Vingen testes for at se, om den kan holde til de ekstreme laster, som vinden kan udsætte den for. Foto: DTU Vindenergi 

Vindkraft kan blive klodens vigtigste energikilde om få årtier

af: Af Andreas Ebbesen Jensen

Det Internationale Energiagentur forudser i ny rapport, at vindmølleparker til havs bliver en blomstrende industri på verdensplan med vækstrater på op til en 15-dobling af det nuværende niveau.


“Potentialet for havvind er næsten uendeligt”.

Sådan lød budskabet fra direktøren for Det Internationale Energiagentur (International Energy Agency – IEA), Fatih Birol, da han i slutningen af oktober gæstede Danmark.

Anledningen var IEA’s lancering af Offshore Wind Outlook 2019 – den hidtil største globale rapport om havvind som energikilde.

I rapporten kan man blandt andet læse, at vindmølleparker til havs inden for de kommende to årtier bliver en blomstrende industri på verdensplan med imponerende vækstrater på op til en 15-dobling af det nuværende niveau.

IEA forudser også, at havvind frem mod 2040 kan tiltrække investeringer på omkring 1 billion dollar - eller utrolige 6700 milliarder kroner.

Det Internationale Energiagentur er en selvstændig organisation under OECD, hvis hovedformål er at rådgive de 35 medlemslande om energipolitik.

Normalt lancerer energiorganisationen sine rapporter fra hovedsædet i Paris. Denne gang gjorde de dog en undtagelse.

Direktøren Fatih Birol præsenterede nemlig den 98 sider lange rapport fra Frederiksberg Rådhus i København i selskab med Klima-, energi- og forsyningsminister, Dan Jørgensen. For med egne ord at hylde den danske indsats som fødselsstedet for havvind”.

Vindmøller producerer 50% af Danmarks elforbrug

Og Danmark blæser da også de fleste andre nationer omkuld, når det kommer til produktionen af el via havvind.

Mens havvind på verdensplan kun står for 0,3 procent af den globale elproduktion, dækker onshore og offshore vindmøllerne herhjemme, hvad der svarer til knap 50 procent af Danmarks samlede elforbrug.

Sammen med resten af Europa bliver Danmark vækstmotoren i et helt nyt industrieventyr inden for vedvarende energi, der skal få fossile brændsler ud af energisystemet og skaffe renere luft - tæt fulgt af Kina, fastslår IEA i rapporten.

EU er i dag i besiddelse af 20 gigawatt vindkraft. Med de nuværende politikker vil det vokse til 130 gigawatt i 2040. Og hvis EU efterlever sit mål om at blive CO2-neutral i 2050, kan kapaciteten for havvind springe op til 180 gigawatt allerede i 2040.

Mere og mere af potentialet kommer indenfor rækkevidde. Men der skal stadig gøres meget arbejde af regeringer og industri, hvis havvind skal blive grundlaget for omstilling til ren energi”, siger Fatih Birol i en pressemeddelelse.

Årsagerne til væksten er ifølge IEA stærkt faldende omkostninger, politiske støttetiltag fra regeringer og "bemærkelsesværdige teknologiske fremskridt" - som større møller og flydende møllefundamenter.

Digitale tvillinger skal overvåger vingerne

Teknologiske fremskridt inden for vindmølleindustrien bliver til virkelighed på grund af folk som Kim Branner. Han er seniorforsker på DTU Vindenergi og tovholder på en række projekter, der skal gøre godkendelses test, inspektionen og reparationen af vindmøller billigere og hurtigere.

Det største af slagsen går under navnet ReliaBlade. Her skal Kim Branner og kollegerne hos DTU Vindenergi i parløb med den tyske forskningsinstitution Fraunhofer IWES udvikle, fremstille og teste et 40 meter vingedesign.

I projektet, der løber de næste fire år frem, vil vingen blive skannet fra den tidlige fase af designudviklingen og frem til den endelige installering og drift af vingen. Dataen fra scanningerne fodres ind i en computer, som skaber en digital tvilling af den pågældende vinge.

Ved hjælp af den digitale tvilling bliver vi i stand til at følge vingens aktuelle tilstand og forudsige dens fremtidige tilstand under hele vingens livscyklus. Det giver en masse spændende muligheder for at fejlsøge og afprøve forskellige reparationsteknikker på den digitale tvilling, inden man kaster sig ud i arbejdet på den fysiske vinge”, forklarer Kim Branner.

Og der er mange omkostninger forbundet med vedligeholdelse og reparation af vindmøllevinger.

På verdensplan bruges der årligt 7,5 milliarder kroner på inspektion af vindmøller. De traditionelle metoder til inspektion af vindmøllevinger tæller nedfiring af inspektører i reb eller manuel fotografering og rapportering, og de er både farlige, tidskrævende, omkostningstunge og ineffektive.

Særligt offshore-vindenergi, som altså ifølge IEAs seneste rapport har det største potentiale, er ramt af høje omkostninger til drift og vedligehold. Derfor er der også meget fokus på, at nedbringe disse omkostninger. Og her kan digitale tvillinger af de fysiske vinger kommen branchen til undsætning.

Den digitale kopi af vingen giver os mulighed for at rette fejlene på vingen digitalt, inden vi kaster os over arbejdet med den fysiske vinge. Hvis vingen fx. har fået en skade, kan vi forsøge at reparere skaden i den digitale model først. De erfaringer, vi gør os på den digitale vinge, minimerer de efterfølgende risici i arbejdet på den fysiske vinge og gør os i stand til at lave reparationerne langt mere effektivt, sikkert og billigt”, forklarer Kim Branner.

Digitale ”tvillinger” af vindmøllevinger skal give effektiviseringer og forbedring af møllevingers livscyklus. Projektet udvikles af DTU Vindenergi i Danmark og modtager økonomisk støtte af Energiteknologisk Udviklings- og Demonstrationsprogram (EUDP) på 44 millioner kroner. Fotot: DTU Vindenergi.

Bambus skal gøre vindmøllerne mere bæredygtige

Det er langt fra kun optimeringen af vedligeholdelse og reparationer af vindmøllerne, der fokuseres på i fremtiden. Der forskes også i, hvordan vingerne kan gøres mere bæredygtige. 

For mens vindmøllen er opbygget af beton og stål, der delvis kan genanvendes, når møllen har udtjent sin levetid, er historien en anden med vingerne. De består nemlig af glasfiber, som ikke kan bionedbrydes.

Fra år 2022 vil der hvert år være 50.000 ton brugte vinger i Europa, så behovet for at finde måder at genanvende vingerne på er enormt.

I Danmark har virksomheden Miljøskærm haft held med at forvandle gamle vindmøllevinger til trafikstøjskærme, og i Tyskland har virksomheden Neocomp fundet en måde at behandle glasfiberet på, så det kan bruges som brændsel og råmateriale i cementfremstilling.

Samtidig forskes der også i, om det er muligt helt at vende det klimabelastende glasfiber ryggen og lave vinger af biomaterialer, fortæller Kim Branner:

Træ og bambus fx. har en stærk fiberstruktur, der gør dem velegnet som bæredygtigt alternativ til vindmøllevinger af glasfiber. Det forskes der en del i, ligesom at der også undersøges, hvordan plasten i vingerne kan blive mere klimavenlig – enten ved at gøre den genanvendelig eller ved helt at droppe den og erstatte plas med biobaseret bindemiddel, som er nedbrydeligt”.

 

Testudstyr på vingen kan sætte den til at svinge i forskellige retninger på samme tid. På den måde testes vingen for de varierende laster som vinden og rotationen udsætter den for. Fotot: DTU Vindenergi.

Vindenergi kan gøre transportsektoren grønnere

Der er også stort fokus på at udvide paletten af energikilder, som vindmøllerne kan hjælpe med at producere.

For mens el står for omkring en femtedel af verdens energiforbrug, går resten går til opvarmning, industri, transport og meget mere.

Kan man udnytte energien fra vindmøllerne til at producere andre energiformer, er der altså enorme grønne gevinster at hente.

IEAs nye rapport om offshore vind fremhæver blandt andet, at elektriciteten fra vindmøllerne kan bruges til at lagre energi i brint – brint, som bagefter kan leveres til sektorer inden for shipping, stål og jern, kemikalier og boliger, der har særligt svært ved at skære i energiforbruget.

Et nyt studie viser, at vi om 5-10 år vil kunne flyve på grønt brændstof af biogas og brint fremstillet af vindenergi. Vindmøllerne gavner altså ikke kun elnettet, men kommer også til at spille en rolle i at gøre hele transportsektoren grønnere”, siger Kim Branner.

Og det kan kun gå for langsomt med at give vindenergien på verdensplan endnu mere luft under vingerne.

Flere end 11.000 forskere fra 153 lande har netop publiceret en fælles erklæring, hvor de advarer de om, at klimakrisen truer hele menneskeheden – og opfordrer alle til at gribe til handling for at bevare livet på Jorden”.

I Europa og særligt i Danmark har vi allerede teknologierne til at gøre vind til den bærende energikilde til produktionen af strøm – så det er bare med at komme i gang. Vi har ikke tid til at vente længere, slutter Kim Branner.