Prosjekt demonstrasjon av bølgekraftteknologi i sjøen ved Bergen

Transkript

1 Status og framdriftsplan Prosjekt demonstrasjon av bølgekraftteknologi i sjøen ved Bergen Sist oppdatert: 7. november 2006 Av Ingvald Straume Om gründerprosjektet Gründerprosjektet ble etablert i 2002 som et samarbeid mellom læreren Ingvald Straume (Ottestad/ Hamar), og ingeniørene Ole Gabriel Kverneland (Sandnes), Øystein Holm (Oslo) og Erik Sauar (Oslo). Målet med samarbeidet er å etablere lønnsom forretningsdrift basert på et bølgekraftkonsept opprinnelig initiert av Ingvald Straume og utviklet av gründerne i fellesskap. Vi har utarbeidet en forretningsplan, med en tidshorisont på 5 år fram til 2012 med oppstart i 2007, hvor vi budsjetterer med 6 7 millioner kr i investert kapital. Virksomheten som er beskrevet i forretningsplanen innebærer utvikling, installasjon og drift av ett til to storskala/fullskala pilotanlegg, og oppstart av salg av teknologien til energiselskaper som ønsker å utnytte det voksende markedet for fornybar energi. Vår visjon er at vårt selskap skal være det første i verden som etablerer bølgekraft som en kommersielt interessant energikilde på linje med vindkraft. 1 / 12

2 Teknologi Anleggstypen tar utgangspunkt i små bølgeenergiabsorberende enheter, hvor hver enhet er en flytende bøye som henter ut energi fra bølgene og overfører denne til et omstruktureringsmaskineri som ikke er nærmere beskrevet herunder, utover at det sørger for at det pumpes væske, vann eller olje, over i et energilagringsreservoar, høydebasseng eller trykktank, hvorfra en jevn strøm av energi kan hentes ut og konverteres til elektrisitet på tradisjonelt vis, via turbin/hydraulikkmotor og generator. Teknologien er i prinsippet meget robust. Det betyr at anlegg av denne typen kan utformes med en relativt spinkel dimensjonering av de fleste komponenter, uten at anleggene blir sårbare i møte med havets til tider enorme krefter. Dermed kuttes kostnader vesentlig sammenlignet med andre bølgekraftteknologier som har måttet utformes robust fordi de i prinsippet er sårbare. For den første prototypens vedkommende er turbin og generator er av praktiske og økonomiske grunner kuttet ut. Økonomi og organisering Inntil nå i startfasen har driften av prosjektet formelt foregått gjennom Øystein Holms enkeltmannsforetak «Siv.ing. Øystein Holm» (organisasjonsnummer: MVA). Imidlertid arbeider vi nå med å opptrette et aksjeselskap, som vi vil overføre virksomheten til. Vi regner med å ha aksjeselskapet på plass innen utgangen av Ved oppstart av arbeidet med bygging av den første prototypen, hadde vi kr i egenkapital. Vi søkte tidligere i år om kr i prosjektstøtte fra Enova-programmet «Innovative energiløsninger» til måleutstyr på prototypen som nå er installert. Søknaden ble innvilget. Pengene står foreløpig urørt. I forbindelse med opprettelse av aksjeselskap, vil vi forsøke å hente inn noe mer såkornskapital gjennom våre kontaktnett, og ved å søke etablererstipend fra Innovasjon Norge (tidligere Statens nærings- og distriktsutviklingsfond). 2 / 12

3 Gründerne. Fra venstre: Siv.ing. Øystein B. Holm, siv.ing. Ole Gabriel Kverneland, dr. techn. Erik Sauar og ungdomsskolelærer Ingvald Straume (Oslo, 20. april 2006) Strategimål på kort sikt Fram til midten av 2007 vil vi, ved siden av at vi forsøker å skaffe mer såkornskapital for å trygge den videre framdriften, være fokusert på to delmål: 1) synliggjøre verdien av bølgekraftkonseptet, og 2) sikre verdien i prosjektet. 1) Å synliggjøre av verdien handler om å gjøre forsknings- og utviklingsarbeid (FoU) som omfatter konkrete forsøk i sjøen med ett eller flere testanlegg, som kan dokumentere at teknologien holder mål, ved at testanleggene viser seg overlevelsesdyktige gjennom vinterstormer, og ved at forsøkene kan gi empirisk begrunnede indikasjoner på at teknologien kan bli lønnsom. Dette anser vi som viktig for at vi skal kunne lykkes med å få større investorer til å interessere seg for prosjektet i fortsettelsen. Bølgekraft har vanskelige investeringsvilkår, på grunn av mange mislykkede prosjekter og store feilsatsninger tidligere. Derfor er det ikke nok å gjøre teoretiske beregninger som tilsier god lønnsomhet for prosjektet. 2) Å sikre verdien handler om å få et dekkende patent for teknologien. I første omgang er det nok å dokumentere at teknologien lar seg patentere. Av strategiske grunner økonomiske og tidsplanmessige har vi til nå funnet det best å vente med å søke patent. Imidlertid sendte vi tidligere i år, gjennom Innovasjon Norges avdeling Veiledning for Oppfinnere, en 3 / 12

4 patentsøknad til forundersøkelse hos Patentstyret. Resultatet av denne undersøkelsen foreligger. (3/8 2006, saksbehandler: Olav A Aasen.) Saksbehandler konkluderte som følger: «Jeg er av den oppfatning at den foreslåtte løsning ikke oppfyller betingelsene i Patentloven 2, første ledd, ved at løsningen ikke skiller seg vesentlig fra den kjente teknikk ("mangler oppfinnelseshøyde").» Grunnlaget for denne konklusjonen er en betraktning om at det er mulig å komme fram til den tekniske løsningen ved å kombinere utvalgte aspekter fra to framtrukne mothold. Vi vurderer likevel mulighetene for å få et dekkende patent som rimelig gode, siden det er nettopp det å kombinere velkjente tekniske enkeltaspekter på en måte som ikke har vært gjort før i bølgekraftsammenheng, som er oppfinnelsen, og siden det vil være enkelt å sannsynliggjøre at denne kombinasjonen vil gi en betydelig kosnadsreduksjon for anleggene. Videre er det på sin plass å nevne at patentsøknaden slik den ble sendt inn, er ambisiøs i den forstand at den tar sikte på å gi et vidtdekkende patentvern for selve den teknologiske kjernekomponenten. Hvis denne ambisjonen ikke skulle føre fram, vil det være mulig å omskrive patentsøknaden for å få et litt mer begrenset, men likevel verdifult patentvern. Eventuelt bør vi i så tilfelle også se på om det er flere sider ved teknologien som kan la seg patentere. Det vil være aktuelt å gå nye runder med patentmyndighetene i Norge eller andre land (f.eks. USA) for å få avklart patentspørsmålet. Eventuelt kan neste skritt være å søke patent på det grunnlaget som vi har, og dermed få en avklaring på spørsmålet om «oppfinnelseshøyde». Hvis teknologien lar seg beskytte godt nok av ett eller flere patenter, vil det øke prosjektets verdi sett fra en investors synsvinkel. I motsatt fall må vi velge en strategi hvor hemmelighold står sentralt, kombinert med at vi arbeider kontinuerlig for å opprettholde et teknologiforsprang i forhold til eventuelle konkurrenter. (En slik strategi er beskrevet i forretningsplanen.) Framtidsutsikter Slik vi har lagt til grunn i vår forretningsplan, vil vi utvikle teknologien over tid i tre utviklingstrinn: Utviklingstrinn 1 (strandbasert): Flytende bøye i vannet nær land, med overføring av kraftbevegelse til land, hvor alt det dyre, teknisk kompliserte utstyret er plassert. 4 / 12

5 Utviklingstrinn 2 (offshore / nær land, på grunt vann): Alt det tekniske utstyret står på sjøbunnen. Flytende bøye i vannskorpen over. Utviklingstrinn 3 (offshore, dypt vann, verdenshavene): Systemet i sin helhet integrert i flytende bøyer, forankret horisontalt til hverandre i et stort nettverk. (Se Figur 1.) Figur 1: Vårt mål innenfor en årsperiode er å ha utviklet teknologi på trinn 3. Men til vi har demonstrert teknologiens levedyktighet og lønnsomhet, vil vi holde oss til trinn 1. Muligens vil vi bevege oss litt over til trinn 2 også, hvis vi får økonomi til det i den forsknings- og utviklingsfasen som ligger foran oss, og hvis vi vurderer det tjenlig. Innenfor den 5-årsperioden som vi forholder oss til i forretningsplanen, har vi lagt til grunn at det kun er systemer (prototyper og pilotanlegg) på utviklingstrinn 1 som skal bygges og settes i drift. Praktiske erfaringer, sommeren og høsten 2006 Gjennom Ingvald Straumes familie, har vi vederlagsfritt fått anledning til å utplassere den første prototypen av bølgekraftverket på en øy utenfor Bergen. Her er det gode bølgeforhold i nordavind. På grunn av landtopografien rundt øya, er det lite bølger når det blåser fra andre vindretninger. Stedet er imidlertid velegnet nok med tanke på å få demonstrert systemets driftssikkerhet og overlevelsesevne gjennom vinterstormer (i nordavind) og i møte med saltvannskorrosjon, strømninger, sand og vann i bevegelse, begroing m.m. 5 / 12

6 Installasjonsarbeid, august Ingvald Straume (th) med sønn Ivar Refsdal (tv). Prototypen, som er bygget av Modell Verkstedet AS ved Bergen ( ble montert i begynnelsen av august (uke 31 og 32). Planen er at prototypen skal stå utplassert ved den aktuelle lokaliteten gjennom vinteren 2006/2007. Formålet med dette er først og fremst å få demonstrert teknologiens overlevelsesevne, samt å høste praktisk erfaring med virkemåte og få kjennskap til hvordan sjø og slitasje virker på systemet over tid. Torsdag 7. september ca. kl , én måned etter at prototypen ble installert, inntraff en lettere havariepisode: Flytelegemet slet seg løs fra bølgekraftverket og kom i drift. Flytelegemet ble berget i land av Ingvald Straumes far, Asgeir Straume, som tilfeldigvis var på stedet da det skjedde. Det var kuling vindstyrke da havariet inntraff. I dagene/uken før fungerte anlegget etter planen; flyteren beveget seg med bølgene og sørget for at maskineriet på land pumpet vann som det skulle. Under de bølgeforholdene som var da flyteren slet seg løs, var den av og til, i noen bølger, helt overskyllet med vann, hvilket også var etter planen. Årsaken til havariet var at to wirelåser ikke var stramt nok skrudd til, eventuelt at to wirelåser av denne typen ikke var nok. wirelås Etter en måned ute av drift, ble anlegget satt i operativ stand igjen søndag 8. oktober, denne gangen med hele sju wirelåser, forhåpentligvis forsvarlig skrudd fast denne gangen. 6 / 12

7 Så, fredag 27. oktober, i stiv kuling/liten storm fra nord, skjedde et nytt lite uhell. Omfanget av dette var for smått og for udramatisk til at det vel kvalifiserer til betegnelsen «havari». Det som skjedde var at en komponent i systemet, som holder hovedmekanismen på plass, gikk i stykker. Dette førte til at virkningsgraden til omstruktureringsmaskineriet midlertidig ble redusert til null. Det førte ikke til at noen større eller kostbare komponenter ble ødelagt eller at anlegget kom i drift de sju wirelåsene holdt stand. Men hvis det hadde kommet kraftigere bølger i en periode i etterkant, før komponenten var reparert, ville det kunne ha ført til et nytt havari av den delen av anlegget som står i sjøen. Årsaken til at komponenten gikk i stykker, var at tre mindre hjulskiver i maskineriet (som relativt sett er svært rimelige i innkjøp/produksjon) ikke var utstyrt med kulelagre slik de burde vært, og at de hadde for liten diameter, slik at slitasjen ble for stor. Takket være Ingvald Straumes bror, Sivert, og igjen Asgeir Straume som stilte opp gratis, ble komponenten reparert og anlegget satt i stand i gjen lørdag 4. november Materialkostnadene for disse to reparasjonene kom på ca. en tusenlapp. Med utgifter til arbeidet kostet reparasjonene til sammen ca kr. Den foreløpige konklusjonen på dette kan være at erfaringene så langt har vært nyttige. Begge uhellene skyldtes trivielle omstendigheter. Det første: bruk av skiftenøkkel i stedet for fastnøkkel og for få wirelåser. Det siste: For liten hjuldiameter og manglende kulelager på tre små hjulskiver. Kjerneteknologien ble ikke berørt av disse uhellene. Både reparasjon og forsterkninger av de delene av anlegget som gikk i stykker, må betegnes som ukomplisert og kostnadsmessig rimelig. Uhellene gir ikke grunn til å ha mindre tro på prosjektet eller den tekniske løsningen. Uhellene viser: 1) at det i praksis skal litt til å treffe «innertieren av blinken» på første forsøk. 2) at vår strategi med å plassere og montere alt det dyre og teknisk kompliserte utstyret på land (utviklingstrinn 1), er et klokt valg. Sivert Straume under reparasjonsarbeid, lørdag 4. november / 12

8 (Under:) Dykker, Maren Haug Johannesen, under arbeid med reinstallasjon, 8. oktober 2006 Videre arbeid på kort sikt: Målinger og beregninger I og med at vi fikk tilsagn om kr fra Enova-programmet «Innovative energiløsninger», har vi mulighet til å gjøre noe mer ut av prototypen som nå er oppført. Det er aktuelt å videreføre samarbeidet med Modell Verkstedet AS i forbindelse med installasjon av slikt måleutstyr. Vi har en kontakt med Høyskolen i Bergen, avdeling for Ingeniørfag, som det kanskje kan være aktuelt for oss å involvere i dette, og som i så fall kan bli verdifull for oss i dette videre arbeidet. I utgangspunktet var tanken å installere en kraftmåler (lastcelle) og to speedometere for måling av rotasjonshastighet på ulike steder i systemet. Ideen var at disse apparatene skulle registrere måledata elektronisk og videreføre disse via radiokommunikasjon, for at vi skulle kunne bruke disse målingene i arbeidet med bygging av en prototype nr II, og i det videre prosjekterings- og engineeringsarbeidet. Imidlertid har vi funnet ut at slikt elektronisk sende- og måleutstyr er dyrere enn vi la til grunn i søknaden til Enova ( kr). Vi har også tenkt ut en enklere, sikrere og langt billigere framgangsmåte for å registrere de to viktigste måledataene som vi er ute etter: Maksimal kraftbelastning, og maksimal amplitude. Dette kan gjøres ved hjelp av enklere mekaniske midler (ikke nærmere redegjort for herunder). Vi legger til grunn at det vil koste mellom og å utvikle og montere et slikt mekanisk målesystem. De to uhellene og reperasjonsjobbene vi til nå har opplevd, tilsier at vi også bør prioritere oppsyn og videre modifikasjoner/vedlikehold (om det 8 / 12

9 skulle vise seg nødvendig) i løpet av vinteren. Vi ønsker derfor å få anledning til å omdisponere noe av støttebeløpet fra Enova, og vil gå i dialog med dem om dette. FoU-arbeid fram mot høsten 2007 I forretningsplanen regner vi med oppstart omtrent midtveis i Sommeren eller tidlig-høsten 2007 ønsker vi, hvis alt går etter planen og vi har finansieringen i orden, å ta med oss erfaringene fra dette første uttestingsprosjektet og bygge og sette ut en ny prototype (prototype nr II) i et mer værutsatt område. Vi vurderer da kystområdet i nærheten av Toftevika i Øygarden kommune som et aktuelt sted for utplassering. I Toftevika ligger Toftestallen, hvor selskapene Kværner Brug og Norwave hadde sine bølgekraftpilotanlegg noen år på 1980-tallet, før det havarerte. Med en plassering i Toftevika har vi muligheten til å bevise at vår teknologi tåler det Kværners og Norwaves teknologi ikke tålte, i samme bølgeklima. Det ble også gjort grundige undersøkelser og målinger av bølgeenergiforholdene ved Toftestallen over flere år, i forbindelse med bølgekraftforskningen der. Disse vil være tilgjengelige for oss. Mye data som det ellers ville vært kostbart å fremskaffe, kan vi dermed få gratis. Dette vil være av stor verdi for prosjektet. I nordenden av Toftevika ligger Kvannholmen, i luftlinje ca. 4 km fra Toftestallen. Se kart 1 (flyfoto). Dette stedet kan være meget velegnet både for utplassering av en prototype, og for et fremtidig pilotanlegg. Vi snakket i vår med grunneieren, Leif Inge Jakobsen på Rong i Øygarden, og han ga da uttrykk for at han var meget positiv til ideen om å anlegge bølgekraftproduksjon i tilknytning til Kvannholmen. I forlengelsen av erfaringene med en prototype nr II på Kvannholmen, kan det litt lenger fram i tid være aktuelt å anlegge et pilotkraftverk på samme sted. Panoramabilde fra Kvannholmen (30. april 2006). Grunneier Leif Inge Jakobsen i forgrunnen. 9 / 12

10 kart 1: Flyfoto av Kvannholmen Utsikt fra Kvannholmen mot Toftestallen (se pil) Midt på holmen er det en fordypning i terrenget, delvis fylt med brakkvann. Dette vil være velegnet som magasineringsbasseng for et hybrid-kraftverk på utviklingstrinn 1 eller utviklingstrinn 2. Dette 10 / 12

11 vil fungere både til et demonstrasjonsanlegg (hvor vi bare måler vannmengden som pumpes opp og beregner effektopptak ved å sammenholde med oppumpingshøyde), og til et pilotanlegg med lavtrykksturbin(er) som tåler saltvann og fungerer som et tradisjonelt vannkraftverk på samme måten som for Norwaves kilerennekraftverk på Toftestallen på 1980-tallet. For å kunne bruke øya som et magasin med 2 3 meters fallhøyde, er det anslått at det er tilstrekkelig med oppmuring av totalt mellom 10 og 20 m³ betong. Det er tre store naturlige renner fra sjøkanten inn på holmen, velegnet til å legge rør for pumping av sjøvann opp til bassenget. En av disse rennene er avfotografert nedenfor. En av tre naturlige renner i terrenget på Kvannholmen Figur 2: Forslag til oppdemming av Kvannholmen (skisse) På Figur 2 over er det tegnet inn med rødt de partiene som bør demmes opp med betongmur, og med blått hvor et løp for oppumpet sjøvann kan legges. (Dette er den samme rennen som er avbildet over.) Pilotanlegget kan bestå av enheter på utviklingstrinn 1 eller utviklingstrinn 2, eller en 11 / 12

12 kombinasjon av disse. Rundt holmen er det et «skjørt» inntil 100 m ut fra land, hvor sjødybdene er i området 6 8 meter. Hvis vi lykkes med det første uttestingsprosjektet gjennom vinteren 2006/2007, og får finansieringen i orden, håper vi at vi sommeren 2007 vil kunne videreføre prosjektet med å utplassere en prototype nr. II på Kvannholmen. Vi vurderer samarbeidet med Modell Verkstedet AS, ved daglig leder Morten Sandnes, som såpass vellykket at vi ønsker å gå i dialog med dem om videre samarbeid og oppdrag i forbindelse med bygging og eventuelt installasjon av en prototype nr II. Kontaktinformasjon: For tilbakemelding, kontakt: Ingvald Straume tlf: / e-post: ingvald.straume@c2i.net eller Øystein B. Holm tlf: e-post: oystein.holm@chello.no / oeystein.holm@multiconsult.no 12 / 12