Vågenergin skalar upp utanför Skottland

Skottland hoppas kunna rida på nästa våg av förnybar energi. Tomthyreskontrakt för flera stora våg- och tidvattenkraftprojekt tilldelades förra veckan av den brittiska regeringen, vilket avslutade en tvåårig anbudsprocess som väckte stort intresse från stora energiföretag och energientreprenörer. Priserna öppnar vägen för sex vågenergiprojekt och fyra tidvattenenergisystem runt Skottlands Orkneyöar som tillsammans kan generera upp till 1,2 gigawatt, vilket överskrider Storbritanniens mål på 700 megawatt för budrundan. Detta är en enorm omfattning för en industri som hittills bara har installerat pilotprojekt som involverar en handfull små enheter.

Framkanten: Detta flytrör är den övre kanten på en 194-tons gångjärnsanordning som omvandlar vågenergi till 315 kilowatt elektricitet.

Den här branschen är på väg att växa upp, säger Martin McAdam, vd för Edinburgh-baserade Aquamarine Power , som säkrade en plats på 200 megawatt i samarbete med U.K.-verket Scottish and Southern Energy , för närvarande landets främsta producent av förnybar energi. Byggandet av projekten kan påbörjas redan 2013.

Skottland erbjuder utomordentligt kraftfulla hav, inklämt mellan en vidöppen vidd av Atlanten och det notoriskt häftiga Nordsjön. Vågorna utanför Orkneyöarnas västkust är i genomsnitt två meter och överstiger 10 meter årligen. Marin energi skulle kunna tillhandahålla 15 till 20 procent av landets totala energibehov, enligt London-baserade Carbon Trust , en statligt finansierad enhet som stöder utveckling med låga koldioxidutsläpp. Den Orkney-baserade European Marine Energy Center (EMEC), som inkluderar en testbäddsanläggning, ger också FoU-stöd för sådana insatser.

Om våg- och tidvattenteknik kan skala upp i Skottlands vatten, säger marinenergiexperter att de kommer att hitta massor av potential på andra håll, ungefär som vindkraftstekniken som utvecklades av Danmark på 1970- och 1980-talen har gått över hela världen. Det finns definitivt en global marknad för både våg- och tidvattenenergi, därav anledningen till att du har stora företag som tittar på den, säger Amaan Lafayette, marin utvecklingschef på den europeiska kraftjätten EON , som vann två av de 10 skotska arrendena.

Utmaningarna är fortfarande betydande. Den första är att bevisa att tekniken är redo för bestraffningen av det öppna vattnet, där många våg- och tidvattenprototyper har mött sin match. Till exempel spräcktes glasfiberrotorerna på tidiga tidvattenturbinprototyper som installerades i New York Citys East River 2007 av oväntad turbulens. Det följande året, Pelamis vågkraft drog ut sina ormliknande 750 kilowattgeneratorer ur portugisiska vatten mitt i tekniska svårigheter.

EMEC-chefen Neil Kermode erkänner att hela branschen fortfarande arbetar igenom en enorm lista med tekniska utmaningar. Men han ser också enorma framsteg hos Pelamis, som håller på att montera en andra generationens maskin för E.ON som ska installeras på EMEC i sommar. E.ONs Lafayette håller med och säger att dessa framsteg förklarar varför Pelamis teknologi kommer att användas på tre av de 10 skotska anläggningarna, inklusive E.ONs.

Vågpump: Oyster energiomvandlarens kolvar omvandlar vågenergi till trycksatt vatten, som leds till land till en turbinkraftgenerator.

En annan utmaning, säger Lafayette, är miljöplanering. Man behöver göra en specifik miljöbedömning för varje plats och den specifika teknik som ska användas där, säger han. Ett tidvattenkraftprojekt som E.ON stödde i Pembrokeshire slog i bromsen denna månad när regeringen beslutade att inkludera havsenergiprojekt i en övergripande miljöbedömning av offshore-utveckling för England och Wales.

Tekniska och miljömässiga utmaningar kan naturligtvis bromsa vissa marina energitekniker mer än andra. Det är vad McAdam satsar för Aquamarines Oyster-vågomvandlare, en flytande stålklaff som använder vågkraft för att driva en hydraulisk kolv och skicka högtrycksvatten till en turbingenerator på stranden. Designen lägger inga snabbrörliga delar eller kraftgenerator i vattnet, och McAdam hävdar att detta kommer att minimera både tekniska fel och hot mot livet i havet. I motsats till detta, tidvatten enheter som valts ut av alla Orkney webbplatsutvecklare, tillverkade av OpenHydro , Marina strömturbiner , och Hammerfest Power , använd undervattensturbiner.

McAdam säger att Aquamarine har arbetat igenom mindre ventil- och rörledningsfel sedan installationen av den första Oyster-demonstratorn, en 315-kilowatt-enhet, vid EMEC i oktober. Aquamarine bygger nu sin enhet i kommersiell skala – en array med tre flikar som matar en enda 2,5 megawatts turbin – som den planerar att testa vid EMEC nästa år.

Att bygga den enheten är dyrt, och detta är den största utmaningen av alla som branschen står inför. Utvecklare av Orkney-anläggningarna kommer att dra nytta av marin energis gynnsamma behandling under Storbritanniens mandat för förnybar energi. Men det värdet slår in först när projekten når full skala, och utvecklarna säger att ytterligare småskaliga installationer behövs.

Där vi saknar för tillfället är denna kapitalintensiva fas av att installera utrustning för att bevisa att det är genomförbart, säger McAdam. Han noterar att Alex Salmond, som leder Skottlands regering, planerar en grön energikonferens senare i år som kommer att överväga ytterligare incitament för marin energi.

En studie från 2005 av Palo Alto, CA-baserad Electric Power Research Institute (EPRI) föreslår att vågenergi kan genereras till jämförbar kostnad med vindkraft på land utanför Hawaii, Kalifornien, Oregon och Massachusetts. EPRI har tidigare sagt att våg- och tidvattenenergi kan möta cirka 10 procent av USA:s elbehov. Paul Jacobson, ledare för havsenergi för EPRI, säger att dessa förstapasseringsuppskattningar nu uppdateras av en omfattande nationell vågenergibedömning som EPRI kommer att slutföra nästa år, och en nationell tidvattenbedömning pågår vid Georgia Tech.

Dölj