiforma Geografiske variasjonar Forskjellen på flo og fjære har store geografiske variasjonar frå landsdel til landsdel i Noreg. I dei nordlegaste fylka kan variasjonen være opptil tre meter. Andre stedar i verda kan variasjonen være 20 meter. Prosjektet i Hammerfest nyttar eigen teknologi for å produsere elektrisitet av forskjellen mellom flo og fjære. Vassmøller med vengespenn opptil meter plasserast på havets bunn, og drivast av tidevasstraumen. Vengene posisjonerer seg kontinuerlig optimalt i forhold til styrken i straumen. Kvar mølle er utstyrt med generator og produsert elektrisitet vert ført med kabel til land. Tidevasskraft i Noreg er avgrensa. Marknaden her kan være i minste laget for å kunne danne eit godt grunnlag for næringsutvikling. Dette vil verte ei utfordring for utviklarar av teknologi, då industrien foreløpig er umoden og med teknologiske løysingar på pilotstadiet. Men ettersom fokus på fornybar energi og etterspurnad etter rein energi er til stades, forventar ein ei rask utvikling av energikjeldene. 75

77 Figur 50. Noregs første tidvasskraftverk er bygd i Kvalsundet i Vest-Finnmark av Hammerfest Strøm Miljømessige omsyn, fordelar og ulemper Med tanke på miljøet er det hovudsakleg marinbiologiske faktorar som fiske-, dyre- og planteliv som må takast omsyn til. Tidevassteknologi er relativt nytt, og finnest endå lite data på korleis det påverkar det marine miljøet. Erfaringsmessig inneberer all energiutvinning inngrep som vil påverke omgjevnadane, men usikkert kva grad. Fordelar med tidevasskraftanlegga er at energitilgangen er miljøvenleg, den er ganske jamn, og har plassering nærme land, noko som gjer ilandføringa av straum enkelt. Ulemper med tidevasskraftanlegga kan være problem knytt til skipstrafikken i området der det byggast, for anlegga lager ei barriere som vil halde skipstrafikken vekke, også på motsatt side av anlegga sidan dei går frå bredde til bredde. 76

78 18 Vasskraft Figur 51. Bilete av rennande vatn Vasskraft er ein miljøvenleg og fornybar energikjelde. 99 prosent av all kraftproduksjon i Noreg kjem frå vasskraft. På verdsbasis utgjer vasskrafta rundt ein sjettedel av den totale kraftproduksjonen. Vasskraft har mange fordelar den er fornybar, rein, påliteleg, fleksibel og produserar billig energi i generasjon etter generasjon Prinsippet for vasskraft Prinsippet bak vasskraft er så enkelt som å utnytte energien i rennande vatn. Mange vasskraftverk har vassmagasin, og i nokre vassdrag ligg fleire kraftstasjonar etter kvarandre i vassdraget for å kunne utnytte energien i vatnet fleire gangar før det renn ut i havet. I ein kraftstasjon sørgjer vatnet for å drive turbinen, og i generatoren omdannast den mekaniske energien til elektrisk energi. Vasskraft er ei regulerbar kjelde sidan vatnet kan lagrast i magasina, noko som betyr at krafta kan produserast når det er behov for den. Vasskraftverk med magasin spelar ei viktig rolle saman med andre fornybare energikjelder som vind- og solkraft, sidan vasskraft kan produserast når det er vindstille og sol. Kraftverk utan magasin vert som oftast omtalt som elvekraftverk. 77

79 18.2 Forskjellige typar kraftverk Ut frå trykkhøgde kan vasskraftverk delast inn i to typar: lågtrykkskraftverk og høgtrykkskraftverk Lågtrykkskraftverk Lågtrykkskraftverk utnyttar ofte ei stor vassmengde med liten fallhøgde, for eksempel i eit elvekraftverk. Vassføringa er vanskeleg å regulere, og vatnet vert gjennomgåande utnytta når det kjem. Kraftproduksjonen kan auke betydeleg i flomperiodar ved snøsmelting eller ved svært store nedbørsmengder. Elva er demt opp ved kraftverket for å lede vatnet inn til ein eller fleire turbinar. Etter å ha blitt utnytta i turbinane, renn vatnet ut i elva nedanfor kraftstasjonen. Dei fleste elvekraftverka i Noreg ligg i låglandet, særlig på Austlandet, Sørlandet og i Trøndelag Lågtrykkskraftverk Høgtrykkskraftverk er som regel anlegg som utnyttar store fallhøgder og mindre vassmengder enn elvekraftverk. Mange slike kraftverk lagrar vatn i magasin, og kallast og magasinkraftverk. Kraftstasjonen og reguleringsmagasinet er forbunde med tunnelar og sjakter i fjellet eller rørleidningar ned frå fjellet. Nedst i trykksjakta fordelast vatnet og førast gjennom rør til dei enkelte turbinar. Den store fallhøgda gjer at vatnet står under høgt trykk. Vasstrykket driv turbinen rundt og momentet frå turbinen overførast via ein aksel til generatoren. Moderne høgtrykkskraftverk er som regel bygd inn i fjellet. 78

80 Figur 52. Prinsippskisse vasskraftverk. Illustrasjon: Kim Brantenberg Pumpekraftverk Pumpekraftverk er ein vanleg teknologi og finnast i dag i forbindelse med konvensjonelle vasskraftverk. Eit pumpekraftverk er vanlegvis plassert mellom to magasin. Pumpekraftverket utnytter periodar med overskotskraft til å pumpe vatnet tilbake til magasina. På den måten kan energien lagrast og utnyttast i periodar med underskot på kraft, og kraftproduksjonen kan kombinerast med vindkraftproduksjon (balansekraft). I forbindelse med auka produksjon av vindkraft er det og nytta kunstige magasin for å lagre energien Klima og miljøpåverknad Vasskraft er ei klimavenleg og fornybar energikjelde. Den forureinar ikkje lufta og er den teknologien for kraftproduksjon som genererar minst klimagassar. Dette er ein særs viktig eigenskap då stabilisering av klimagassar er ein av vår tids største miljøutfordringar. Vasskraft har det lågaste klimagassutsleppet, den høgste verkingsgraden og den lengste levetida av alle teknikkar for kraftproduksjon. Eventuelle skadar på miljø og negativ klimaeffekt kjem som regel frå naturinngrep i byggjefasen. Gjennom konsesjonsprosessen og ulike lover har NVE vedteke at alle vassdragstiltak som kan være til nevneverdig skade eller ulempe for allmenne interesser må ha tillating til utbygging, og på den måten forsikre seg om at prosjektets nytteverdi er større enn skadeomfanget for samfunnet. Konsesjonen inneber at utbyggar må gjennomføre avbøtande tiltak dersom det er nødvendig. Tiltaka som må settast i gang vil variere med størrelsen på kraftverket og grad av naturinngrep, og små kraftverk får som regel eit krav til minstevassføring og opprydding etter utbygging av inntaksdam, rørgate og/eller stasjon. Dette kan være med omsyn på miljø, så vel som det visuelle og estetiske. 79

81 18.4 Vasskraftpotensialet Det er teoretisk mogleg å produsere om lag 600 TWh vasskraft årleg i Noreg. Eit produksjonsvolum av denne størrelsen føreset at all avrenning, sjølv den minste bekk vert utnytta i kraftstasjonar ned til havnivå. Ved inngangen til 2012 vart forventa produksjon i eksisterande kraftverk anslått til 125,6 TWh, mens 48,6 TWh er verna eller knytt til prosjekt som har fått konsesjonssøknad avslått. Ein stor del av det teoretiske potensialet vurderast i dag som lite eigna til kraftproduksjon grunna kostnadar og/eller verneomsyn. I Noreg har myndigheitene berekna potensialet for vasskraft i nye prosjekt til 35 TWh. Ein stor del av potensialet for nye prosjekt er i form av små kraftverk, som er kraftverk med installert effekt på mindre enn 10 MW. Elles er opprusting og utviding av eksisterande kraftverk eit potensial, der mesteparten kjem frå utviding. Figur 53. Vasskraftpotensialet i Noreg, status Kjelde: NVE Økonomisk potensial NVE anslo det teknisk/økonomiske potensialet for ny vasskraft til 33 TWh ved inngangen til Om lag 10 av dei 33TWh var enten konsesjonsmeldt, søkt eller -gitt, eller under bygging. Prosjekta som inngår i det økonomiske vasskraftpotensialet er i hovudsak uregulerte kraftverk. Norsk vasskraft er Europas fornybare batteri nesten 50 prosent av Europas vasskraftmagasinkapasitet ligg i Noreg. I følgje International Hydropower Association (IHA) kan verdas vasskraftproduksjon nesten tredoblast dersom 80 prosent av det gjenståande gjennomførlege potensialet utnyttast. 80

82 18.5 Energinasjonen Noreg Noreg er i dag ein viktig energinasjon, og innan vasskraft er Noreg sjette største produsenten i verda. Vasskraft har hatt mykje å seie for industriutviklinga i landet. Med over hundre års erfaring med vasskraft, har nasjonen Noreg opparbeida stor kompetanse. Vasskraft er ein moden teknologi, med kunnskapsrik leverandørindustri, konsulentar og forskingsaktørar. Erfaringar frå storskala vasskraft er vidareført til småskala kraftverk, der det framleis vil være behov for systemtilpassing for å senke kostnadane ytterlegare Statkraft største vasskraftprodusenten i Europa Heileigd av den norske stat. Statkraft har over 100 års erfaring med vasskraft, og er den største produsenten av straum frå vasskraft i Europa. Den største delen av Statkraftkonsernets produksjon kjem frå vasskraft. Produksjonen føregår i 233 vasskraftverk 141 i Noreg, 59 i Sverige, 11 i Tyskland, 4 i Finland og 3 i Storbritannia. Statkraft er og involvert i andre vasskraftprosjekt i Norden og Søraust-Europa. Dei utviklar ny produksjonskapasitet i utvalte land i Sør-Amerika og Asia. Konsernet hadde i 2011 ein brutto omsetning på 22,4 milliardar kroner. Statkraft leverar årleg om lag 21 TWh kraft til norsk industri, og er Noregs største og Nordens tredje største kraftprodusent. Dei har sin kjerneverksemd innan vasskraft, vindkraft, gasskraft og fjernvarme. Statkraft har ei samla årleg kraftproduksjon på 51,1 TWh der den fornybare delen utgjer 91 prosent. Statkraft leverar meir kraft til norsk industri enn nokon gang, årleg ca 21 TWh. Av installert effekt er 80 prosent i Noreg og Norden, 14 prosent i Nord-vest Europa og 6 prosent i Søraust Europa og utanfor Europa. Tabell 6. Kraftverk i konsernet pr

83 Som leiande i Europa innan fornybar energi skapar Statkraft store verdiar for det norske samfunnet. Statskraft har haldt fokus på effektiv drift og god posisjonering for framtida gjennom langsiktige investeringar, god utnytting av marknadsposisjonar, menneskelege ressursar og moglegheiter. Fundamentet som gjev grunnlag for verdiskaping er kraftpris, vassdisponering og kraftproduksjon Verdas største vasskraftverk Verdas største vasskraftverk er De tre kløfters demning i provinsen Hubei i Kina, som vart påbegynt i desember 1994, og står ferdig med MW kapasitet. Vasskraftverket som har størst produksjon er Itaipu- demninga på grensa mellom Brasil og Uruguay, i elva Paraná. I 2008 var 20 generatorar installert med kapasitet på MW, og produksjonen var oppe i 94,7 TWh, nesten like mykje vasskraft som Noreg produserar (120 TWh). Noreg har verdas største vasskraftproduksjon per innbyggjar, og har den sjette største vasskraftproduksjonen i verda. Figur 54. De tre kløfters demning er verdens mest produserande kraftstasjon 82

84 Størst produksjon i 2009 Tabellen under viser vasskraftproduksjonen og den totale elektrisitetsproduksjonen i dei landa med størst produksjon i Figur 55. Land med størst vasskraftproduksjon i Kjelde: IEA Etterspurnaden etter fornybar energi vert berre større, og dette merkast med meir vassdragsregulering. Store utbyggingar er ikkje så vanleg lenger, men det er eit stort press på utbygging av små- og mikrokraftverk. Topografien i Sogn og fjordane tilseier at mykje kraft kan produserast her, og dette merkast med stor auke i søknadar på småkraftverk. Det tradisjonelle tiltaket for å kompensere for skade av vassdragsregulering har vore å sette ut fisk. Det vert sett ut laks i 15 laksevassdrag i Sogn og Fjordane 83

85 Verneplan for vassdrag i Sogn og Fjordane Olje og energidepartementet (OED) med Noregs vassdrags- og energidirektorat (NVE) som utøvande organ har det overordna forvaltningsansvaret for dei verna vassdraga. Figur 56. Kart over verna vassdrag i Sogn og Fjordane Sogn og Fjordane har ein variert vassdragsnatur og Verneplanen for vassdrag som omfattar i alt 36 vassdrag(388 vassdrag totalt i Noreg). Verneplanen utgjer eit representativt utsnitt av vassdraga i fylket og varierer frå relativt store vassdrag som startar i høgfjell og breområder, til små kystvassdrag. Grunnlaget for vernet er avvegingar mellom verneverdiar og brukarinteresser der urørt natur, naturvitskap, friluftsliv, landskap, vilt/fisk, kulturminne, vasskvalitet og reindrift/landbruk er vurdert. Det er også lagt vekt på vassdraget sitt heilskapsinntrykk. 84

86 Vernet gjeld først og fremst mot kraftutbygging, men verneverdiane skal og takast omsyn til ved andre typar inngrep. At eit vassdrag er verna, inneber at forvaltninga ikkje kan gi løyve til ny kraftutbygging med mindre det i Stortinget er gitt uttrykk for noko anna. Det kan likevel gis løyve til mindre utvidingar av allereie eksisterande kraftverk. Mindre vasskraftprosjekt (mikro- og minikraftverk) kan byggjast dersom det ikkje er skadeverknadene for allmenne interesser. Vurdering av konsesjonsplikta i verna vassdrag skal handsamast etter same rutinar som andre kraftverk, men dei allmenne interessene skal vega tyngre Det store bildet av kraftbransjen i Sogn og Fjordane Figur 57. Kraftproduksjon i Sogn og Fjordane 18.9 Status Den årlege produksjonskapasiteten til vasskraftverka i Noreg er på 126 TWh, basert på berekna verdiar frå tabell (). Det er stor interesse for å bygge ut meir vasskraft. I skrivande stund har NVE over 700 søknadar i Noreg til behandling. Til saman utgjer det ein produksjon på over 9 TWh, før eventuelle reduksjonar eller avslag. 85

87 Total vasskraftproduksjon i Sogn og Fjordane er på 12,7 TWh. Det er endå potensiale for å utvikle norske vassdragsressursar for kraftføremål. Det går fram at Sogn og Fjordane har gode føresetnadar for meir vasskraftutbygging. NVE har analysert vasskraftpotensialet for alle fylka i landet, og tala for Sogn og Fjordane viser at det finst betydeleg utbyggbart vasskraftpotensiale innafor fylkesgrensene. 19 Småkraft Den vanlegaste måten å klassifisere kraftverka på er å sortere dei etter størrelsen på generatoren: 1. Småkraftverk er vasskraftverk med ein installert effekt på mellom 1 og 10 MW. 2. Minikraftverk er kraftverk med ein installert effekt på mellom 100 kw og 1 MW. 3. Mikrokraftverk er kraftverk med ein installert effekt på opptil 100 kw. Dei klassifiserte kraftverka som er lista opp over, går alle inn under namnet småkraft. Storkraft vert brukt når ein snakkar om dei store kraftselskapa som Statkraft, SFE, Sunnfjord energi og fleire. Kraftproduksjon er ei viktig næring for Sogn og Fjordane fylke og kraftproduksjonen har stor betyding for landet. Produksjonen varierar noko frå år til år, men i 2009 vart 11,1 prosent av landets totale produksjon av elektrisitet produsert i Sogn og Fjordane og fylket var den tredje største kraftprodusenten i landet. I alt vart det produsert 14,7 TWh i Sogn og Fjordane det året. Figur 58. Småkraftverk 86

88 19.1 Verdiar Produksjon av vasskraft skapar verdiar som igjen gjev oss grunnlaget for økonomisk vekst. Set vi ein marknadspris på 40 øre pr kw, vil det gi produsert elektrisitet for 5,9 milliardar kroner i Sogn og Fjordane. Tabell 7. Produsert vasskraft i Kjelde: Statistisk årbok 2010 Nedanfor viser tabellen dei ti største kraftverka i landet, to av dei har Sogn og Fjordane. Tabell 8. Dei ti største kraftverka i Noreg 87

89 19.2 Vasskraftverk i Sogn og Fjordane I 2009 var det vasskraftverk i 20 av 26 kommunar i fylket. Dei kommunane som ikkje hadde kraftverk i 2009 er: Flora, Eid, Solund, Naustdal, Hornindal og Leikanger. Men om ein ser i dag på listene over konsesjonar som er gitt og konsesjonssøknadar som er sendt, vil dersom konsesjon vert gitt alle kommunane utan Solund ha vasskraftverk om nokre år. Naustdal har no i 2012 tre småkraftverk med ein samla produksjon på 17 GWh Sognekraft planlegg kraftproduksjon i Leikanger kommune, med ein antatt produksjon på 184 GWh. Antatt drift i Tabellen nedanfor syner den totale kraftproduksjonen i Sogn og Fjordane i Vasskraftproduksjonen i Sogn og Fjordane i 2009 var på 14,6 TWh. Tabell 9. Vasskraftproduksjonen i den enkelte kommune i Sogn og Fjordane. Kjelde: statistisk sentralbyrå Tabellen ovanfor skil ikkje mellom småkraft og storkraft, 88

90 19.3 Småkraftsituasjonen 2012 Tabellen nedanfor gjev eit kompakt bilete av småkraftsituasjonen i Sogn og Fjordane pr 26. januar Totalt 89 konsesjonar er tildelt, og Gloppen kommune er suverent på topp både når det gjeld forventa gjennomsnittleg produksjon og tal konsesjonar. Ser ein på heile fylket er det gitt konsesjonar med ein forventa produksjon på GWh og det er sendt søknadar med samla forventa produksjon på GWh. Dersom alle kraftverka det er søkt konsesjon for vert bygd, inneber det ei dobling av produksjonen frå GWh til GWh. I påvente av 420 KV linja Fardal-Ørskog som er venta stå ferdig 2015, er det stillstand i delar av småkraftbygginga i fylket. Tabell 10. Småkraftsituasjonen i Sogn og Fjordane pr 26. januar 2012 Merk at tabellen ovanfor syner konsesjonar som er gitt til bygging av småkraftverk. Ein stor kraftkommune som Aurland kjen ut med null i tal tildelte konsesjonar, det betyr berre at det er dei store kraftprodusentane som har blitt tildelt konsesjon i Aurland. 89

91 19.4 Kven eig småkraftverka Tabell 11. Tabellen syner heilt eller delvis eksterne investorar som har fått eller søkt konsesjon til å drive småkraftverk i Sogn og Fjordane Småkraft AS har og er endå den mest aktive eksterne investoren med 16 tildelte konsesjonar og 5 konsesjonar inne til behandling hos NVE. I tabellen ovanfor ser ein at det er gitt 89 småkraftkonsesjonar i Sogn og Fjordane. Sidan 23 av desse konsesjonane er gitt til eksterne investorar, så tyder det at 66 konsesjonar er eigd av grunneigarar Inntektene til småkraftverka I 2010 hadde 73 småkraftprodusentar inntekter der den totale inntekta var 140,161 millionar kroner. Medianinntekta var 1,3 millionar. I tillegg var det 25 produsentar som ikkje hadde noko inntekt grunna dei endå var i bygge- eller planleggingsfasen. Småkraftverka sin totale produksjon vil auke sterkt dei nærmaste åra. Salsinntektene til kraftverka er i stor grad avhengig av spotprisen på Nord pool. Nord pool er den leiande kraftbørsen i Norden som er eigd av det største nettselskapet i Noreg, Sverige, Danmark og Finland. Kraftproduksjonen er naturbasert og kraftprisane vil være påverka av været. Tabellen nedanfor syner prisen dei siste tre åra saman med ein generell merknad om nedbørsmengd. Tabell 12. Pris/produksjon Prisane er normalt høgre i vinterhalvåret enn i sommarhalvåret. Dei fleste småkraftverka har størst produksjon i 2. og 3. kvartal og minst i 1. kvartal. 90

92 Sunnfjord Energi Sunnfjord Energi As har bygd og vedlikehalde elvekraftverk sidan 1914, og har såles lang erfaring og brei kompetanse innan faget. Sunnfjord Energi AS leverer kraft i eigarkommunane Jølster, Gaular, Naustdal, Hyllestad, Solund, Fjaler og Førde. Sunnfjord Energi AS eig 7 kraftstasjonar med samla middelproduksjon på 245 GWh. Dette dekkjer om lag 70 % av samla kraftforbruk i konsesjonsområdet. Sunnfjord Energi AS er og hovudaksjonær i selskapa Fossheim Energiverk AS med middelproduksjon på 25 GWh og Kjøsnesfjorden Kraftverk AS. Det nye kraftverket i Kjøsnesfjorden fekk produksjonsstart våren 2010 og har forventa middelproduksjon på 247 GWh. Omlag 35 småkraftverk har blitt knytt til Sunnfjord Energi sine linjer dei siste ti åra, og desse produserar no meir enn 150 GWh årleg. Etter NVE si kartlegging er potensialet for småkraftverk i Sunnfjord Energi sitt område ti gangar større. Sunnfjord Energi As har ei eiga gruppe medarbeidarar som jobbar spesielt med små-, mini- og mikrokraftverk. Småkraftgruppa kan hjelpe aktuelle tiltakshavarar med alt frå enkelttenester, til ei totalløysing for deira prosjekt. Per dags dato har småkraftgruppa utført 12 konsesjonssøknadar for potensielle småkrafteigarar, og bygd 4 småkraftverk. Sunnfjord Energi har til ei kvar tid mange prosjekt gåande i ulike fasar, frå forprosjekt til kraftverk under bygging. 91

93 19.5 Sogn og Fjordane Energi SFE Sogn og Fjordane Energi AS vart etablert som eit nytt kraftkonsern frå etter ein fusjon av selskapa SFE, Ytre Fjordane Kraftlag (YFK), Gloppen Elektrisitetsverk (GEV), Firdakraft og Eid Energi. SFE - konsernet har i overkant av 200 tilsette, over 800 mill. kroner i driftsinntekter og ein eigenkapital på omlag mill. kroner. Konsernet er den største energileverandøren i Sogn og Fjordane og er mellom dei store kraftselskapa på Vestlandet Ulike selskap SFE konsernet har tre heileigde dotterselskap under seg: SFE Kraft, SFE Nett og SFE Produksjon. SFE Produksjon AS er eit offentleg aksjeselskap som er eigd av Sogn og Fjordane Fylkeskommune, BKK AS og 7 lokale kommunar. Selskapet driv 20 kraftverk med ein middelproduksjon på 1850 GWh I SFE Produksjon føregår all teknisk aktivitet knytt til kraftproduksjon i konsernet. Selskapet står for teknisk drift og vedlikehald av konsernet sine 13 kraftstasjonar i Nordfjord, Sunnfjord og Sogn, 3 kraftstasjonar leigd av Gloppen kommune. SFE Produksjon har 35 % medeigardel i Leirdøla kraftverk. I tillegg tilbyr SFE Produksjon tekniske driftstenester til eigarar av småkraftverk i regionen. Alle kraftstasjonane i SFE Produksjon er basert på rein fornybar energi, og mange av stasjonane er sertifisert som "grøn energi". Total produksjon i kraftstasjonane i selskapet er nær millionar kwh, det utgjer om lag 1 % av normalforbruket i Noreg millionar i resultat for SFE Sogn og Fjordane Energi (SFE) si omsetning enda på 1,39 mrd. kroner i 2011, ei auke på 130 mill. kroner frå Likevel vart resultatet 111 mill. kroner lågare enn i det føregåande året. Hovudårsaka var store kostnader i tilknyting til orkanen Dagmar Status i dag Situasjonen er no slik at det er fleire småkraftprosjekt som ligg på vent i påvente av den nye 420 kvlinja gjennom Sogn og Fjordane, den eksisterande linja har begrensa kapasitet til å ta i mot ny produksjon. SFE Produksjon AS har utgreia moglegheitene for utbygging av Gjengedal kraftverk i Gjengedalsvassdraget i Gloppen kommune i Sogn og Fjordane med ein forventa produksjon på 136 GWh. Ei melding om prosjektet og dei ulike alternativa til utbygging er sendt til Noregs vassdrags og energidirektorat (NVE). SFE Produksjon ønskjer å utvikle prosjektet som kan gje samfunnet tiltrengt ny rein energi, og samstundes bidra til auka lokal verdiskaping. Meldinga er no på offentleg høyring. 92

94 19.6 Sognekraft Sognekraft vart skipa 14. mars 1947 av kommunar og kraftlag i midtre og indre Sogn for å betre kraftforsyninga til innbyggjarar og næringsliv i bygdene i Sogn. Dei har konsesjon for straumnettet i kommunane Balestrand, Leikanger, Sogndal, Vik og Frønningen i Lærdal kommune. Hovudkontoret er lokalisert i Vik i Sogn. Selskapet har kring 70 tilsette. Omsetnaden i 2009 var på 220 mill kroner. Selskapet eig Årøy kraftverk og er medeigar i Statkraft Vikfalli med 12 %. Gjennomsnittleg produksjon er 346 GWh i Årøy kraftverk og 90 GWh i Vikfalli. I 2009 vart produksjonen 455 GWh Planlegg utbygging av nye kraftverk Svelgen Kraft Holding AS Sognekraft AS stifta i september 2009 selskapet Svelgen Kraft Holding AS saman med SFE Produksjon AS og Tafjord Kraftproduksjon AS. Sognekraft sin eigardel er på 10 %. NVE har tilrådd at Olje- og Energidepartementet gir konsesjon etter industrikonsesjonslova og aksjekjøpet vert fullført når denne konsesjonen er gitt. Gjennom dette eigarskapet disponerer Sognekraft 10 % av ein årsproduksjon på om lag 460 GWh Offerdal Kraftverk AS Sognekraft er største aksjonær i Offerdal Kraftverk AS. Kraftverket er planlagt bygt i Indre Offerdal i Årdal kommune og vil gje i overkant av 100 GWh ny fornybar energi. Dette er nok energi til å dekke behovet til norske hushald. Offerdal Kraftverk AS sendte søknad om konsesjon til NVE i desember NVE har lagt søknaden med tilhøyrande konsekvensutgreiing ut på høyring med høyringsfrist 20. mai Feios Kraftverk AS Sognekraft er største aksjonær i Feios Kraftverk AS. NVE har, i brev til OED 23. november 2009, gitt ei positiv tilråding for utbygging av Feios Kraftverk (95 GWh). Vilkåra er tilfredsstillande, men med noko høgare minstevassføring om sommaren enn det som er føreslått i konsesjonssøknaden. Tilrådinga er sendt til Olje- og Energidepartementet (OED) for slutthandsaming Leikanger Kraftverk Sognekraft har, i samarbeid med grunneigarane, søkt om å få utnytte vatnet i Henjaelvi og Grindselvi i Leikanger kommune til kraftproduksjon. Konsesjonssøknaden for Leikanger Kraftverk (184 GWh) har vore på høyring med høyringsfrist i juni Det er inngått utbyggingsavtale med Leikanger kommune på bakgrunn av eit positivt vedtak i Leikanger kommunestyre den 9. juni NVE vil gi si tilråding til OED når dei har slutthandsama søknaden. 93

95 Småkraftverk Sognekraft satsar på utvikling og drift av småkraftverk i nærområde. For tida ligg det inne søknad om konsesjon på 6 småkraftverk med eit samla produksjonspotensiale på 87 GWh Luster Energiverk Luster Energiverk er ein energileverandør som ligg inst i Sognefjorden i kommunesenteret Gaupne, omkransa av Jostedalsbreen i Nord og Jotunheimen i Aust. Luster kommune er den kommunen i landet som, i fylgje NVE, har størst potensial for utbygging av småkraftverk. Luster Energiverk AS og Småkraft AS vil samarbeide om å utvikle småkraftverk i Luster kommune. Dette skal skje gjennom eit nytt felles selskap - Luster Småkraft AS. Det nye selskapet vil vere lokalisert i Luster kommune. Samarbeidet vil sikre lokale fallrettseigarar moglegheit til å velje ein samarbeidspartnar som kan utvikle falla på best mogleg måte, samtidig som det sikrar størst mogleg lokal verdiskaping. Både Luster Energiverk AS og Småkraft AS har dei siste åra satsa tungt på småkraftutvikling. Luster Energiverk AS har ein sterk posisjon lokalt, medan Småkraft AS er den leiande og klart føretrekte samarbeidspartnar i Noreg. Småkraft AS har hittil avtalar med ca. 600 grunneigarar om utvikling av over 150 kraftverk med ein forventa produksjon på ca GWh dvs nok straum til ca husstandar. I fellesskap vil dei sikre effektivitet både i planlegging, bygging og drift og dermed større prosjektverdi til grunneigarane. 94

96 Småkraft i Luster Luster kommune er ein kraftkommune. Både Norsk Hydro og Statkraft har store anlegg i kommunen. Den årlege vasskraftproduksjonen i kommunen er om lag 3 TWh. I tillegg er det fleire små kraftverk i drift i Luster i dag og fleire er under planlegging og/eller omsøkt hos NVE: I drift Fivlemyrane kraftverk (2 MW) Sage kraftverk (9 MW) Marifjøra kraftverk (100 kw) Sværa kraftverk (7 kw) Døsen kraftverk (100 kw) Harastølen kraftverk (2x100 kw) Geisdøla kraftverk (1,3 MW) Vanndøla kraftverk (3,8 MW) Kvåle kraftverk (5,0 MW) Har konsesjon / kons.fritak Smola kraftverk Tverrelvi kraftverk Li kraftverk Krekaelvi kraftverk Omsøkt Sumelvi kraftverk Snauedøla kraftverk Svardøla kraftverk Vetle Svardøla kraftverk Elda kraftverk Utladøla kraftverk Hola kraftverk Ugulsvik kraftverk Tørvi kraftverk Røneid kraftverk Engjadalselvi kraftverk Døsjagrovi kraftverk Bergselvi kraftverk Tabell 13. Småkraft i Luster 95

97 20 Vindkraft Figur 59. Vindturbinar 20.1 Generelt om vindkraft Vindkraftverk for produksjon av elektrisk energi er omfatta av energilova, og konsesjonsplikta utløysast dersom ein eller fleire komponentar har ei spenning på over 1000 V (1 kv). Vindkraft er elektrisitet produsert med ein fornybar energikjelde; vinden. Vinden beveger vengene som via ein rotor driv ein generator inne i maskinhuset. Frå generatoren overførast den elektriske krafta i kablar og ut på straumnettet til forbrukar. I hovudsak er det to forskjellige vindturbinar på marknaden. Den horisontale og vertikale, men den horisontalaksla er tilnærma einerådande på det kommersielle marknaden. Den horisontalaksla vindturbinen består av eit tårn, eit maskinhus som er plassert på toppen av tårnet og ein rotor med normalt tre venger som er festa til maskinhuset Kvar kjem vinden frå? Som dei fleste andre energikjelder stammar vindenergien i utgangspunktet frå solenergi som er tilført jorda. Vind er luftstraumar som søkjer å utlikne trykkforskjellar i atmosfæren, noko som oppstår når sola varmar opp luftmassane ulikt på kloden. I Noreg finn ein dei beste forholda for vindkraftproduksjon langs kysten og i fjellområda nær kysten. Vindforholda varierar mykje, og for å vurdere eit område sitt potensial for vindkraft må det blant anna gjennomførast grundige vindmålingar Energiinnhaldet i vinden Vindturbinen fangar vindens bevegelsesenergi i ein rotor som er mekanisk kopla med ein aksling, med eller utan gir, vidare til generatoren som leverer elektrisk energi. Energi er effekt gangar tid. Effekten i vinden er avhengig av hastigheit og tyngda til vinden. Tyngda eller lufttettleiken er igjen avhengig av trykk, temperatur og luftfukt. Høgt trykk og låg temperatur gir tyngre luft enn fuktig luft med lågt trykk og høg temperatur. 96

98 Ved havnivå har lufta generelt høgre trykk og er mildare, mens på fjellet har lufta lågare trykk og er kaldare. Påverknaden frå trykk og temperatur vil delvis oppheve kvarandre, men vindhastigheita er av mykje større betyding. Hastigheita på vinden påverkar vindeffekten i tredje potens. Det betyr at ein dobla vindhastigheit ikkje gir dobbel effekt, men 8-dobbelt! 20.2 Energi og Effekt Energi og effekt er to viktige begrep innan vindkraft. Dei heng saman, men er ulike og lette å blande. Energi er evna til å utføre eit arbeid. Energi kan verken oppstå eller forsvinne, kan berre gå over i ei anna energiform. Effekt kan forklarast som tida det tek å overføre energi. Forholdet mellom energi, effekt og tid er beskrive av formelen: ENERGI = EFFEKT x TID Ein vindturbin produserar ikkje energi, den omformar rørsleenergi frå vind til elektrisk energi. Kor mykje energi ein vindturbin leverar er avhengig av effekten til vinden som driv generatoren og kor lang tid den opprettheld effekten. For elektrisk energi angis effekt i watt (W) og energi i watt timer (Wh) kor h kjem av hour. I det daglege og innan vindkraft benevnar elektrisk energi og effekten oftast i tal tusen (k) eller millionar (M). Derav uttrykka kw (kilo Watt), KWh og MW (millionar Watt), MWh. I takt med den veksande vindkraftindustrien, har installert effekt i den enkelte vindturbin auka betydeleg. I 1998 var maksimal installert effekt for ein vindturbin i Noreg 0,75 MW. I åra som kjem vil dei landbaserte vindturbinane i Noreg ha ein installert effekt på mellom 2 og 3,6 MW. Under normale vindforhold tek det mellom to og tre månader for ein moderne vindturbin å produsere energien som vart/blir forbrukt for produksjon, installering, vedlikehald og destruksjon av en vindturbin ( Vindturbinens verkingsgrad Energien som hentast ut av turbinen kan forklarast som forskjellen i vindhastigheita før og etter vinden har passert rotorblada. Umiddelbart kan ein tenke at det teoretisk er mogleg å hente ut all bevegelsesenergi frå vinden. Om ein klarte det ville vindhastigheita bak rotorane bli lik null. Luftmassane ville med dette ikkje kunne bevege seg vekk frå turbinen, og sjølv teoretisk er ikkje dette mogleg. Matematikaren Betz utleda ei fysisk lov (Betz s lov) som seier at ein maksimalt kan omdanne 16/27 (59, 3%) av bevegelsesenergien i vinden til mekanisk energi ved å bruke ein vindturbin. 97

99 Figur 60. Viser verkeleg effekt i vinden, kva som er teoretisk mogleg å utnytte og kva turbinen i praksis utnyttar 20.3 Vindkraftverk Eit vindkraftverk er ei samling av meir enn éin turbin. Det er fordelaktig å plassere turbinane i nærleiken av kvarandre for å dra nytte av stordriftsfordelar i form av vegbygging, nettilknyting, bygningsmasse, drift og vedlikehald. Figur 61. Havøygavlen vindkraftverk 98

100 Val av lokalitet Etter at utviklar- /utbyggar har forprosjektert, kartlagt og undersøkt moglegheit for vindkraftutbygging på antatt egna areal, kan ein søkje om konsesjon. Om et landområde er egna for vindkraft er avhengig av fleire faktorar, men først og fremst av vindforhold, nettkapasitet og moglegheit til å få konsesjon for bygging. Forklarar faktorane nærmare nedanfor: Vind Vind må være tilstade for at vindkraft skal være aktuelt. Kva som er god nok vindressurs er avhengig av kva ein må investere for å utnytte ressursen og kva ein får betalt for energien som blir levert. Det bles best langs kysten av Noreg, og frem til i dag er det i hovudsak prosjekt langs kyststripa som er under saksbehandling, gitt/avslått konsesjon eller bygget. Vindturbinar i innlandet er blitt meir aktuelt i Noreg i seinare tid. Innlandsvinden på høgreliggjande innlandsområde er svakare, men jevnare og mindre ekstrem enn kystvind. Dette gjer at innlandsturbinar normalt har høgre tårn og lengre blad for fange meir vind. For å gjere målingane av vindressursane mest nøyaktig bruker man ei målemast til å gjer dei fysiske målingane. Då må ei eller fleire master i typisk turbinhøgde, meter, måle vindforholda i minst eit år. Ut ifrå målingane vil ein kunne ta standpunkt til om ein vindpark er teneleg å bygge, og kan velje riktige vindturbinar til formålet Nett Mangel på nett med ledig kapasitet er ein flaskehals for vindkraftutbygging i Noreg. Ofte ligg prosjekta i område med låg befolkningstettleik og forbruk. Nettet i regionen må derfor normalt forsterkast. Bygging av nye kraftleidningar krev som oftast konsesjon, og kan være tidskrevande og kostnadsdrivande for prosjektet. Ved bygging av ei enkel produksjonslinje (kallast radial) som ikkje har andre formål enn å få krafta ut frå vindparken, må kraftutbyggar koste åleine. Finnast det derimot ei eksisterande linje med ledig kapasitet eller eit nett (kallast masket nett) kor det ikkje er mogleg å føre nytta i si heiling til ein enkelt eller klart avgrensa kraftprodusent, vil kostnadane bli delt på fleire Tilgjengelig areal Sannsynlegvis ligg nokon av de beste vindressursane i Noreg på stedar der det aldri kjem til å bli bygt vindkraft. Årsaka er at kostnaden eller etableringa aldri vil la seg forsvare eller være moglege i forhold til reglar og forskrifter. 99

101 Verna areal, unikt dyreliv eller areal tett opptil bustadar er eksempel på faktorar som kan by på problem for å få konsesjon for eit prosjekt. Sjølve turbinfundamentet, veg og oppstillingsplass tek liten plass, men vindressursen rundt turbinen påverkast slik at det eigentleg ikkje er plass til meir enn ein turbin per dekar, då komponentane i ein vindturbin har store dimensjonar både i tyngde og utstrekning Drift og vedlikehald Vindturbinane har behov for vedlikehald og tilsyn med jamne mellomrom. Godt vedlikehald er veldig viktig for å redusere skader og feil, og ikkje minst for å oppretthalde ein tilfredsstillande produksjon. Vindturbinen produserar berre når det bles. Vinden som har blåst forbi turbinen og ikkje blitt nytta vil aldri komme tilbake, og slik sett tapt produksjon og tapte inntekter. Fagpersonell skal vedlikehalde turbinane, og som en tommelfingerregel vil det være behov for ein person for kvar 15 MW installert effekt. I tillegg til vedlikehald av turbinar vil det være noko vegvedlikehald, brøyting og anna aktivitet Brukstid Normalt leverer ein turbin elektrisk energi i cirka 6000 av årets 8760 timar, men det betyr ikkje at den går for full effekt. I vindkraftbransjen er det vanleg å betegne produksjonen ved brukstid. Brukstid er gitt ved: Brukstid seier kor mange timar turbinen må gå med full effekt for å produsere årets produksjon. For norske forhold er brukstid timer normalt. Tal timar betyr ikkje at det i dei resterande ikkje produserast, og for eksempel vil ein turbin som går på halv effekt i 5000 timar i året få ei brukstid på 2500 timer. Brukstid viser forholdet mellom produsert energi og installert effekt, og høg brukstid er i utgangspunktet positivt. Begrepet brukstid kan ikkje åleine brukast til å bestemme om turbinen presterar optimalt, då ein ikkje kan være sikker på om riktig turbin effekt og bladlengde er valt. For eksempel kan en turbin med lav generatoreffekt og/eller stor rotordiameter gi veldig høg brukstid, men levere mindre energi enn ein turbin med større installert effekt. Det som er målet for eigar av ein turbin er lågast mogleg kostnad på levert energi, og det seier brukstida ikkje noko om. Kva som er optimalt er eit kompleks spørsmål og avhengig av vindressursen, størrelse og kostnader på turbin, drift, vedlikehald og andre faktorar. 100

102 20.4 Historie Vindkraft er ikkje nytt i Noreg. Historisk har nordmenn visst å utnytte sine vindressursar til blant anna automatisering i jordbruket, pumping av vatn på seglskuter og etter kvart til elektrisitetsforsyning. Bilete under viser e jærsk vindmaskin som gav bonden mekanisk energi som vart brukt til å drive treskeverk på låven. Figur 62. Jærsk vindmaskin frå 1872 med reimoverføring til treskeverk. Ein av dei første offshore vindturbinane var norsk. Under Nansens Fram-ekspedisjon i polare forhold frå , hadde Nansens skute Fram ein vindturbin montert på dekk for å kunne nytte elektrisk lys. Verknaden av turbinen er beskrive i Nansens dagbok og Nansen skriv han er svært tilfreds med turbinen og det deilige elektriske lyset. Figur 63. Polar skuta Fram i isen med vindturbin montert på dekk 101

103 Dei første vindkraftanlegga i Noreg som kom i drift var på Hamarøy og Frøya i 1989, to turbinar med ei samla effekt på 0,7 MW. Lite meir skjedde før i 2005, då den store vindkraftutbygginga på Hundhammerfjellet starta, med 16 turbinar og installert effekt på drygt 50 MW. Den neste store var på Smøla der andre byggjetrinn stod ferdig i Kapasiteten på vindparken Smøla I og Smøla II er på 150 MW med 68 vindmøller, og med ei forventa produksjon på 450 GWh i året. Det tekniske potensialet for vindkraft i Noreg er stort. Det har vorte anslått eit teknisk potensiale på 70 TWh landbasert vindkraft der 12 TWh i følgje NVE/Enova kan byggjast ut med noverande kapasitet. Konsulentselskapet Sweco Grøner har på oppdrag frå Enova anslått det tekniske potensialet for offshore vindkraft på norsk sokkel til TWh/år Noregs vindkraftpotensial Noreg har vindforhold som ligg blant Europas beste, og gjer vindkraftpotensialet svært relevant i satsinga på fornybar energiproduksjon. Per januar 2012 er det bygd ut ca MW vindkraft som i 2011 produserte 4,3 TWh fordelt på 21 vindkraftverk på landsbasis. Av desse er 2 tilhøyrande i Sogn og Fjordane med ein produksjon på 56,6 GWh. NVE har i tillegg gitt ytterlegare 36 vindkraftprosjekt konsesjon. 116 vindkraftsøknadar er under behandling på landsbasis, med ein samla produksjon på ca. 66 TWh, derav 23 TWh er offshore prosjekt. 14 av vindkraftsøknadane kjem frå Sogn og Fjordane med ein forventa produksjon på ca. 3 TWh. Potensialet for vindkraft nær kysten er i følgje NVE estimert i same størrelsesorden som potensialet for landbasert vindkraft, mens potensialet lengre ute enn 20 kilometer frå kysten er svært stort Hensyn ved utbygging av fornybar kraft Før anlegg kan byggast må myndigheita inn å gjere omfattande vurderingar av prosjektas påverking på andre forhold. Etter desse vurderingane vil ein del prosjekt få løyve, andre vert redusert i omfang, eller får avslag på konsesjonssøknaden. Påverknaden av det ytre miljø er eit viktig kriterium ved vurdering om energiprosjekta skal få konsesjon Miljø Vindkraft er fornybar og gjev ikkje utslepp til miljøet, men vindkraftverk kan forstyrre leveområda for planter og dyr. Dei støyar, kan forstyrre radiosignal og være ei kollisjonsfare for fugl. Anlegga kan og endre estetikken i landskapet, og dermed gi reduserte naturopplevingar. Ein fordel med vindkraftutbygging er at utbygging av vindkraftparkar er reversible naturinngrep. Landskapet kan i ettertid i stor grad tilbakestillast til slik det var før utbygging. 102

104 Regjeringa fastsette i 2006, eit nytt samla mål på 30 TWh i auka fornybar energiproduksjon og auka energieffektivisering innan 2016 (med 2001 som utgangspunkt). Dermed vert det lagt opp til ei monaleg auka i vindkraftproduksjonen i Noreg frå statleg hald. Noko av grunnen er ein forventa miljøgevinst då vindkraft kan erstatte meir miljøfiendtlege energikjelder. Det er ikkje problemfritt å byggje ut vindkraftanlegg, sidan anlegga legg band på store areal. Vindkraftanlegg kjem såleis ofte i konflikt med andre viktige samfunnsomsyn. Landskap, biologisk mangfald, kulturminne/kulturmiljø, reiseliv og landbruk er mellom omsyna som vert vurdert i samband med planlegging og lokalisering av vindkraftanlegg. Mål om lågast mogleg miljø-/ samfunns- kostnad per KWh tilseier at vi bør konsentrere vindkraftutbygging til store anlegg der det er gode vindforhold, høveleg infrastruktur og akseptabelt konfliktnivå i forhold til andre samfunnsomsyn. Eit vindkraftanlegg fører med seg fysiske inngrep i form av sjølve vindmøllene, med fundament og oppstillingsplass, interne vegar og kablar, mellom møllene, servicebygg, transformator, overføringsliner (luftspenn og evt. Sjøkablar) og vegar inn til området. I mange tilfeller vil det og være behov for å etablere nye kaianlegg for å ta imot møllene. I dei tilfelle der det er gjeve konsesjon (løyve) vert det sett som vilkår at anlegg vert fjerna ved utløpet av konsesjonstida (25 år). 103

105 20.6 Sogn og Fjordane Sogn og Fjordane har størst produksjonspotensiale for vindkraftutbygging på land av alle fylke i Sør- Noreg. Havområda utanfor Stadt har den høgste vindhastigheita i landet med år middelvind på 10,5 m/ps i 80 m/høgde Sogn og Fjordane fylke har ei relativt lang kyststripe som strekker seg frå Gulen kommune i sør til Selje kommune i nord. Figur 64. Vindkart Sogn og Fjordane har i dag ein vindkraftpark i drift, Mehuken Vindpark, som Kvalheim Kraft eig og driv i Vågsøy. Totalt har parken 13 turbinar og ein installert effekt på 22,6 MW samt (ein) forventa årleg produksjon på 65 GWh. Dette tilsvarar energiforbruket til dei rundt 6000 innbyggjarane i Vågsøy kommune. Drifta av vindparken er automatisert. Vindturbinane har innebygd automatikk som startar, stoppar og regulerar vindturbinane etter vindstyrke og vindretning. Parken har konsesjon til å drive fram til Då kan parken demonterast og området tilbakeførast til å framstå som relativt urørt. 104

106 Vindkraftmoglegheiter ved Vågsvåg Kvalheim Kraft har søkt konsesjon for åtte vindturbinar ved Vågsvåg Vindkraftverk i Vågsøy kommune, på bakgrunn av grunneigarar som ville ha ei vurdering for moglegheiter for vindkraft i området. I juni 2010 vart det satt opp målemast, og foreløpige produksjonsberekningar i regi av Kjeller Vindteknikk vil det gi ein årsproduksjon på 63 GWh. Figur 65. Mehuken Vindpark I Vågsøy og Selje kommune har og Stadt Wind AS konsesjon for testing og utvikling av flytande vindturbinar på inntil 10 MW. Konsesjonen er gitt for fem år. Regional plan for vindkraft vart vedteken av fylkestinget 8. juni Planen skal leggje til rette for etablering vindkraftanlegg med ein samla årleg produksjon på 3 TWh, innan år

107 Vestavind Kraft Selskapet Vestavind Kraft AS er stifta saman med Haugaland Kraft, Sunnhordland Kraftlag, BKK Produksjon, Sunnfjord Energi, SFE Produksjon og Tafjord Kraftproduksjon. Selskapet er stifta med ein eigenkapital på 21 mill. kr. der eigarane deltek med 1/7 kvar. Vestavind Kraft sitt forretningsområde er å utvikle, byggje, eige og drive vindkraftanlegg, konsulentverksemd og tenesteleveransar knytt til dette og delta i selskap med liknande føremål. Vestavind Kraft ynskjer å utvikle vindkraft der forholda ligg til rette for gode prosjekt. Godt med vind og infrastruktur i form av vegar og kraftnett er viktige faktorar. I dag har Vestavind Kraft fleire vindkraftprosjekt under utvikling langs vestlandskysten. Namnet på prosjekta er: Okla, Bremangerlandet, Hennøy, Lutelandet, Ytre Sula og Folkestad som ligg i Sogn og Fjordane, og Haram som ligg i Møre og Romsdal Figur 66. Viser vindkraftprosjekta til Vestavind Kraft 106

108 Dei desidert største prosjekta Vestavind Kraft har engasjert seg i er Havsul I og Havsul II. Dette er to offshore vindkraftprosjekt med ein planlagt installasjon på inntil 350 MW for Havsul I og inntil 800 MW for Havsul II. OED stadfesta i september 2009 NVE sine vedtak vedrørande konsesjon for Havsul I og Havsul II. Dette inneber ein rettskraftig konsesjon for utbygging av Havsul I, medan ein ikkje ville gje konsesjon til Havsul II før ein hadde fått erfaringar om konsekvensar for fugl frå Havsul I. Med bakgrunn i at vindkraftprosjekta offshore skil seg frå landbaserte prosjekt ved at utviklings- og investeringskostnader, kompleksitet og risiko er langt større, bestemte eigarane i Vestavind Kraft seg i 2009 for å etablere eit eige selskap for satsinga til havs, Vestavind Offshore AS. Selskapet vart stifta med ein aksjekapital på 210 mill. kr. Vestavind Kraft sine aksjar i Havsul I AS og Havsul II AS vart selde til Vestavind Offshore. Vestavind Kraft eig framleis offshoreprosjekta Stadtvind og Testområde Stadt. Vestavind Kraft har sendt melding til NVE om planar for utbygging og drift av Stadtvind, eit flytande vindkraftanlegg utanfor kysten av Selje og Vågsøy i Sogn og Fjordane. Planlagt installert effekt er inntil MW. Ein har i 2009 fått konsesjon for Testområde Stadt, som omfattar bygging og drift av inntil 3 flytande vindturbinar med ein samla installert effekt på mellom 12 og 25 MW. Saman med Statoil New Energy AS, har Vestavind Kraft stifta selskapet Lutelandet Energipark AS. Dette selskapet skal utvikle, bygge og drifte ein vindpark som dekkar 1500 dekar i Fjaler kommune. Lutelandet Energipark har ein planlagt installert effekt på inntil 50 MW, som vil kunne levere straum til 7500 familiar. Figur 67. Lutelandet i Fjaler kommune I tillegg arbeidar Vestavind Kraft AS med utvikling av fleire nye vindkraftprosjekt i nært samarbeid med grunneigarar og lokalsamfunn. 107

109 21 Vindkraft til havs Offshore vindkraftverk for produksjon av elektrisk energi er omfatta av energilova såframt det er lokalisert innanfor grunnlinja. Konsesjonsplikta utløysast dersom ein eller fleire komponentar har en spenning på over 1000 V (1 kv). Offshore vindkraft er vindkraft til havs. Vindkraftteknologi på land er meir moden både i form av teknologi og økonomi enn offshore vind. Dei store fordelane med offshore vind er betre og meir stabile vindresursar, store tilgjengelege områder og sannsynleg lågare interessekonfliktar enn på land. Problemet med dagens løysingar er at både investering og vedlikehalds- og driftskostnadar er betydeleg høgre enn på land Offshore vindkraft i Noreg Stortinget har vedteke Havenergilova som legg rammene for utbygging av offshore vindkraft i Noreg, men med dei rammevilkåra som gjeld i dag ser det ut til at utbyggingar offshore i Noreg ligg langt fram i tid. I dag er Havsul 1 som ligg i Møre og Romsdal, det einaste fullskala offshore vindkraftverket som har fått konsesjon. Vestavind Offshore reknar no med at det blir teke ein investeringsavgjerd i slutten av Bygginga av Havsul I på 350 MW kjem dermed truleg ikkje i gang før i Havsul 1 er eigd av Vestavind Offshore som igjen er eigd av Vestlandalliansen, energiselskapa mellom Haugesund og Ålesund. Om Havsul 1, som skal produsere rundt 1 TWh energi i året, faktisk vert bygt, avheng av om Noreg brukar midlar på å utvikle offshore fornybar energi. Med dagens regime er det truleg ikkje mogeleg å få økonomi i prosjektet, dersom dei ikkje klarer å redusere kostnadane betydeleg. Havsul II, ein foreslått andre fase i prosjektet med en kapasitet på 800 MW, ligg nær Havsul I, har ikkje fått konsesjon, men kan få det seinare. Siragrunnen er eit porsjekt under planlegging sør i Rogaland. Det er Havgul som utviklar det. Dei vil prøve å bygge dette som eit reint kraftprosjekt for petroleumsnæringa. No pågår det eit arbeid i regi av NVE med oppfølging av havenergilova med konsekvensutgreiing av dei områda som vart føreslegne då lova vart handsama i Stortinget. Målet er å kunne lyse ut blokker(felt) med blokkutlysinga i petroleumsindustrien som forbilde. Her det snakk om blokker både for flytande installasjonar og botnfaste. Det er vanskeleg å få noko klart bilete av framdrifta her, og ingen kan i dag seie noko om når nye offshore felt for vindkraft kan kome i Noreg. 108

110 21.2 Hywind Den 8. september 2009 opna verdas første fullskala flytande vindmølle, Hywind utanfor Noregs kyst. Hywind består av ein 2,3 MW vindturbin som er festa på toppen av eit tradisjonelt flyteelement kjent frå blant anna produksjonsplattformer og bøyelasting til havs. På denne måten nyttast vinden der det bles mest langt til havs. Tårnet er 65 meter høgt, rotorblada er 82,4 meter i diameter. Flyteelementet stikk 100 meter under havoverflata, og er festa til havbotnen med tre ankerfeste. Hywind passar for havområde med djupne mellom 120 og 700 meter. Heile konstruksjonen veg 5300 tonn. Piloten skal testast over ein periode på to år. Hywind- prosjektet har ikkje hatt nokon alvorlege hendingar innanfor helse, miljø og sikkerheit. Figur 68. Testmølle utanfor Karmøy 109

111 Figur 69. Hywind med nøkkeldata. Installert effekt på turbinen er 2.3 MW. Kilde: Statoil I 2011 produserte Hywind 10,1 GWh straum, som tilsvarar forbruket til 500 norske husstandar. I løpet av dei to åra testmølla har vore i drift utanfor Karmøy, har Statoil satt seg stadig fleire ambisiøse mål, og kvar gang har måla blitt slått. Tal timar testmølla var i produksjon tilsvarar 4390 fullast timar, og ein kapasitets faktor som var om lag det doble av det som er normal landbasert vind. Og ein kapasitets faktor på ca. 50 prosent, der det er elles vanleg med 30 prosent for eit offshore vindkraft, så her fekk og tiltakshavar ein svært positiv tilbakemelding. 110

112 Stormar i Nordsjøen Det er ikkje registrert skader på turbinen i løpet av hauststormane. Hywind har tålt vær med opptil 40 sekundmeter vind, og med bølgjer på opptil 18 meter. Turbinen har stengt seg sjølv av to gangar der det har blitt registrert vindkast på over 25 sekundmeter, det er turbinen forhandsprogrammert til for å unngå skader. Figur 70. Hywind, som er verdas fyrste fullskala flytande vindturbin er her under slep til Karmøy Figur 71. Hywind- piloten er plassert ca. 10 km utanfor kysten av Karmøy Kontraktar Piloten vart samanstilt i Åmøyfjorden utanfor Stavanger og plassert ca. 10 kilometer utanfor kysten av Karmøy i Rogaland. Sjølve vindmølla er det Siemens som byggjer. Technip stod for flyteelementet og hadde ansvar for installeringa offshore. Nexans la kabelen til land, og Haugaland Kraft har ansvar for landfallet. Enova støtta prosjektet med 59 millionar kroner. Statoil investerte i overkant av 400 millionar til bygging og vidareutvikling av piloten, samt forsking og utvikling av vindmøllekonseptet, der målet er å redusere kostnadane slik at flytande vindkraft kan konkurrere i kraftmarknaden. 111

113 Statoil har bestemt at Hywind skal bli stasjonert på same plassen ut I løpet av året vil Statoil konsolidere testresultata som til no er komen inn, og seinare ta stilling til om kva som skal skje med mølla frå Truleg kjem ikkje Hywind til å bli vidareutvikla i Noreg. Hywind 2 som er ein større park med 6-8 flytande vindmøller kjem sannsynlegvis til å bli plassert anten i Skottland eller på USAs austkyst (I delstaten Maine). Dette har direkte samanheng med rammevilkår frå styresmaktene. Britiske og amerikanske styresmakter er meir viljuge til å bruke offentlege midlar på utvikling av offshore vindkraft Offshore vindkraft - ny bransje i sterk vekst I dag er det 25 offshore vindparkar i drift i Europa. Ti nye er under bygging, medan ei lang rekke prosjekt kjem i åra framover. Desse prosjekta er fordelt på 15 land. Så langt har det vore stor interesse blant prosjektutviklarar for å få dei klargjorde for utbygging. Vindkraft til havs er i ferd med å bli ein betydeleg energi- og industrisatsing i Europa. Det er no over 20 år sidan dei første vindturbinane vart installert på grunt vatn i Danmark. Vindkraft til havs er i rask vekst, men likevel ein relativt umoden bransje. Ved inngangen til år 2000 fantes det 58 turbinar i Europeisk farvatn (åtte meter djupne på det meste) med ei samla installert kapasitet på ca. 30 MW. Dette er fordelt over 49 vindparkar i 9 land, noko som vitnar om tung satsing i offshore samanheng. Ved utgangen av 2010 var Europas samla installerte effekt på nærmare 3000 MW fordelt på 1136 turbinar. EWEA(den europeiske vindkraftorganisasjonen) reknar med at det skal vere installert 40 GW ( MW) offshore vindkraft innan 2020 og 150 GW innan Det betyr at med 5 MW vindmøller skal det være installert vindmøller innan 2020 og innan Produksjonen reknar ein med skal vere 150 TW i 2020 og 563 TWh i Til samanlikning er det samla norske kraftforbruket i underkant av 130 TWh(2007-tal) Mellom 2011 og 2020, reknar EWEA(den europeiske vindkraftorganisasjonen) med at den årlege offshore marknaden for vindturbinar vil vakse jamt frå 1,5 GW(om lag 300 turbinar) i 2011 til å nå 6,9 GW(om lag 1300 turbinar) i I heile denne perioden vil likevel marknaden for landbasert vindkraft vere større enn offshore- marknaden. Mellom 2021 og 2030 reknar dei med at den årlege offshore marknaden for vindturbinar vilvakse jamt frå 7,7 GW i 2021 til å nå 13,6 GW(om lag 2700 turbinar årleg) i År 2027 vil vere det første året der marknaden for offshore vindturbinar overstig onshoremarknaden i Europa. 112

114 Dei 150 GW installert kapasitet i 2030 ville produsere 563 TWh elektrisitet, noko som vil dekke mellom 12,8% og 16,7% av EUs straumforbruk, avhengig av utviklinga i etterspurnaden for kraft Utvikling Dei fyrste havvindparkane vart sett opp på grunt vatn og nær land, I dag er tendensen motsatt. Med ei gjennomsnittleg djupne frå 12 meter til litt over 17 meter, og avstanden frå land auka med over 12 km, til 27 km (tal frå 2009 til 2010). I same perioden har gjennomsnittleg kapasitet gått frå 72 MW til 155MW. Det første offshore vindkraftverket vart i 1993 satt i drift i Danmark. I Noreg er det planar om fleire offshore vindkraftverk, både kystnære og lenger til havs. Per Mai 2012 er det gitt konsesjon til eit kommersielt, offshore vindkraftverk i Noreg med tilhøyrande kraftleidning: Havsul 1 utanfor kysten av Møre og Romsdal. I tillegg er det meddelt konsesjon til to pilotanlegg for flytende vindturbiner: Sway og Hywind ved Karmøy, samt eit demonstrasjonsanlegg beståande av to botnfaste vindturbinar utanfor Kvitsøy i Rogaland. NVE har per i dag satt alle søknadar, unntatt pilotsøknader på vent. Årsaka er at myndigheitene arbeider med å utrede norske havområde. Utredningane er venta å være ferdig i løpet av Etter denne utredninga vil ein ta stilling til når ein skal opne for å gi konsesjonar for offshore vindkraft i Noreg. Tabell 14. Offshore vind i dag og i framtid (kjelde: EWEA 2011 b) Turbinar på 2-3 MW har dominert den landbaserte vindkraftindustrien dei siste åra, derimot vert det no spesialdesigna turbinar for offshore bruk i størrelsesorden 5-10 MW. I Europa i dag er over 5000 MW under konstruksjon, ytterlegare MW gitt konsesjon og godt over MW offshore vind planlagt. 113

115 21.5 Vindkraft og økonomi Vindkraft til havs er per i dag ein dyr form for energiproduksjon som krev betydeleg med offentleg stønad, foreløpig avhengig av ein form for subsidier for å kunne være bedriftsøkonomisk lønsamt. Kostnadsbildet i vindkraft er prega av høge kapitalkostnadar og utgifter til drift og vedlikehald, når ein då skal gjere nytte av vindkraft til havs vil desse utgiftene verte vesentleg høgre. For at havvind skal verte konkurransedyktig mot dei meir etablerte formene for energiproduksjon, kjem bedriftene under kraftig press for å finne løysingar som reduserar kostnadane knytt til produksjon og installering av turbinar og drift. Bransjen er samstemt i at standardisering og serieproduksjon er ein viktig faktor for å kunne oppnå lønsemd Norske bedrifter og vindkraft til havs Norske bedrifter som deltek eller som utforskar moglegheiter mot offshore vind kan grovt delast inn i to kategoriar: 1) Bedrifter som har vindkraft til havs som eit supplement til sin eksisterande verksemd. 2) Bedrifter som har vindkraft til havs som sin hovudsatsing. Dei fleste bedriftene som i dag er involvert i offshore vind er tilhøyrande i kategori 1). Basert på 94 bedrifter (datagrunnlaget i rapporten Vindkraft til havs) som oppgjev offshore vind som eit forretningsområde, rapporterar 70 prosent av dei at dei og er involvert i petroleum relatert industri. Fleirtalet av desse ser vindkraft til havs som ein moglegheit for å utnytte eksisterande kompetanse og teknologi i ein ny marknad. Av dei 94 bedriftene oppgjev 17 leiarar at vindkraft til havs er bedriftas hovudfokus (2). Gjennomgåande små bedrifter, elleve av dei 17 bedriftene er etablert av uavhengige grunderar, 15 vart etablert for mindre enn fem år sidan, og 11 er lokalisert på Vestlandet. Meir enn 80 prosent oppgjev at dei har utvikla nye løysingar/teknologiar for vindkraft til havs, men berre 41 prosent har per i dag levert sine produkt eller tenester til offshore marknaden. Noreg har ambisjonar, men kva teknologi og løysingar som kjem til å prege framtida er endå uviss. Vindkraft til havs har ei stor utfordring angåande kostnadsreduksjon, samtidig treng ein eit stort løft på straumnettet både på sjø og land. 114

116 Status i dag Europa har i mange år vore einerådande innan offshore vindkraft. Utanfor vestkysten av Storbritannia, ligg verdens mest produserande vindpark, Walney. Dei siste par åra derimot, har andre delar av verda tatt opp konkurransen. Både Asia og Nord-Amerika representert ved Kina, Japan, Sør- Korea, USA og Canada har fleire prosjekt gåande. Kina og Japan er dei einaste landa utanfor Europa med operasjonelle vindparkar per dags dato. Kina leder an med seks operasjonelle vindparkar, derav tre stk med 100 MW installert kapasitet eller meir. Japans første vindpark stod ferdig så tidlig som i 2004, men landet har til no berre tre mindre vindparkar Overføringsnett i Nordsjøen Ein viktig føresetnad for å bygge ut offshore vindproduksjon i Nordsjøen er at det lagast eit felles overføringsnett på tvers av landegrensene. Dette nettet vert ofte kalla eit europeisk supergrid Transport av offshore vindproduksjon til land Energien må førast inn til land på ein kostnadseffektiv måte. Etter kvart som offshore vindkraft byggast ut, vil det mest lønsame være å kople seg på eksisterande undersjøiske kablar for å redusere behovet for nye overføringslinjer til land Knyte saman ressursar over større område Eit kjent problem med vindkraftproduksjon er dei store variasjonane av levert effekt. Produksjon og etterspurnad heng ikkje nødvendigvis saman, eit felles nett for vindparkane vil bidra til å redusere dei totale svingingane. Den leverte effekten til marknaden vil dermed bli meir stabil enn kva ein vindpark kan tilby åleine. Dette vil og gi dei ulike landa moglegheit til å eksportere straum i periodar med overskot, og importere når dei har underskot. 115

117 22 Prosjektadministrasjon 22.1 Organisering Organiseringa av prosjektet består av 2 nivå. Prosjektansvarleg og Fagleg rettleiar Joar Sande Prosjektskrivar Anne Joar Britt Sande Hugøy Figur72. Organisasjonskart Joar Sande er prosjektansvarleg og fagleg rettleiar. Kontaktinformasjon Navn: E-post: Telefon: Joar Sande joar.sande@hisf.no / Prosjektskrivar Skrivar av prosjektet, Anne Britt Hugøy, avgangsstudent ved HSF-AIN våren Har vore åleine om prosjektet, så naturleg har eg vore leiar og hatt eineansvar for hovudoppgåva. Kontaktinformasjon Namn: E-post: Telefon: Anne Britt Hugøy a-b.hug@hotmail.com Heimeside for prosjektet : 116

118 22.2 Gjennomføring i forhold til plan Den første perioden i prosjektet jobba eg med planlegging av heile prosjektet. Dette resulterte i ein forprosjektrapport som vart levert til prosjektansvarleg. Den viktigaste delen av rapporten var å beskrive sjølve prosjektet. Kva var problemstillinga, og korleis løyse den best mogleg. I forhold til framdriftsplanen som vart utarbeidd i byrjinga av prosjektperioden, har eg fylgt den ganske bra, bortsett frå sluttfasen der eg hadde som mål og kunne jobbe med redigering av rapporten etter den 10. mai, men med eit så stort emne, og ingen å dele arbeidet med har skriving av rapporten følgt meg heilt til leveringsfrist. Det skulle og lagast ei heimeside for prosjektet, noko eg ikkje hadde erfaring med. Men med god hjelp av medstudent, kom heimesida i gang 6. mars Økonomi og ressursar Dette har vore eit informativt prosjekt, og eg har ikkje brukt midlar til kjøp av forskingsrapport. Einaste kostnadane vil være kopiering av sluttrapporten i tre eksemplar. Eg har ikkje ført noko nøyaktig timetal, grunna mykje heimearbeid sidan eg har vore åleine om prosjektet, og det har vært litt til og frå i løpet av dagane. Men vil tru eg ligg omtrent som berekna, altså rundt 500 timar totalt i heile prosjektperioden Generell prosjektevaluering Prosjektarbeid er ei arbeidsform som eg føler eg har god kontroll på sidan det er ein sentral del i den treårige ingeniørutdanninga. Gjennom tidlegare prosjekt har eg opparbeidd meg gode erfaringar med tanke på struktur og gjennomføring av prosjektrapportar. Det har vore høgre krav, sidan eg har vore åleine om prosjektet, og alt ansvar har kvilt på meg. Vidare har prosjektet vore delt opp i eit forprosjekt og eit hovudprosjekt med tilhøyrande rapportar (sjå vedlegg 3 for forprosjektrapport). Prosjektbeskrivinga ligg som vedlegg 4 til rapporten. Prosjektperioden har gått bra, enkelte periodar skulle eg ynskja at ein var fleire om rapporten, slik at ein kunne dele arbeidet. Men og greitt å ha eit slikt ansvar åleine, då ein får satt sin eigen struktur på arbeidet. 117

119 22.5 Arbeidsmetodar Eg har stått fritt til å danne mine eigne arbeidsmetodar. Stort sett har det vore å kontinuerleg hente inn opplysningar om emnet, finne ut kva som er sentralt å ha med i rapporten, for å lage ein informerande og interessant lesing Møter Kvar 14. dag skulle eg etter planen i forprosjektet ha møte med prosjektansvarleg, men etter to møter fant vi ut at det kunne være ei god løysing å ta møta etter behov, eller på telefon om det trengtest Nettside Har laga ei nettside der rapportane for heile prosjektperioden ligg. Der ligg kontaktinformasjon og anna. Heimesida er publisert via Wordpress. Link til heimesida: 118

120 23 Konklusjon Økt norsk kraftproduksjon fram mot 2020 vil i all hovudsak komme frå vasskraft og vindkraft på land. For desse teknologiane finnast det store naturressursar, og kostnadane er kjente og lågare enn for andre teknologiar, som neppe vil gjere seg gjeldande på kort sikt då energisektoren er tidskrevande. Sogn og Fjordane er eit ressursområde for fornybar energi. Dei fornybare næringane i Sogn og Fjordane famnar om vasskraft, vindkraft, bioenergi, bølgjekraft, solenergi og termisk energi frå grunn og vatn. Eit straumnett med god kapasitet, både innan Sogn og Fjordane, og til og frå fylket, er heilt avgjerande for å sikre god forsyningstryggleik, bidra til auka verdiskaping, og auke i produksjonen av fornybar energi. Felles for utviklinga av desse næringane er trongen for kompetanse, nytenking og dokumentasjon av produkt og tenester. Ein må arbeide for at fornybar energi vert eit område med sterk auke i verdiskapinga og mange nye lønsame arbeidsplassar i Sogn og Fjordane. Vi kan redusere dei norske klimagassutsleppa betydeleg, Vidare utvikling av våre fornybare energiressursar er viktig for å leggje til rette for berekraftig norsk energibruk. Dei store gevinstane vil vi seinare kunne hauste i mange tiår etter 2020, om myndigheitene og energiselskapa saman legg grunnlaget for ein ny epoke i norsk energihistorie. 119

121 24 Referanseliste Nettsider: lasta ned lasta ned vindkraft.pdf lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned

122 lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned

123 lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned

124 0p%E5%20vent%5B1%5D.pdf lasta ned lasta ned lasta ned lasta ned Klimatiltak i landbruket i Sogn og Fjordane Rapport lasta ned Idsø, Johannes : R-Nr 1/2012. Småkraft og regionaløkonomisk vekst. Høgskulen i Sogn og Fjordane Rapport lasta ned Bøker/rapporter: Energibedriftens Landsforening: Energi er Norges klimautfordring. Gard Hopsdal Hansen & Markus Steen : CenSES-rapport 1/2011. Vindkraft til havs. Hamnaberg Håvard: R-Nr 2/2010. Tilgangen til fornybar energi i Norge. Muntleg: Bjarte Kapstad, Sunnfjord Energi AS Stein Arne Ottesen, Lutelandet Utvikling AS 123

125 25 Tabelliste Side Tabell 1. Oversikt over kraftsituasjonen i Sogn og Fjordane og midt Noreg eit normalår. 24 Tabell 2. Oversikt over kraftsituasjonen i Sogn og Fjordane og midt Noreg i 2015 ved ferdigstilling av Ørskog-Fardal og Namsos-Orkdal. 25 Tabell 3. Oversikt over kraftsituasjonen i Sogn og Fjordane og midt Noreg i 2020 ved ferdigstilling av Ørskog-Fardal og Namsos-Orkdal. 25 Tabell 4. Oversikt over plassering av potensielle sentraliserte biogassanlegg i Sogn og Fjordane. 39 Tabell 5. Leiande land innan geotermisk kraftproduksjon. 48 Tabell 6. Kraftverk i konsernet pr Tabell 7. Produsert vasskraft i Tabell 8. Dei ti største kraftverka i Noreg. 87 Tabell 9. Vasskraftproduksjon i den enkelte kommune i Sogn og Fjordane. 88 Tabell 10. Småkraftsituasjonen i Sogn og Fjordane pr. 26 januar Tabell 11. Tabellen syner heilt eller delvis eksterne investorar som har fått eller søkt konsesjon til å drive småkraftverk i Sogn og Fjordane. 90 Tabell 12. Pris- /Produksjon - vasskraft Tabell 13. Småkraft i Luster. 95 Tabell 14. Offshore vind i dag og i framtid

126 26 Figurliste Side Figur1. Olje- og gassproduksjonen krev meir energi 15 Figur2. CO2-utsleppa frå transportsektoren, fordelt på sektorar 16 Figur3. Utvikling i klimagassutslepp Figur4. Energimerking 19 Figur5. Elektrisk motor er mest energieffektiv 21 Figur6. Bilete av Stop- skilt 21 Figur7. Utvikling av ladbare bilar 22 Figur8. Plugg-inn-bilar gjev økt effektivitet og reduserte utslepp 22 Figur9. Bilete av høgspentmast 26 Figur10. Traseen til Ørskog-Fardal 27 Figur11. Grønt sertifikat 29 Figur12. Bilete av kraftnett 30 Figur13. Tilverkingsvegar for biomasse til energi 31 Figur14. Bilete av produksjon av skogflis 32 Figur15. Bioenergi er krinsløpbasert 34 Figur16. Biobrenselanlegg 35 Figur17. Bilete av maskin på oppdrag leigekverning 37 Figur18. Bruksområder for bioenergi 38 Figur19. Bilete av isolerte fjernvarmerøyr under installasjon 41 Figur20. Forbruk av fjernvarme i ulike forbruksgrupper i tidsrommet Figur21. Nettoproduksjon av fjernvarme i ulike typar varmesentralar i Figur22. Bilete av Sogndal 44 Figur23. Grov skisse av jordas indre 45 Figur24. Bilete av varmekjelde på Island 47 Figur25. Ulike temperaturområde for geotermisk energi

127 Figur26. Solenergi globalt 49 Figur27. Døme på passiv solvarme 50 Figur28. Solfangar 51 Figur29. Solcellepanel 52 Figur30. Bilete av ein solcellepark 53 Figur31. Consentrating solar power (CSP) 54 Figur32. Årleg sol stråling mot optimal vinkla flate 55 Figur33. Solinnstråling i Noreg 56 Figur34. Bilete av solcellefabrikken Norsun i Årdal 58 Figur35. Bilete av: Elkem Bremanger som ligg i Svelgen i Sogn og Fjordane 58 Figur36. Opphavet til bølgjene 60 Figur37. Bølgjer 60 Figur38. Omforme bølgjeenergi 61 Figur39. Svingande vassøylesystem 62 Figur40. Kilerennesystem 62 Figur41. Verdskartet med påtrykte breiddegrader 63 Figur42. Havkraftanlegg 65 Figur43. Statkraft på Tofte 67 Figur44. Prinsipp for trykkretadert osmose kraftverk 70 Figur45. Tidevassanlegg 71 Figur46. Vassmøller plassert på havets botn 72 Figur47. La Rance tidevasskraftverk 72 Figur48. Kartet syner dei områda i verda med størst potensial for bølgje og 73 Tidevasskraft Figur49. Illustrasjon: tidevasskraftverk Hydra Tidar

128 Figur50. Noregs første tidevasskraftverk er bygd i Kvalsundet i vest Finnmark av Hammerfest Strøm. 76 Figur51. Bilete av rennande vatn 77 Figur52. Prinsippskisse vasskraftverk 79 Figur53. Vasskraftpotensialet i Noreg 80 Figur54. Bilete av De tre kløfters demning 82 Figur55. Land med størst vasskraftproduksjon i Figur56. Kart over verna vassdrag i Sogn og Fjordane 84 Figur57. Kraftproduksjon i Sogn og Fjordane 85 Figur58. Bilete av eit småkraftverk 86 Figur59. Vindturbinar 96 Figur60. Viser verkeleg effekt i vinden, kva som er teoretisk mogleg å utnytte og kva Turbinen i praksis utnyttar. 98 Figur61. Bilete av Havøygavlen vindkraftverk 98 Figur62. Jærsk vindmaskin frå 1872 med reimoverføring til treskeverk 101 Figur63. Polarskuta Fram i isen med vindturbin montert på dekk. 101 Figur64. Vindkart 104 Figur65. Bilete av Mehuken Vindpark 105 Figur66. Viser vindkraftprosjekta til Vestavind Kraft 106 Figur67. Bilete av Lutelandet i Fjaler kommune 107 Figur68. Testmølle utanfor Karmøy 109 Figur69. Hywind med nøkkeldata 110 Figur70. Hywind, under slep til Karmøy 111 Figur71. Hywind piloten er plassert ca. 10 km utanfor kysten av Karmøy 111 Figur72. Organisasjonskart

129 27 Vedlegg Vedlegg 1. Statusrapport Vedlegg 2. Gantt- skjema Vedlegg3. Forprosjektrapport Vedlegg4. Prosjektbeskrivelse 128