Tidevandsenergi: Definition, teknologi og potentiale for elproduktion

Tidevandsenergi: Få indsigt i teknologi, tidevandsgeneratorer og potentialet for effektiv, stabil elproduktion — en grøn og kraftfuld energikilde.

Tidevandsenergi er elektricitet fremstillet af vandets tidevandsbevægelser. En tidevandsgenerator er en maskine, der udvinder energi fra vand i bevægelse i tidevand. Tidevandsgeneratorer trækker energi fra vandstrømme på samme måde, som vindmøller trækker energi fra luftstrømme.

Tidevandsenergi er den billigste og mindst miljøskadelige af de tre hovedformer for tidevandsenergiudnyttelse.

Tidevandsenergi er en relativt ny teknologi. Den blev først udtænkt i 1970'erne under oliekrisen.

Potentialet for elproduktion fra en enkelt tidevandsmølle kan være større end potentialet for en vindmølle af samme størrelse. Vand har ca. 800 gange så stor massefylde som luft. Så vand, der skubber mod en mølle, kan give meget mere strøm end luft, der skubber mod en tilsvarende mølle ved samme hastighed. Desuden er den laveste vandhastighed, der er nødvendig for et økonomisk energiprojekt, lavere end den vindhastighed, der er nødvendig for et vindmølleprojekt. I praksis skal tidevandet bevæge sig med en hastighed på mindst 2 knob (1 m/s), selv tæt på dødvande, for at det kan være en strømkilde.

Ligesom med vindkraft er valget af placering afgørende for tidevandsmøllen. Tidevandssystemer skal placeres i områder med hurtige strømme, hvor de naturlige strømme er koncentreret mellem forhindringer, f.eks. ved indgange til bugter og floder, omkring klippefremspring, på foragre eller mellem øer eller andre landmasser.

Typer af tidevandsanlæg

Der findes flere hovedtyper af tidevandsanlæg, som udnytter forskellige fysiske principper:

• Tidevandsbarrierer (barrages): Dæmninger eller sluseanlæg, der udnytter forskellen i vandstand mellem høj- og lavvande. Når vand føres gennem turbiner i dæmningen, genereres elektricitet.
• Tidevandsstrømsanlæg (tidal stream): Under- eller overfladenære turbiner, der fungerer som undervandsvindmøller og udnytter den kinetiske energi i vandstrømme.
• Tidevandslaguner: Kunstigt afgrænsede bassiner, hvor vand slippes ind og ud gennem turbiner ved tidevandets skift og dermed producerer strøm.
• Innovative koncepter: Bl.a. undervandskites, oscillating hydrofoils, vertikale akselmøller og "tidal fences" — flere teknologier testes for at finde mere effektive og miljøvenlige løsninger.

Hvordan det virker (kort fysik)

Den elektriske effekt fra en tidevandsmølle afhænger af vandets massefylde, arealet som møllen "ser" og især vandets hastighed. Kinetisk effekt skalerer med hastighedens tredje potens (v³), hvilket betyder, at en lille stigning i strømhastighed kan give en stor stigning i tilgængelig effekt. Vandets høje massefylde forklarer, hvorfor en given strøm af vand kan levere meget mere energi end samme hastighed af luft.

Fordele og ulemper

• Fordele:
  • Meget forudsigelig produktion, da tidevand følger astronomiske mønstre.
  • Høj energitæthed pga. vandets massefylde.
  • Kan give stabil og regelmæssig strøm, som supplering til mere variable kilder som vind og sol.
  • Lang levetid for anlæg ved korrekt design og vedligeholdelse.
• Ulemper:
  • Høje anlægsomkostninger og teknisk komplekse installations- og vedligeholdelsesarbejder i marine miljøer.
  • Risiko for negative miljøpåvirkninger i fjorde og estuarier (fiskemigration, sedimenttransport, ændringer i økosystemer).
  • Krav om god planlægning ved sejlads, fiskeri og kystbeskyttelse.

Miljøpåvirkning og afbødning

Tidevandsanlæg kan påvirke lokal hydrodynamik, sedimenttransport, saltvandsspredning og leveområder for planter og dyr. Særligt dæmningsprojekter har historisk ændret økosystemer i tilstødende bugter og floddale. Moderne projekter gennemgår typisk omfattende miljøvurderinger, og der udvikles teknologier og driftsstrategier til at minimere påvirkningen, fx:

• Design af fiskevenlige turbineblade.
• Justérbar drift for at bevare vigtige passageperioder for fisk.
• Løbende overvågning af sediment og biologiske forhold.

Valg af placering og praktiske hensyn

Optimale placeringer har stærke men stabile strømme, passende dybde og forhold, der tillader installation og service af udstyr. Der skal også tages hensyn til:

• Adgang til elnettet og omkostninger ved kabelføring til land.
• Sejlads, erhvervsfiskeri og rekreative aktiviteter.
• Geotekniske forhold for fastgørelse af fundamenter eller ankermodeller.
• Korrosion, biofouling og slid i det marine miljø — krav til materialer og vedligeholdelsesstrategier.

Økonomi og netintegration

Investeringer i tidevandsprojekter er ofte kapitalintensive, men anlæg kan have lang levetid og levere forudsigelig energi, hvilket er værdifuldt for netstabilitet. Kombination af tidevand med energilagring eller andre kilder (fx vind) kan øge værdien af produktionen. Projektøkonomien afhænger af lokale forhold: strømstyrke, adgang til net, miljøkrav og finansieringsomkostninger.

Eksempler og fremtidigt potentiale

Tidevandsenergi er i drift i flere lande og testes i mange havområder. Nogle projekter, både historiske og nye, har vist at teknologien kan fungere i stor skala, især hvor geografien er gunstig. Forskning og demonstration af nye turbintyper, materialer og installationsmetoder søger at gøre tidevandsenergi billigere og mere skånsom for miljøet.

Samlet set har tidevandsenergi et betydeligt potentiale til at bidrage til et stabilt, lavemissions elnet, især i kystområder med velegnede strømforhold. Fortsat teknologisk udvikling, gode miljøvurderinger og lokalt engagement er centrale for at realisere dette potentiale.

Spørgsmål og svar

Q: Hvad er tidevandskraft?

Q: Hvad er en tidevandsgenerator?

Q: Hvordan trækker tidevandsstrømsgeneratorer energi fra vandstrømme?

Q: Hvad gør tidevandsenergi til en billigere og mindre miljøskadelig kilde til elproduktion?

Q: Hvornår blev tidevandskraft først udtænkt?

Q: Hvorfor kan en enkelt tidevandsturbine generere mere strøm end en tilsvarende vindenergiturbine?

Q: Hvor skal tidevandsstrømssystemer placeres?

Søg efter bogstav