Saltkraft

 
>> 1. Ressursgrunnlag
>> 2. Hvordan virker det?
>> 3. Teknologistatus

 

 

1. Ressursgrunnlag

Saltkraft er utnyttelse av det kjemiske potensialet som ulikt saltinnhold mellom sjøvann og ferskvann innebærer. Det har vært kjent i århundrer at saltløsninger trekker til seg vann fra omgivelsene. Denne formen for naturlig drivkraft kan frigjøres der ferskvann fra elver møter saltvannet i havet.

Det osmotiske trykket mellom saltvann og ferskvann tilsvarer en vannsøyle på hele 270 meter. Denne høydeforskjellen kan utnyttes i et konvensjonelt vannkraftanlegg, og energitettheten kan være 1 MW/m3 ferskvann. Kraften er proporsjonal med differansen i saltkonsentrasjonen mellom saltvannet og ferskvannet. Teoretisk kan hver kubikkmeter ferskvann som renner ut i havet generere 0,7 kWh elektrisitet.

Globale ressurser
IEA har beregnet det globale potensialet for saltkraft til 2 000 TWh/år. Statkraft anslår at det globale potensialet for saltkraft ligger på 1 600 - 1 700 TWh/år, for Europa anslås det til 180 TWh/år.

Ressursen i Norge
Det teoretiske energipotensialet i Norge basert på midlere avrenning av ferskvann til havet er omlag 250 TWh/år. De ti største elvene i Norge står for 22 prosent av den totale avrenningen til havet. For disse er det utbyggbare potensialet grovt anslått til 25 TWh/år. Det er da lagt til grunn at det totale tapet i prosessen er omlag 60 %.

I NOU 2012:9 vurderes denne teknologien som umoden, og prognoser for energiproduksjon er det derfor for tidlig å komme med. Det trengs mye FoU på området før saltkraft kan være aktuelt for energiproduksjon.

 

2. Hvordan virker det?

Saltkraft baserer seg på det kjemiske fenomenet at saltløsninger trekker til seg ferskvann fra sine omgivelser. Dette kalles osmotisk trykk. Energiformen kalles også saltgradienter, den engelske betegnelsen er ”osmotic power”.

Fenomenet osmotisk trykk er først beskrevet av den franske presten og fysikeren Jean-Antoine Nollet (1700–1770). I 1748 plasserte han en svineblære fylt med vin i et vannkar for å avkjøle vinen. Etter en stund eksploderte blæren. Nollet skjønte at det måtte ha trengt vann gjennom blæreveggen, uten at vinen slapp ut, og at dette forårsaket et såpass stort trykk at blæren sprakk.

Det eksisterer flere teknologier for å utnytte saltgradienter. Trykkretardert osmose er den mest lovende, men i internasjonale miljøer vurderes også fordampning/kompresjon («vapor compression») og reversibel dialyse.

Trykkretardert osmose baserer seg på å etablere et ferskvannsmagasin og et saltvannsmagasin ved elveutløp, der en semipermeabel membran skiller de to magasinene. Membranen hindrer saltvannet i å blande seg med ferskvannet, men slipper ferskvannet gjennom til saltvannsmagasinet. Saltgradienten vil da føre til at vannmengden og dermed trykkhøyden i saltvannsmagasinet vil øke. Denne trykkhøyden kan utnyttes ved å slippe vannet ut igjen gjennom en turbin, lik et alminnelig vannkraftverk.

 
Prinsippskisse for saltkraft. Illustrasjon: Endre Barstad

Det er teoretisk mulig å skape et trykk på 27 bar, hvilket tilsvarer en fallhøyde på 270 meter for et vannkraftanlegg. Halvparten av energien går tapt i strømningsmotstanden i membranen, mens resten av energien går med til å skape et hydraulisk overtrykk på saltvannssiden. En vannmengde på 1 m3/s kan gi en effekt på om lag 1 MW.

Saltkraftverkene er fleksible med hensyn til plassering og utforming. Prosessanleggene har begrenset størrelse, og kan tilpasses de lokale omgivelsene og bygges i fjell eller under bakken. Investeringskostnadene kan begrenses ved å kombinere prosessanleggene med eksisterende kraftstasjoner og annen infrastruktur.

 

3. Teknologistatus

Selv om fenomenet har vært kjent i hundrevis av år og potensialet ved elveutløp i havet er stort, har lite vært gjort for å utvikle teknologier for denne energikilden. Statkraft er ledende på dette området og åpnet i 2009 et av pilotanlegg verdens første saltkraftverk i 2009 på Tofte i Hurum.

Anlegget har en produksjonskapasitet på mindre enn 10 kW. Statkraft vurderte lenge å bygge et større pilotanlegg på Sunndalsøra, og det ble innvilget konsesjon hos NVE. Anlegget skulle vært bygget i 2014, hatt en kapasitet på 1-2 MW og hatt en årlig energiproduksjon på mellom 5-10 GWh. Grunnet at andre teknologier har hatt større utvikling og at saltkraft ikke er konkurransedyktig på energikostnad foreløpig, besluttet Statkraft å avslutte satsingen på Saltkraft inntil videre. Du kan lese mer om planene Statkraft hadde her:

Prosjekteksempel: Pilotanlegg for saltkraft

Statkraft påpeker at de likevel har lært mye gjennom satsingen, og håper at andre aktører i verdens markedet nå tar utviklingen et steg videre. 

Den største utfordringen saltkraft-teknologien står ovenfor er utvikling av mer effektive membraner. For å oppnå tilstrekkelig ytelse for å kunne konkurrere med produksjonskostnader for andre fornybare energikilder, må de opp i 4-5 W/m2. I pilotanlegget Statkraft vurderte å bygge i Sunndalsøra forventet man en membraneffektivitet på 4 W/m2. Dette ville vært en mangedobling siden 1997 da Statkraft engasjerte seg i utviklingen av saltkraft. På Statkrafts demonstrasjonsanlegg på Hurum er effekten på membranen 1 W/m2.