Mens vindkraft på land møter stadig sterkere motstand, er flytende havvind bokstavelig talt i vinden. I slutten av august gav Enova tilsagn om støtte på 2,3 milliarder kroner til Equinors vindkraftprosjekt Hywind Tampen. Hvis Tampen får klarsignal også fra ESA og Equinor selv, vil den bli verdens største flytende vindpark bestående av 11 vindturbiner hver på 8 MW.

Men selv om utviklingen av flytende vindkraft har kommet langt siden starten i 2009 – da Equinor installerte verdens første storskala flytende vindturbin utenfor Karmøy – er det fortsatt langt igjen til det er et kostnadseffektivt alternativ. Skal flytende havvind bli noe mer enn tungt subsidierte piloter, er det flere utfordringer som må løses. Viktigst – masseproduksjon som gjør det mulig å utnytte stordriftsfordeler og effektivisere drift og vedlikehold.

Enova eller auksjon?

Fra det ble kjent at Equinor kom til å søke Enova om støtte til realisering av Hywind Tampen har debatten gått om dette er den beste måten å realisere en norsk flytende havvindpark på. Ville det vært riktigere å tildele støtte gjennom en åpen auksjon? Dette er en ordning vindkraftbransjen er godt kjent med, og som har bidratt til betydelige kostnadsreduksjoner i bunnfast havvind. Med planlagt driftsstart i 2022 er det trolig flere aktører som ville vært i stand til å levere gode tilbud.

Likevel er det ikke vanskelig å forstå tildelingen. Norge har begrenset interesse i å bygge ut flytende havvind for å bidra til innenlands kraftforsyning. Til det er kostnadene for høye sammenlignet med andre tilgjengelige alternativer. Den primære motivasjonen for en norsk satsing på flytende havvind bør derfor være industriutvikling, ikke å produsere billigst mulig strøm.

Equinor viste i utbyggingen av Hywind Skottland både evne og vilje til å dra med seg norske leverandører. Selv om vindparken ble bygget i Skottland gikk rundt 30 prosent av de totale kontraktsverdiene til norske leverandører. Og da er det viktig å huske på at turbinene – den største enkeltutgiften – ikke kan kjøpes fra Norge. Å sikre at Equinor er sentrale i utviklingen av den første norske flytende vindparken framstår derfor som en garanti for ringvirkninger i norsk leverandørindustri. Men Tampen blir ikke en suksess hvis ikke teknologien som utvikles og erfaringene som gjøres også kan brukes andre steder. Skal dette skje, må prosjektet bidra til betydelig teknologiutvikling og kostnadsreduksjon.

De vanskelige kreftene

Noe av det som gjør flytende vindkraft vanskelig er mengden ulike krefter som virker på vindturbinene. I tillegg til kreftene som påvirker en bunnfast vindturbin kommer bølger og havstrømmer, og siden turbinene ikke står fast i havbunnen vil den være i konstant bevegelse. Dette gjør at det ikke bare er hvordan vinden treffer turbinen som er i konstant endring, men også hvordan turbinen treffer vinden.

For å produsere billigst mulig strøm er man avhengig av å beregne virkningen av alle kreftene og justere vindturbinen slik at den produserer mest mulig strøm på en måte som samtidig er skånsom for strukturen. Å lykkes med dette er krevende for en vindturbin som står stille – for en vindturbin som er i bevegelse er det veldig mye vanskeligere. Gjennom Hywind Pilot og Hywind Skottland har Equinor bevist at de har funnet en løsning som både produserer mye strøm og som får turbinene til å vare. Tall fra Hywind Skottlands første driftsår viser en kapasitetsfaktor – andel av året med full produksjon – på 56 prosent. Det er trolig høyere enn noen annen vindpark i verden.

Grunnere flyteelement

En viktig del av Hywind-konseptet har imidlertid vært et veldig dypt flyteelement i stål. Dette bidrar til å stabilisere turbinen og jevne ut bevegelser, men det gjør turbinene dyre og kompliserte å montere. Turbinene til Hywind Skottland ble først montert på land på Stord, og så heist ut på fundamentene som lå på dypt vann ved hjelp av kranen Saipem 7000 – verdens tredje største flytende kran. Denne er ikke billig i drift. Et grunnere fundament som gjør det mulig også å montere turbin til flyteelement med kraner på land vil både gjøre monteringen langt rimeligere og mer fleksibel.

Ikke overraskende er et grunnere, senkbart flyteelement i betong et av de store teknologisprangene som er planlagt i Hywind Tampen. Et grunnere flyteelement vil samtidig endre bevegelsene i turbinen. Dette gir behov for på ny å demonstrere at konseptet klarer å kombinere høy produksjon med høy pålitelighet. Det er derfor ikke overraskende at Equinor ønsker, og sannsynligvis også trenger, Hywind Tampen som et steg på veien mot en virkelig stor flytende vindpark.

Standardisert forankring

Et av flytende havvinds potensielt store konkurransefortrinn er muligheter for mer effektiv fundamentering. Fundamentene til de største bunnfaste havvindturbinene har blitt så store at de presser grensene for hva som er mulig med dagens installasjonsfartøy, og ofte er det også behov for omfattende skreddersøm. Dette driver opp kostnadene og kompliserer logistikken.

Klarer man å bygge flytende vindparker med standardiserte ankerløsninger og flyteelementer, er det eneste som må tilpasses fra turbin til turbin lengden på ankerkjettingene. Det vil forenkle logistikken og muliggjøre raskere og billigere utbygginger. Denne gevinsten vil øke med størrelsen på utbyggingene. Stor skala vil muliggjøre reell masseproduksjon av flyteelementer og ankere med påfølgende prisfall.

I planene for Hywind Tampen er det lagt opp til en forenklet ankerløsning hvor flere vindturbiner deler samme anker. Avhengig av hvordan vindturbinene arrangeres og antall ankerpunkter per vindturbin, har dette potensial til å redusere behovet for ankere til under det halve.

Effektivt og rimelig vedlikehold

En stor utfordring som gjenstår å løses for flytende havvindparker er å finne en effektiv og rimelig måte å utføre tyngre vedlikehold på. En studie fra analyseselskapet Wood Mackenzie fra 2019 viser at så mye som 57 prosent av utgiftene til drift og vedlikehold av vindparker skyldes ikke-planlagt vedlikehold og feilretting – og det basert på data i all hovedsak fra vindparker på land. Til havs er alle deler av vedlikeholdet mer komplisert og kostbart.

Selv om alle hovedkomponenter i vindturbiner i utgangspunktet er designet for å vare hele vindturbiens levetid – normalt 25–30 år – viser erfaringen at det likevel fra tid til annen er behov for tyngre vedlikehold og utskiftninger. Skifte av blader og en rekke andre større vedlikeholdsoperasjoner krever tung heising i høy høyde. I bunnfaste havvindparker gjøres dette med kraner montert på såkalte jack-up fartøy hvor kranen stabiliseres av bein som senkes ned på havbunnen. Flytende havvindparker vil ligge i områder som er for dype til at det er mulig å få støtte fra havbunnen. Heising vil kunne gjøres fra flytende offshorekraner, men disse er svært kostbare og ofte også vanskelig tilgjengelige.

Tyngre vedlikehold og utskiftninger på flytende vindturbiner krever i dag i praksis at turbinen kobles fra forankringen, taues til land eller inn på grunt vann, repareres, taues ut igjen og på nytt kobles til forankringene. Dette er en både tid- og kostnadskrevende operasjon som kompliseres ytterligere av at alle operasjonene krever godt vær for å kunne gjennomføres. Spesielt om vinteren, når vindkraftproduksjonen normalt vil være høyest, kan tilstrekkelig lange perioder med godt vær være sjeldne. For å unngå høye og uforutsigbare kostnader til reparasjoner og tap som følge av nedetid er det et stort behov for nye, forbedrede vedlikeholdskonsepter.

Oppskalering nødvendig

Planene for Hywind Tampen innebærer noen viktige teknologisteg, men skal flytende havvind nå målet om å bli et kostnadseffektivt alternativ, vil det være behov for å bygge ut i mye større skala. Dette vil muliggjøre masseproduksjon og raskere og billigere utbygging, og vil trolig også bidra til å drive fram nye løsninger for drift og vedlikehold.

En utbygging av flytende havvind i stor skala vil imidlertid innebære betydelig usikkerhet, spesielt knyttet til drifts- og vedlikeholdsutgifter. Norge har til nå dratt en betydelig del av lasset i utviklingen av flytende havvind, først med støtte til Hywind Pilot og nå til Hywind Tampen. Neste steg bør tas av noen som både trenger mer fornybar strøm og har få andre alternativer til flytende vindkraft. Det finnes nok av gode kandidater, og norske leverandører vil være godt posisjonert til å bidra.