April VINDKRAFT 2/01 EUROPEAN WIND ENERY CONFERENCE (EWEC) 2001, KÖPENHAMN Konferensrapport framtagen av Mattias Törnkvist, Vattenfall Utveckling AB på uppdrag av Elforsk inom ramen för Elforsks vindkraftprogram, projekt 2172. Middelgrundens vindkraftpark utanför Köpenhamn. Foto Jan Blix, Vattenfall. Augusti 2001
Sammanfattning European Wind Energy Conference 2001 (EWEC 01) genomfördes den 2 6 juli i Bella Conference and Exhibition Center i Köpenhamn. Som arrangör stod WIP- Munich på uppdrag av European Wind Energy Association (EWEA), EUkommissionen och den danska vindkraftsindustrins branschorganisation. Konferensen innehöll nästan 100 muntliga presentationer, ett tiotal workshops, ett stort antal poster-presentationer samt en mässdel med ca. 90 utställande företag och organisationer. Konferensen lockade storleksordningen 1000 deltagare från 43 länder. Danmark och Tyskland var som väntat de länder med flest deltagare, 280 respektive 170 personer. Antalet svenska deltagare uppgick till ca. 50. Politiska styrmedel och bidragssystem för förnyelsbar elproduktion behandlades av flera föreläsare. Majorieteten förespråkade ett starkt statligt stöd enligt den tyska modellen men det höjdes också röster för införandet av marknadsmässiga system baserade på gröna certifikat från bl.a. en belgisk utredning. Frankrike, som hittills haft en relativt långsam installationstakt av vindkraft, planerar nu att införa ett bidragssystem liknande de i Tyskland och Spanien, dvs. en garanterad ersättning per kwh till producenten. Länderna Tyskland, Danmark, Spanien och USA står i dagsläget för ca. 75 % av den totala installerade vindkrafteffekten i världen. Detta faktum diskuterades under konferensen och pekades ut som både en risk och en möjlighet. Risken ligger i den sårbarhet som det innebär för branschen om installationstakten minskar i dessa länder. Den erfarenhet som erhållits från vindkraftexpansionen i länderna är dock viktig för tillväxtnationer, exempelvis Frankrike, England och Holland. Att det finns stora framtidsplaner för havsbaserad vindkraft i Europa märktes tydligt på konferensen. Ett stort antal muntliga presentationer och posters handlade om detta område, och på mässan fanns flera renodlade offshore företag med specialistkompetens inom områdena kabelförläggning, transporter, installation etc. De områden som behandlades inom området vindkraft offshore var bl.a. drift och underhåll, tillgänglighet, våg-, vind- och islaster, miljö samt nätintegration. Det presenterades även erfarenheter från genomförandet av offshore projekten Utgrunden (10 MW) och Middelgrunden (40 MW). Ett stort intresse riktas nu mot det första riktigt stora projektet till havs, Horns Rev (160 MW), som planeras att börja byggas under våren 2002. Övriga ämnen som behandlades under konferensen var bl.a. prediktionssystem för vindkraftproduktion och nätintegration av storskaliga anläggningar. Det var relativt få inslag som handlade om acceptans och sociala aspekter kopplade till vindkraft. Detta uppmärksammades under summeringen av konferensen och man betonade vikten av att lyfta fram detta viktiga område till kommande evenemang. - 2 -
1. Inledning Med anledning av konferensens omfattning är denna rapport fokuserad på ett begränsat antal presentationer och workshops. Inriktningen av rubricerad rapport har koordinerats med den bevakning som sker i regi av VKK med målsättningen att dessa båda rapporter tillsammans ska ge en så komplett bild som möjligt av konferensen. I avsnitt 2 redovisas de muntliga presentationerna under respektive sessionsrubrik (sessionsbeteckning inom hakparentes). Här presenteras även huvudinnehållet i två stycken workshops som behandlade offshore teknik respektive nätintegration. Avsnitt 3 och 4 beskriver översiktligt posterutställning och mässa. Slutligen återfinns en summering med personliga kommentarer och slutsatser från konferensen. 2. Muntliga presentationer Opening session Dr Klaus Rave, ordförande för European Wind Energy Association (EWEA), hälsade samtliga konferensdeltagare välkomna. Inledningstalet hölls i form av en flygresa över Europa med ett antal mellanlandningar vilka gav utrymme för kommentarer gällande vindkraftutvecklingen i det aktuella landet. Dr Rave betonade bland annat vikten av en EU harmonisering vad gäller förnyelsebar energiproduktion, en fortsatt utveckling mot kostnadseffektivitet och rättvisa nätanslutningar för vindkraften. Inledningstalet avslutades med Ladies and entlemen, fasten your seat belts and be ready for take-off. Övriga talare under öppningssessionen var; Knut Pedersen från det danska energi och miljödepartementet, Marc Pallemaerts från den belgiska motsvarigheten, unther Hanreich, chef för D TREN (Transport and Energy) EU kommissionen, Peter Zegers, enhetschef för D Research EU kommissionen, och Herman Scheer, parlamentsledamot i det tyska parlamentet och tillika ordförande i EUROSOLAR. EWEA:s vice ordförande Arthouros Zervos stod för keynote address. Öppningssessionen handlade till stora delar om att summera vindkraftens status och framtida utveckling för olika medlemsländer. I nästan samliga tal betonades vikten av utveckling av storskaliga havsbaserade vindkraftparker. Europeiska styrmedel och lagar, i form av direktiv, white och green papers, forskning och utveckling samt bidragssystem och marknadskrafter ingick också i många av talen. Herman Scheer hävdade att vi nu står inför en strukturell förändring där vi går från traditionell till förnyelsebar elproduktion och att denna förändring är av samma dimension som industrialiseringen i början av 1900 talet. Vidare menade Scheer att vindkraften underskattas av politiker och massmedia och att den misskrediteras i form av att felaktig information sprids. Frågan som gäller om vindkraftutvecklingen ska drivas genom statliga stödformer (minimum prices) eller genom införande av marknadsmässiga system (green certificates, quota system) exemplifierades av Scheer genom att jämföra Tyskland och Danmark. Båda länderna har fram - 3 -
till i dagsläget haft relativt generösa statliga stöd till vindkraften och därigenom uppnått en hög vindkraftpenetration. I Danmark har man nyligen beslutat att successivt ersätta det statliga stödet med ett marknadsmässigt system i form av certifikat, vilket hittills lett till en avmattning i installationstakten. Scheer förordar ett starkt statligt vindkraftstöd och tror inte att vindkraften i dagsläget är mogen för certifikat / quota system. Arthouros Zervos summerade öppningssessionen genom att konstatera att den installerade vindkraftkapaciteten i världen fördubblas vartannat år och att det faktum att vindkraften i dag är kraftigt fokuserad på fem länder (Tyskland, Spanien, Danmark, USA och Indien) både kan innebär en möjlighet och en risk för vindkraftutvecklingen. Möjligheten ligger i att man från dessa länder har fått kunskap om hur man inför vindkraft storskaligt, både tekniskt och finansieringsmässigt, och att man kan använda denna kunskap för införandet i andra länder. Om installationstakten minskar i dessa fem länder blir detta givetvis ytterst kännbart för de stora vindkraftaktörerna vilket är en konkret risk för branschen. Zervos avslutade sin presentation med att konstatera att 1999 var det första år då den installerade effekten vindkraft i världen för första gången översteg den installerade effekten för kärnkraft. (och så var även fallet år 2000.) Plenary session [PLA1, PLA2] Presentationer framfördes under rubrikerna; The future of renewable energy in the global energy supply New framework for renawable energy in Europe Sessionen avslutades med en paneldiskussion. Under den första rubriken talade T. Johansson från FN organet UNDP 1 om den enorma tekniska och ekonomiska utmaning som det innebär att elektrifiera den tredje världen, vilket i dagsläget innebär ca. 2 miljarder människor. Detta kan endast realiseras genom energieffektivisering, förnyelsebar produktion i kombination med avancerad teknik. Vindkraften är med sin snabba tillväxt och successivt minskande produktionskostnader ett realistiskt alternativ för utbyggnaden av kraftproduktion i tredje världen. Oljeproducenten Shell har i och med bildandet av bolaget Shell Renewables intagit en position på den europeiska marknaden för förnyelsebar elproduktion. Bolaget har nyligen uppfört två vindkraftverk utanför den engelska kusten vid staden Blyth och har ytterligare projekt på gång, både i England och Holland. D Jones, som är VD för Shell Renewables, menade att den förnyelsebara utvecklingen drivs på av faktorer som klimatförändringar, leveranssäkerhet, teknisk utveckling och konsumenternas efterfrågan på grön el. Jones redovisade att vindkraft är Shells kommersiella fokus när det gäller förnyelsebar produktion, och att man strävar efter att positionera sig som projektör, operatör och försäljare av grön el. Att tillverka vätgas med hjälp av vindkraftproducerad el är ett område som Shell ser som mycket intressant för framtiden. 1 www.undp.com - 4 -
Under rubriken New framework for renewable energy in Europe informerade P. Zeegers från EU kommissionen i Bryssel om vindkraftens roll i EU:s 6:e ramprogram. Enligt Zeegers kommer forskningsanslagen till förnyelsebar produktion inom det 6:e ramprogrammet främst riktas mot bränsleceller och photovoltaics (solceller). Detta med anledning av att vindkraften nått en kommersiell fas där industrin nu kan finansiera en större del av FoU verksamheten. Zeegers menar att EU bidrag till vind FoU kan beviljas till projekt kopplade till exempelvis vätgasproduktion, och att det fortfarande finns pengar att söka inom det 5:e ramprogrammet. Vicki Pollard från EWEA gav en översikt av vindkraftläget inom EU:s medlemsstater. Denna redovisning finns publicerad i juli-numret av EWEA:s tidskrift Wind Directions 2. Pollard påtalade att drivkrafterna för vindkraft skiljer sig åt mellan medlemsländerna vilket gör det svårt att ta fram en harmoniserad EU policy. Pollard talade också om utvecklingen av ekonomiska stödsystem för vindkraft där Tyskland, Spanien och nu senast Frankrike satsar på statliga subventioner i form av fasta priser, och där Danmark går mot ett system som bygger på gröna certifikat. Som potentiella hinder för en europeisk vindkraftexpansion nämnde Pollard nätintegration, produktionsplanering och prognostisering samt oklarheter och osäkerheter gällande policys. Pollard informerade slutligen om den offshore konferens som ska hållas i Bryssel den 10 12 december 2001, i regi av EWEA. Under den avslutande paneldiskussionen informerade R. Swischer från AWEA om det amerikanska systemet Renewables Portfolio Standard (RPS). Man ser nu en tydlig vindkraftexpansion i stater som Texas, Minnesota och Iowa och Swischer framhöll att vindkraften fortsätter att vara den absolut viktigaste tekniken för förnyelsebar elproduktion. Enligt Swischer är transmissionsfrågorna av stor betydelse för den framtida vindkraftutvecklingen. P. Bulteel från Euroelectric menade att förnyelsebar elproduktion måste ta en större del av den totala produktionen och att detta förutsätter relevanta stödmekanismer. Inlägg under paneldiskussionen kom bland annat från K. Rave som menade att införandet av förnyelsebara system inte kan skötas av marknaden utan att det krävs statlig interventioner. Enligt Rave måste det till tydliga nationella mål för förnyelsebar elproduktion. Irländska Eirtricity menade dock att det endast handlar om att sätta kunden i fokus, dvs. producera den el som kunden vill ha. Policies and environmental issues [OB1] Scott Properzi från danska Energy E2 höll en presentation om arbetet med livscykelanalys och miljökonsekvensbeskrivning för det danska 150 MW offshoreprojektet vid Rödsand. Parken beräknas årligen producera 500 Wh och den totala investeringskostnaden uppges till 1,6 miljarder DKK (motsvarar ca. 13 000 SEK/kW). Området ligger ca. 13 km från kusten och har ett rikligt bestånd av fåglar och sälar. Miljökonsekvensbeskrivningen tar upp faktorer som; hydrologi, vattenkvalitet, visuell inverkan, sjöfart och navigering samt marinarkeologi medan livscykelana- 2 www.ewea.org - 5 -
lysen identifierar och redovisar vindkraftparkens totala miljöpåverkan. Properzi menar att den största förbättringspotentialen för att reducera vindkraftparkens totala miljöpåverkan finns i tillverkningsprocessen och då i synnerhet vid tillverkningen av blad. Utförlig information om miljöarbetet vid Rödsand finns på SEAS hemsida 3 under rubriken vindkraft. New commercial developments [OB2] Den danska systemoperatören Eltra hanterar stora mängder vindkraft på Jylland. I början av år 2001 fanns 1864 MW vindkraft installerat och systemet uppges ha en max- och minlast på 3800 respektive 1700 MW. Eltra är i dagsläget starkt beroende av möjligheten att kunna importera och exportera el till grannsystem. Jens Pedersen från Eltra framhöll i sin presentation Present and future integration of large-scale wind power into Eltra:s power system att en fortsatt expansion av vindkraft inom Eltras område framförallt kräver förbättrade verktyg för produktionsprediktering. I dagsläget använder man Wind Power Prediction Tool (WPPT) vilken man anser behöver förbättras. Pedersen pekar även på vikten av en marknad för flexibel effektefterfrågan och möjligheten att temporärt kunna minska elproduktionen inom området. Figur 1. Vindkraftutbyggnaden (vänster) samt produktionsallokering under 2000 (höger) i Eltras område. Källa: Present and future integration of large-scale wind power into Eltra:s power system, J. Pedersen, Eltra Financing of wind projects [OB3] M. Määttänen från Tekniska högskolan i Helsingfors presenterade en studie, Diminishing cost penalty due to ice loads on offshore wind turbine foundation, där man analyserat islasters inverkan på potentiella offshore lokaliseringar längs den finländska östersjökusten. Mättänen anser att det finns stora ytor längs den finländska kusten som lämpar sig väl för etablering av havsbaserade vindkraftparker trots att det vintertid kan vara mycket is inom områdena. Det bästa sättet att reducera påkänning av islaster är att förse tornen med koner i vattenlinjen. Määttänens slutsats var att den högre effektiviteten som kan erhållas genom havsbaserade anläggningar kompenserar för de kostnader som är kopplade till isförhållanden. 3 www.seas.dk - 6 -
Liberalised market, aerodynamics and hybrid systems [PLC1] Paul Erik Morthorst från Risö presenterade studien Interactions of a tradable green certificate market with a tradable permits market. Temat är i högsta grad aktuellt, med anledning av Danmarks beslut att ersätta statliga subventioner till förnyelsebar elproduktion med gröna certifikat, och den ständigt pågående debatten om Kyoto-protokollet. Morthorst beskrev förutsättningarna för gröna certifikat, där myndigheterna ålägger konsumenterna att en viss procentsats av elkonsumtionen måste komma från förnyelsebara energislag, och att tillgång och efterfrågan därefter kommer att bestämma priset för certifikaten. Certifikaten är ett rent finansiellt instrument och kommer att öppna för möjligheter till internationell handel. Morthorst presenterade översiktligt en modell där tre länder med helt avreglerade elmarknader inför gröna certifikat och där ett av länderna har en väldigt ambitiöst program för förnyelsebar elproduktion. Slutsatsen av denna simulering var att detta ej leder till någon CO 2 reduktion utan vad som krävs är en kombination av certifikat och handel med utsläppsrätter. Mothorst slutsatser var således att CO 2 reduktion inom en avreglerad elmarknad kan åstadkommas förutsatt att handel med gröna certfikat och utsläppsrätter koordineras. J.W Bonefeld från Techwise är projektledare för offshoreprojektet vid Horns Rev 4 i Danmark och gav vid sin presentation en statusrapport från projektet. Projektet initerades i och med den danska handlingsplanen för havsbaserad vindkraft som publicerades 1997. Man har under en tvåårsperiod utfört vindmätningar på platsen vilka visar på mycket goda förhållanden, med en medelvind på över 9,5 m/s på 62 meters höjd. Under år 2000 togs en miljökonsekvensbeskrivning fram och under början av 2001 fick man det slutgiltiga tillståndet för byggnation. Projektet vid Horns Rev består av 80 turbiner på vardera 2 MW. Turbinerna kommer att levereras av Vestas och land- och sjökabel av ABB respektive Nexan. Elsam projekterar och äger vindkraftparken medan Eltra har motsvarande roll för nätanslutningen. Installation av turbiner samt kabelförläggning ska inledas i mars 2002 och beräknas vara färdigt i september samma år. Bonefeld summerade sin presentation med att nämna ett antal viktiga aspekter vid byggnation av havsbaserad vindkraft. Bland annat angavs energipotential, accessbarhet och tillgänglighet, strategier för upphandling av underleverantörer, kaptialkostnader, energipriser under anläggningens livstid, nya site-förhållanden och nättekniska frågor som betydelsefulla vid projektering av anläggningar av Horns Revs storlek. Liberalised electricity markets [OC1] Sessionen, som bestod av totalt fem presentationer, leddes av E. O Connor, VD för det irländska företaget Eirtricity, och V. Pollard från EWEA. O Connor inled- 4 www.hornsrev.dk - 7 -
de med att redogöra för situationen på Irland vad gäller handel med grön el och uppmuntrade åhörarna att ställa frågor i anslutning till presentationerna. C. Ensslin från ISET i Tyskland inledde sessionen med att beskriva ett system för prediktering / prognostisering av vindkraftproduktion i Tyskland. Behovet av dessa system ökar i takt med att mer vindkraft infogas i kraftsystemen och det är systemoperatören som ska förses med produktionsprognoser. ISETs system kombinerar historiska data, bearbetat med en statistisk modell, och online-data för att göra sina prognoser. När det gäller 24 timmars prognoser angavs ett prediktionsfel på mindre än 10%. Ensslin förespråkade det tyska bidragssystemet framför certifikatsystem och menade att elpriserna på spotmarknaden inte återger värdet på vindkraftproducerad el. Frågan om vindkraften ökar kostnaden för konventionell produktion på grund av att det krävs reservkraft, diskuterades i slutet av presentationen. E.O Connor menade att så ej är fallet förutsatt att vindkraften är etablerad i bra vindlägen. Hannele Holttinen från VTT Energy, Finland, höll en presentation med rubriken Effects of large scale wind production on the Nordic electricity market. Projektet är ett samarbete med universitetet i Trondheim och syftar till att analysera effekterna av storskalig vindkraftproduktion på den nordiska elmarknaden. Analysen utförs med hjälp av simuleringsverktyget EMPS. EMPS är utvecklad av norska SINTEF Energy research som ett verktyg för planering av vattenkraftproduktion och framtagande av elprisprognoser. Analysen visar att om man inför en årlig vindkraftproduktion i intervallet 16 46 TWh (motsvarar 4 12 % av elkonsumtionen) kommer detta tillskott främst ersätta kolkondens och olja. Detta förväntas leda till en CO 2 reduktion i intervallet 680 620 g CO 2 /kwh. Transmissionsbegränsningar kommer att uppstå vid en vindkraftproduktion större än 20 TWh/år, i synnerhet till centrala Europa. Det genomsnittliga spotmarknadspriset förväntas minska med storleksordningen 0.2 eurocents per 10 TWh/år vindkraftproducerad el som adderats till systemet. Veckovariationer för vindkraftproduktion kan regleras med den stora mängd vattenkraft som finns i det nordiska kraftsystemet. eert Palmers från 3E i Bryssel presenterade ett projekt som utförts på uppdrag av den belgiska regeringen och som syftar till att analysera marknadsmekanismer för grön el i Belgien, med en tydlig koppling mot en framtida gemensam EU marknad. Palmers beskrev den belgiska energipolitiken som tämligen komplex där samtliga tre regioner driver sin egen politik och har sin egen energiminister. Följande punkter togs upp av Palmers; EU certifikat och övervakning Handel vs. icke-handel Stöd/bidrag på behovssidan Hantering av grå elektricitet Decentraliserad generering Märkning av grön el - 8 -
Palmers menade att diskussionen kring feed-in och certifikatsystem till största delen måste betraktas som ideologisk och menade att man i den flamländska regionen sett tecken på att certifikatsystem attraherar investerare i grön elproduktion. Palmers slutsatser var att ett framtida certifikatsystem kräver tydliga och väl genomtänkta straffsatser och en effektiv administration. Palmers avslutade med ett citat av Klaus Rave; Markets are servants, no masters. Övriga presentationer under rubriken Liberalised electricity markets framfördes av Brian Parson NREL USA (A cronological reliability model to assess spinning reserve allocation to wind power plants) och Bernard Chabot ADEME Frankrike (Efficient tariffs for wind energy; principles, method, proposal and potential consequences in France) Offshore wind turbines [OC3] Sessionen inleddes med en presentation av erfarenheter från etableringen av vindkraftparken vid Middelgrunden 5 utanför Köpenhamn. Bidraget framfördes av Hans Christian Sörensen EMU / SEAS, som var projektledare för byggnationen. Parken består av 20 stycken 2 MW verk från Bonus och ligger 2 3 km från land där vattendjupet varierar mellan 4 och 8 meter. Man har använt sig av gravitationsfundament vilka tillverkades i en torrdocka i Köpenhamns hamn och därefter transporterades med båt till lokaliseringsplatsen. I torrdockan monterades även de nedre sektionerna av tornen vilket angavs reducera tidsåtgången för installationen. Sörensson avslöjade att den knappa tidplan som projektet haft lett till en del problem. Bland annat handlade man upp fundamenten innan man fått klart med en turbinleverantör vilket ledde till att man i efterhand tvingades göra ändringar i fundamentkonstruktionen. De bottenarbeten som krävs vid användande av gravitationsfundament angavs som tämligen omfattande. Kabelläggning och rotorlyft gick helt enligt plan. Kabelläggningsarbetet krävde dock mycket manuellt undervattensarbete vilket ledde till att projektet kontrakterade i stort sett samtliga yrkesdykare i östra Danmark. Den totala kostnaden för vindkraftparken vid Middelgrunden uppgavs till 44 miljoner euro med turbiner (26,1 miljoner) och fundament (9,92 miljoner) som största kostnadsposter. Detta innebär en kostnad på ca. 9800 SEK/kW. Sörensson betonade slutligen vikten av en välplanerad logistik vid offshore installationer, och att samtliga arbetsmoment och operationer i förväg ska testas på land. Martin Kuhn, Enron Wind, redogjorde för uppförandet av Utgrundens vindpark i Kalmarsund. Parken är lokaliserad 12,5 km från Bergkvara på fastlandet och 8 km från Degerhamn på Öland. Kabelanslutningen i form av en 20 kv AC länk går till Degerhamn. Turbinerna är av typen Enron 1,5s offshore och är försedda med kranar, luftisolerade containrar med elektrisk utrustning samt extra övervakningsutrustning. Man har etablerat en bemannad servicestation i Bergkvara. Kuhn fokuserade presentationen på den soft-soft konstruktion av monopiles och torn som man använt för det sju 1,5 MW verken. Enligt Kuhn innebär denna typ av konstruktion fördelar både vid tillverkning och installation. Varje monopile tog 5 www.middelgrunden.com - 9 -
4-6 timmar att få på plats och fundamenten är nedtryckta ca. 19 m under havsbottennivå. Det är således viktigt att ha god kännedom om bottenförhållandena. Ett forskningsprogram har etablerats vid Utgrunden i syfte att kartlägga miljökonsekvenser (främst påverkan på fåglar) samt vind- och vattenförhållanden. Kuhn anser att kabeldelen i projektet var svårare än beräknat och nämner också att isbildning på ilandstigningsplattformar orsakat vissa mindre problem. Man vill inte ange några produktionssiffror men hävdar dock att dessa så här långt visat sig vara över förväntan. Lars Jörgensen från danska SEAS presenterade designaspekter för offshore turbiner vilket är ett arbete som är tänkt att lägga grunden för en IEC standard för offshore turbiner. Arbetet presenterades under rubrikerna; safety level, external conditions och combined loads och rapporten är nedladdningsbar från Risös webbsidor 6. Monitoring and Analysis of a 2 MW Offshore Wind Turbine in the North Sea presenterades av T.R Camp från arrad Hassan & Partners. Projektet finansieras av EU JOULE och i organisationen ingår förutom tidigare nämnda företag även Amec Border Wind, TU Delft, ermanischer Lloyd och Vestas. Syftet med projektet är att utföra detaljerade mätningar av vind, vågor, strömmar, laster etc. vid offshore aggregaten utanför Blyth i England. De två vindkraftverken är av typen Vestas V66 2 MW och är belägna ca. 1 km från kusten på ett vattendjup på ca. 9 m. Konstruktionen vid Blyth är sk. soft-stiff (jfr. Utgrundens softsoft konstruktion). Vindkraftverken installerades under perioden augusti till oktober 2000 och projektets mätutrustning kom på plats under våren 2001. Ett mycket stort antal parametrar kommer att mätas under en relativt lång tidsperiod (2001 2002). För att inte viktig information ska dränkas i datamängden har man delat upp data i en sammanfattande datamängd, med 10 minuters medelvärden, och en kampanj-datamängd för extrema händelser, innehållande tidsserier med hög tidsupplösning. Camp medger att kalibrering av vissa givare, exempelvis töjgivare, kommer att bli en stor utmaning för projektet. erard van Bussel från TU-Delft presenterade en konceptstudie som genomförts inom ramen för DOWEC projektet. DOWEC projektet syftar till att skapa underlag och kunskap för att implementera stora turbiner i storskaliga vindparker med inriktning på offshore applikationer. TU-Delft studien behandlar tillgänglighet, tillförlitlighet och underhållsaspekter, inklusive drift- och underhållskostnader. Man har utgått från 6 olika kategorier av framtida 5 MW turbiner; Base Line, Advanced, Robust, Stall-teeter, Smart-stall och Direct Drive. Den tänkta offshore lokaliseringen är Nordsjön, på ett avstånd från kust på ca 12 miles, och den totala installerade effekten är 500 MW. Studien påvisar behovet av att förbättra och utveckla teknik för storskalig vindkraft offshore. enom en avancerad simuleringsmodell och ett antal antaganden kan man redovisa att turbinerna får en tillgänglighet i intervallet 89 94% där den robusta står för den högsta tillgängligheten. Vidare anger man att den årliga drift- och underhållskostnaden hamnar i intervallet 4 4,5% av den totala investeringskostnaden vilket för den aktuella vindfar- 6 www.risoe.dk/vea/offdes - 10 -
men (500 MW) i absoluta tal innebär storleksordningen 35 miljoner euro per år. En stor del av drift- och underhållskostnaderna är kopplade till tunga lyft som kräver någon form av kranbåt eller motsvarande. Det är således här den största potentialen att minska D&U kostnaderna finns. Van Bussel menar att dessa kostnader kan reduceras genom att köpa in en för anläggningen specialanpassad kranbåt. Andrew Henderson från TU Delft presenterade ett paper med titeln Hydrodynamic loading of Offshore Wind Turbines. Presentationen inleddes med följande frågeställningar; Offshore vs. coastal engineering Slender vs. massive structures Extreme vs. fatigue load cases Enligt Hendersen är det mycket viktigt att i analysfasen utreda huruvida vågorna kommer att brytas vid turbinerna. Hendersen menar också att den traditionella offshore industrin har utvecklat modeller som kan appliceras för havsbaserad vindkraft men att den stora skillnaden är att vindkraftverken i regel kommer att uppföras på betydligt grundare vatten. Detta innebär en risk för vågbrytning i anslutning till turbinerna vilket utpekas som ett potentiellt problem. Offshore technology [WSC3] Workshopen Offshore technology leddes av J.H Vugts från TU Delft i Holland och den lockade ett stort antal deltagare. Man hade valt att fokusera på tre områden; teknik, miljö och framtida utveckling. Områdena introducerades av utvalda experter och därefter följde en öppen debatt. Vugts tog själv hand om introduktionen till diskussionsområdet teknik genom att lägga fram ett antal frågor och påståenden. Några av dessa presenteras i nedanstående punktlista. Förstår vi vindkraft offshore? Är det möjligt att beräkna våglaster för grunda vattenområden? I vilken omfattning måste man ta hänsyn till islaster? Behöver vi utarbeta standarder för vindkraft offshore? Hur hanterar vi osäkerhet i strukturmekaniken? Är monopiles den bästa lösningen för fundament? Hur undviks dyra underhållsåtgärder? Transmissionstekniker (AC eller DC) samt nätaspekter. Offshore onshore konfiguration How big is beautiful? En stor del av den efterföljande diskussionen kom att handla om tillgänglighet och accessbarhet av vindparker till havs. En representant för Techwise informerade om att man för projektet vid Horns Rev noga kartlagt detta område och att man beslutat sig för att samtliga turbiner ska kunna nås genom att personal firas ner från helikopter. Denna helikopteroperation går att genomföra vid vindar upp till - 11 -
16 18 m/s. Att nå verken via båt uppges ej vara möjligt vid våghöjder över 1,5 m vilket för Horns Rev lokaliseringen inträffar vid ca. 10 m/s. M. Määttänen från Tekniska Högskolan i Helsingfors menade att islaster kan hanteras genom att montera koner i vattenlinjen på tornen. I Finland har man mångårig erfarenhet av islaster på fyrar och man har hittills kunnat bemästra problemen med hjälp av konkonstruktionen. Hans Sörensen, projektledare för Middelgrunden, introducerade diskussionsämnet miljö genom att ta upp följande punkter; Visuell inverkan Elektromagetiska fälts eventuella påverkan på marint liv. Fåglar Vibrationer Förändringar i artrikedom vad gäller flora och fauna Diskussionen kring miljöaspekter blev tämligen intensiv. Forumet kunde dock enas om att det är visuell inverkan, dvs. acceptansfrågor, och fågelaspekter som är den största risken för havsbaserad vindkraft. Man var även överens om att det är mycket viktigt att sträva efter en öppen dialog med samtliga intressenter. En deltagare från Frankrike kommenterade att dom såg konflikter med fiskare som det avgjort största problemet för att bygga vindkraft till havs. Martin Kuhn från Enron Wind anförde den sista diskussionspunkten utveckling, genom att lista ett antal acceleratorer och de-acceleratorer för utbyggnad av vindkraft offshore. Acceleratorer De-acceleratorer Bevisad genomförbarhet Inga storskaliga projekt byggda Ny turbinteknik Tekniska krav Projektplanering och storlek Ekonomi Incitament och mål Planering och tillståndsprocessen Marknadsförväntningar Riskprojekt Finansiering Risk för frustration Kuhn framförde följande; Quality is more important than quantity for development within the next 5 years. This applies to all parties within the community Vugths avrundade workshopen med följande påstående; De tekniska problem som havsbaserad vindkraft innebär kan lösas genom att kombinera ingenjörskunskap inom områdena offshore, coastal och vind men inte under de ekonomiska premisser som gäller för tillfället. - 12 -
Wind conditions, electrical integration and hybrid systems [PLD1] K. Söbrink från Eltra höll en presentation under rubriken Feasability study regarding grid integration of a 160 MW offshore wind farm using VSC transmission Eltra är systemoperatör för transmissionsnätet i västra Danmark och har således stor erfarenhet av daglig hantering av vindkraft. I dagsläget finns 1880 MW vindkraft vilket motsvarar 16% av den totala installerade effekten i systemet. Vindkraftproduktionen är s.k. prioriterad produktion och uppgår på årsbasis till nästan 3400 Wh. Den höga andelen vindkraft innebär problem vad gäller produktionsplanering då prognossystemet ej ger tillräcklig noggrannhet. Man redovisar även att vindkraften orsakar nätproblem. Söbrink hävdar att systemet är helt beroende av de förbindelser som finns till bland annat Sverige och Norge. Eltra har påbörjat praktiska test av s.k. VSC teknik (voltage source converter) i Tjäreborg HVDC light projektet. Man redovisar att tester av spännings- och frekvenskontroll har gett bra resultat. Söbrink tror att VSC tekniken kan vara effektiv för att ansluta vindparker men då främst när det gäller långa avstånd. Han betonar dock att VSC tekniken ökar transmissionsförlusterna. Sessionens ordförande A. Wobben från tyska Enercon, kommenterade Eltras behov av överföringskapacitet till grannländerna med att detta beror på den stora mängd stallreglerade turbiner i Danmark. Pitchreglerade verk är bättre enligt Wobben. Lars Landberg från Risö gav en översiktlig presentation av de verktyg som finns för vindkraftprediktion. enerellt så bygger dessa verktyg på väderprognoser, online-data samt information om parkkonfiguration och vindkraftverk. Dessa indata stoppas in i en modell som producerar prognoser typiskt 24-48 h framåt i tiden. Den allra enklaste prediktionsmetoden persistence - bygger på att använda nuvärdet som predikterat värde. Exempel på mer sofistikerade metoder är Wind Power Prediction Tool (WPPT), Risös Prediktor, ewind och Zephyr. I dagsläget används Prediktor i USA och på Irland, WPPT i Danmark och ewind i USA. Landberg gav under presentationen ej någon information om kvaliteten i prognoserna. Klart är dock att utvecklingen av bra prognosverktyg är mycket viktig för införandet av vindkraft i kraftsystemen. Wind assessment and short term forecasting [OD3] Mattias Lange från Universitetet i Oldenburg, Tyskland, presenterade ett projekt där man undersökt hur osäkerheten i en prediktion av vindkraftproduktion påverkas av den aktuella vädersituationen. I dagsläget anges osäkerheten vanligtvis som ett årligt medelvärde av skillnaden mellan prediktion och mätning. Att uppnå högre kvalitet på osäkerhetsmåttet skulle kunna underlätta för exempelvis aktörer på elbörserna. Man har i projektet använt sig av prediktionsverktyget Preventio. De resultat som hittills uppnåtts visar att prediktionsfelet är oberoende av vindhastighet, men att det icke linjära vind-effekt sambandet dock resulterar i att små fel i prediktionen av vindhastighet resulterar i stora fel i produktion. - 13 -
Lange redovisar också att man sett tendenser till att prediktionsfelet ökar då lågtryck råder i det aktuella området. Forskningsarbetet kommer dock att fortsätta för att bättre utreda vilka meteorologiska parametrar som är signifikanta. L. Landberg från Risö redogjorde för implementationen av prediktionsverktyget Prediktor på Irland. Irland har idag ca. 120 MW installerad vindkraft och målet är att denna siffra år 2005 ska uppgå till 500 MW. Då detta kommer att motsvara ca. 10% av den totala tillgängliga elproduktionseffekten finns således ett konkret behov av prognosverktyg. Prediktionsmodellen använder sig bland annat av data från totalt 14 vindparker på Irland, med en total effekt på 106 MW. Körningar görs var 6:e timma och prognosen gäller 48 h framåt i tiden. Systemet är i dagsläget driftsatt men man ska inom kort uppgradera med en s.k. MOS korrigering. Presentationen innehöll ej någon information om prediktionsfel. Ytterligare en presentation inom området prediktering av vindkraftproduktion, Value of the ECMWF ensemble prediction system for forecasting wind energy production framfördes av L.A Smith från London School of Economics. rid integration [WSD4] Workshopen om nätintegration av vindkraft leddes av S. Heier från Universitetet i Kassel. Trots att området är av stor vikt för vindkraftens framtid var workshopen långt ifrån lika välbesökt som offshore workshopen. Workshopen var inriktad på områdena nätpåverkan och integration av offshore anläggningar och under dessa rubriker hölls ett antal presentationer. Här följer några av de punkter som föredragshållarna tog upp; Det behövs en EU harmonisering av lagstiftningen för nätanslutning av vindkraft. Forskning och utveckling av exempelvis nya tekniker för nätanslutning, lagringssystem och produktion av vätgas, är av stor vikt. Utvecklingen bromsas av den konservativa syn som många nätbolag har på vindkraft. enom att implementera kontrollfunktioner kan man använda stora offshore installationer, exempelvis Horns Rev, som reglerkraft. Bra prognossystem är mycket viktiga vid hög vindkraftpenetration. Det är viktigt att säkerställa att det finns redundans/säkerhet vid anslutning av stora offshoreanläggningar. Det är i dagsläget svårt att avgöra vilken överföringsteknik (AC eller DC) som är mest effektiv. HVDC kan vara ekonomiskt fördelaktigt för offshore-parker större än 200 MW och med avstånd från kust större än 30 km. Det kan i framtiden bli svårt att lösa problem genom import och export mellan nationer då ett stort antal länder har ambitiösa utbyggnadsplaner för vindkraft. En gemensam europeisk systemoperatör kan underlätta för vindkraftexpansionen. - 14 -
Någon egentlig diskussion blev det inte under workshopen. Anledningen till detta var förmodligen en kombination av inaktiva åhörare/deltagare och att workshopen var tidsmässigt felplanerad med alltför långa presentationer. Outlook and perspectives [PLE1] Frågan om vindkraftverken växer för snabbt togs upp av. van Kuik från holländska TU Delft. 1985 hade standardverken en effekt på ca. 50 kw och en rotordiameter på 15 meter. Tio år senare var motsvarande siffror 1,3 MW och 50 meter och i dagsläget har de flesta större tillverkare långt gångna planer på 4 5 MW verk med rotordiametrar på upp mot 110 meter. Van Kuik menar att man idag använder designkoder för 1 3 MW verk som endast validerats och testats för 500 600 kw verk och att detta framgent kan komma att leda till problem. Van Kuik hävdar också att man inte fysikaliskt kan modellera de stora konstruktioner som 4 5 MW verk innebär utan att man är hänvisad till ingenjörslösningar. Svaret på frågan om vindkraftverken växer för snabbt är enligt van Kuik; ja, en långsammare takt vore att föredra. Han är också oroad över att man inom EU minskar forskningsanslagen till vindkraften och menar att en långsiktig FoU, som utförs i samarbete mellan industrin och universiteten, är av yttersta vikt för branschens framtid. B. Madsen från danska BTM Consult presenterade en prognos för hur den globala vindkraftmarknaden kommer att utvecklas under perioden 2001 2005. Man tror att den europeiska dominansen kommer att fortsätta och anger att prognosen för installerad vindkrafteffekt i världen år 2005 är 58 W, där EU-länderna står för 42 W. Dessa siffror kan jämföras med dagens 18 W som finns installerat i världen. Det är alltså frågan om en fortsatt kraftig ökning av installerad effekt och Madsen anger att den genomsnittliga årliga tillväxttakten i världen, under perioden 2001 2005, förväntas bli ca. 18%. Den installerade effekten i världen år 2010 uppskattas till 140 W, dock med en relativt stor osäkerhet. När det gäller den framtida utvecklingen av havsbaserad vindkraft är Madsen ganska försiktig i sina bedömningar. År 2002 uppskattar man att 200 MW kommer att installeras offshore och motsvarande siffra för år 2005 anges till 800 MW. Prognosen för den totala offshore effekten år 2005 är 2400 MW. Madsen betonar att tillväxttakten för havsbaserad vindkraft kan bli kraftigare under förutsättning att de första projekten, exempelvis Horns Rev i Danmark, blir lyckade. - 15 -
3. Posters Posterutställningen innehöll över 200 bidrag inom områdena; Financing of wind projects Liberalised electricity markets New commercial developments Policies and programmes Resource assessment Aerodynamics and aeroacoustics Electrical components and control Development of measurement methods Innovative wind turbines Autonomous and/or hybrid systems Mellan 10 och 15 posters kom från Sverige, bl.a. från KTH, Chalmers, Högskolan i Halmstad, Uppsala Universitet, SMHI, Vattenfall Utveckling, och ABB Corporate Research. Ett av de mer innovativa bidragen presenteras i nedanstående bild. Figur 2. Posterbidrag PF4.11, Wind energy for the built environment, N Campbell, BDSP Partnership. Foto: Anders Johnsson, Vattenfall. - 16 -
4. Utställning och mässa På konferensens mässdel fanns ca. 90 företag och organisationer representerade. De danska tillverkarna Bonus, Neg-Micon, Nordex och Vestas hade de mest påkostade montrarna där man bl.a. visade upp maskinhusen i full skala för sina största modeller. Svenska tillverkaren Nordic Windpower samt amerikanska Enron Wind och tyska Enercon fanns också på plats på mässan. Att det finns stora framtidsplaner för den havsbaserade vindkraften märktes på mässan då det fanns ett antal företag på plats som marknadsförde sin kompetens inom detta område. Exempel på medverkande offshore företag var danska A2SEA, som har specialiserat sig på att uppföra torn och fundament till havs, holländska Van Der Stoel Cable och engelska Hydro Soil Services, där den senare var huvudentreprenör för Utgrundens vindpark. EDF var det enda stora europeiska energiföretaget som fanns representerade på mässan. Figur 3. Bonus monter. Foto Anders Johnsson, Vattenfall. - 17 -
5. Slutsatser och kommentarer Jos Beursken, vice ordförande i EWEA, hade fått den svåra uppgiften att under avslutningssessionen summera och sammanfatta konferensen. Beursken tog bland annat upp följande punkter; EWEC är i och med årets konferens inte enbart ett forum för forskning och utveckling utan även en marknadsplats för vindkraftindustrin. Det faktum att 4 5 länder klart dominerar vindkraftmarknaden innebär enligt Buersken både en risk och en möjlighet för den framtida expansionen. Ett stort antal inslag i konferensen har handlat om vindkraft offshore. Att offshore verksamheten ökar märks inte minst genom att den traditionella offshore industrin funnits på plats och att man nu kan se specialanpassade verktyg för byggnation till havs. Beursken menar dock att man inte får glömma bort att landbaserad vindkraft, globalt sett, fortfarande har en stor utbyggnadspotential. Nätintegration av stora vindkraftparker är en viktig fråga som behandlats under konferensen. Det finns tecken som tyder på att EU:s långsiktiga forskningsanslag till vindkraften kommer att minska. Beursken tog upp vindpotentialstudier, prediktionsverktyg, aerodynamik och nätintegration som exempel på områden som kräver en fortsatt långsiktigt FoU verksamhet. De ekonomiska förutsättningarna har en avgörande betydelse för vindkraftutvecklingen. Beursken förordar enkla och långsiktiga system i enlighet med den tyska modellen. När det gäller konferensen som helhet så var det relativt få inslag som handlade om acceptans och sociala aspekter kopplade till vindkraft. Då detta är viktiga områden bör de lyftas fram till framtida konferenser. Under avslutningssessionen delades också ett antal priser ut. Den danska vindkraftpionjären Christian Riisager, vars innovativa lösningar haft stor betydelse för den danska vindkraftindustrins utveckling under 80-talet, fick ett EWEA hederspris. Poul La Cour priset gick till den spanska turbintillverkaren Ecotecnia. När det gäller kommande vindkraftkonferenser så informerade EWEA om en europeisk offshore konferens i Bryssel den 10 12 december 2001. Vidare planeras en global vindkonferens att genomföras i Paris under april månad 2002. Undertecknads personliga reflektioner från konferensen var att den trots sin storlek var mycket välordnad och att den genomsyrades av stor optimism inför branschens framtid. Att arrangemanget även attraherade internationella investerare i form av banker etc. torde vara ett tecken på branschens tillväxtpotential. Intressanta frågor för framtiden är införandet av det danska systemet för gröna certifikat, och dess inverkan på installationstakten i Danmark, samt arbetet med en harmonisering gällande förnyelsebar elproduktion inom EU. Ett system baserat på gröna certifikat är också aktuellt i Sverige och ska enligt gällande planer införas under 2003. Den kanske största frågan just nu är dock om de ambitiösa planerna för havsbaserad vindkraft som finns i Danmark, Tyskland, Holland, England och Sverige m.fl. kommer att realiseras. enomförandet av 160 MW projektet vid Horns Rev i Danmark kommer definitivt att få mycket stor betydelse för denna utveckling. - 18 -