Flydende “energifisk” på Rhinen: ny løsning mod vindstille og overskyet vejr

Strøm fra floden døgnet rundt

Tyskland eksperimenterer med en helt anderledes form for strømproduktion. I Rhinens strøm ved byen Sankt Goar skal der snart svæve snesevis af små, flydende turbiner. Enkeltvis ser de beskedne ud – men tilsammen fungerer de som ét stort kraftværk og forsyner hundredvis af hjem uafhængigt af vejret.

Det München-baserede startup Energyminer ønsker at forvandle en strækning af Rhinen til en slags undersøisk energifarm. I stedet for en dæmning og et gigantisk kraftværk drejer det sig om 124 kompakte moduler – afrundede kapsler, der flyder frit i strømmen og er forankret til flodbunden.

Hvad er en Energyfish egentlig?

Hvert enkelt apparat bærer navnet Energyfish. Det måler cirka 2,8 gange 2,4 meter, vejer omkring 80 kilogram og er fuldstændig nedsænket under vandoverfladen. Indeni sidder en turbine og en generator, der udelukkende udnytter flodens naturlige strømning. Der er ingen dæmning, ingen opstemning af vand og ingen indgreb i Rhinens forløb.

Energyfish er et eksempel på såkaldt strømningsbaseret vandkraft: strømmen opstår takket være flodens kraft – ikke ved at bygge store opstemninger.

Ifølge virksomhedens egne tal kan 100 sådanne enheder producere cirka 1,5 GWh elektricitet om året. Det er nok til at forsyne mellem 400 og 500 firefamiliehusholdninger. Prisen per kilowattime forventes at ligge på niveau med vind- og solenergi og er dermed konkurrencedygtig på markedet for vedvarende energi.

Sådan fungerer en "stime" af undersøiske kraftværker

Hele systemet minder om en stime af flydende apparater, der er koblet sammen i ét netværk. Rent teknisk foregår det i nogle enkle trin:

• Energi-"fiskene" er forankret til bunden og arbejder helt under vandoverfladen.
• En rotor inde i huset drives udelukkende af flodens naturlige strøm.
• Generatoren inde i apparatet omdanner den roterende bevægelse til elektricitet.
• Strømmen løber via kabler lagt på flodbunden ind til bredden og videre ud i elnettet.

Denne fremgangsmåde har flere fordele: ingen synlige konstruktioner på vandoverfladen, ingen støj og minimal påvirkning af landskabet. Fra land er det næsten umuligt at se, at der overhovedet kører en energiinstallation på den pågældende flodbred.

Hvorfor netop Sankt Goar på Rhinen?

Projektet kunne ikke placeres et vilkårligt sted. Den midterste del af Rhinen ved Sankt Goar har særlige forhold: floden presses her igennem relativt smalle dale, og strømmen accelererer til omkring 1,5–2 meter i sekundet. Det er mere end nok til, at de små turbiner kan arbejde stabilt og effektivt hele året rundt.

Det tyske startup testede tidligere sin teknologi i langt mindre målestok. I april 2023 åbnede den første pilotinstallation i Auer Mühlbach i München. Den fungerede som en prøvestand, hvor ingeniørerne undersøgte udstyrets pålidelighed, sårbarhed over for fejl og den faktiske energiproduktion under typiske flodbetingelser.

Efter en serie af test i et mindre vandløb er teknologien nu rykket videre til en af Europas vigtigste vandveje – Rhinen.

I Rhinen er der allerede tre Energyfish-moduler i drift. Nu er det tid til at skalere projektet op: næste skridt er at tilføje 21 turbiner mere, og på sigt skal der i dette område ligge en komplet "stime" bestående af 124 enheder.

Hvad med fisk og økosystem?

Vandkraft vækker ofte modstand hos biologer og miljøorganisationer. Klassiske dæmninger afskærer fiskenes migrationsruter, ændrer vandets temperatur og iltindhold og kan i værste fald ødelægge hele levesteder.

I dette tilfælde har systemets skabere valgt en anden tilgang. Turbinerne arbejder i den naturlige strøm uden at opstemme floden, og virksomheden har udviklet et særligt fiskebeskyttelsessystem. Det er blevet undersøgt af eksperter fra Teknisk Universitet München, som analyserede vandrende fiskearters adfærd i nærheden af apparaterne.

Ifølge de offentliggjorte undersøgelsesresultater forårsager Energyfish hverken skader på fisk eller ændringer i deres migrationsvaner i Rhinen.

Det er et afgørende argument, når tilladelser skal udstedes. Miljøministeriet i delstaten Rheinland-Pfalz gav grønt lys til bygningen af den første fuldskalainstallation netop fordi apparaterne er designet til at påvirke økosystemet mindst muligt. I praksis betyder det løbende overvågning af turbinernes indvirkning samt beredskab til at justere konfigurationen, hvis negative konsekvenser skulle opstå.

Et nyt element i vedvarende energi

Energyminer betragter projektet i Sankt Goar som bevis på, at teknologien er klar til anvendelse i langt større skala. Hidtil har lignende løsninger primært eksisteret som små demonstrationsmodeller – denne gang taler vi om et system med over hundrede moduler, der er integreret i et reelt elnet.

Den minister i delstaten, der er ansvarlig for klima, energi og transport, understreger, at sådanne "stimer" af vandgeneratorer potentielt kan dukke op andre steder med lignende hydrologiske profiler. Det gælder både andre strækninger af Rhinen og andre store floder i Tyskland.

Ikke alle flodbred egner sig til formålet. For lavt vand, for langsom strøm, tæt lastbådetrafik eller strenge naturbeskyttelsesregler kan alle udgøre problemer. Alligevel er potentialet betydeligt, fordi store floder i industrialiserede lande transporterer enorme mængder energi, som vi i dag slet ikke udnytter.

Løsningen på "mørke vindstille perioder" i elnettet

I debatten om energiomstillingen dukker begrebet "mørk vindstille" stadig oftere op – en situation, hvor der i mange timer hverken er vind eller sol, og vindmøller og solceller næsten ikke producerer noget. Elsystemet er da nødt til at søge støtte andre steder.

Strømningsbaseret vandkraft som Energyfish erstatter ikke hele produktionen fra vindmøller og solpaneler, men den kan dække en del af hullet. Floder løber også i kolde, vindstille nætter og på overskyede dage. Energi fra strømmen kan derfor stabilisere nettet ved at levere en konstant "basis" af effekt.

Jo mere varieret et miks af vedvarende energikilder, desto mindre er risikoen for strømafbrydelser under langvarig vindstille eller vedvarende overskyet vejr.

Muligheder og begrænsninger for lignende projekter

Selv om det beskrevne projekt handler om Tyskland, er teknologiens potentiale relevant i langt bredere sammenhæng. Store floder transporterer enorme mængder energi, men det er ikke overalt, at faldet og strømningshastigheden er tilstrækkelig. Hertil kommer beskyttelsen af naturmæssigt værdifulde flodbred samt hensynet til sejlads.

En reel anvendelse af sådanne turbiner ville sandsynligvis være nemmest på udvalgte strækninger af bjergfloder, i kanaler eller i gamle flodlejer, der ikke udgør en primær transportrute. Hvert enkelt projekt ville dog kræve en separat analyse af indvirkningen på fisk, brederosion og lokale levesteder.

Hvad man skal være opmærksom på ved denne type installationer

For energiforbrugere er to ting afgørende: stabilitet og pris. Små, serieproducerede turbiner har gode chancer for at være relativt billige at montere, da de ikke kræver store byggerier eller dæmninger. Dertil kommer, at den modulære konstruktion letter servicering og eventuel udvidelse – nye enheder kan tilføjes gradvist, efterhånden som behovet og netkapaciteten tillader det.

På den anden side er der risici: aflejring af mudder og forurening på rotorerne, fare for sejladsen ved forankringssvigt eller nødvendigheden af periodisk at lukke dele af systemet ned under ekstreme oversvømmelser. Disse faktorer skal indregnes, når man planlægger omkostninger og driftssikkerhed for hele investeringen.

Eksemplet fra Rhinen viser ikke desto mindre, at teknologien er modnet nok til at træde ud af eksperimentfasen. For Europa kan det være et signal om, at energi fra floder ikke nødvendigvis kun betyder store dæmninger og kontroversielle anlægsprojekter. Mindre, flydende moduler giver mulighed for en ekstra, mere fleksibel søjle i energisystemet – en søjle, der arbejder uafhængigt af vejrets luner.