Flytande ”strömfisk” i Rhen ska rädda elen när vinden tiger – Pasta Party

En osynlig kraftstation under vattenytan

När vindkraftverk står stilla och solpaneler inte ger någon nytta under gråa, vindstilla dagar, jagar en tysk startup en helt ny energikälla – dold under vattenytan. I en vik av Rhen vid Sankt Goar ska företaget Energyminer sätta en svärm av 124 flytande minivattenkraftverk i drift, som ska leverera ström dygnet runt, precis när andra förnybara energikällor sviktar.

Den som står på stranden vid Sankt Goar och tittar ut över Rhen ser grönt strömmande vatten och livlig sjötrafik. Men under den till synes lugna ytan ska det inom kort arbeta en helt ny energiinstallation – ett så kallat svärmkraftverk bestående av dussintals små turbiner.

Delstaten Rheinland-Pfalz har gett grönt ljus för den första stora försöksuppställningen. I ett sidolopp av Rhen ska 124 så kallade Energyfish-moduler placeras. Tre enheter är redan i testdrift i floden, 21 extra enheter utgör nästa steg, varefter den fulla svärmen ska följa.

Tanken är att utnyttja flodens naturliga ström som en konstant, förutsägbar energikälla – helt utan dammar eller stora regleringsverk.

Så fungerar en ’strömfisk’

Energyfish är ett slags flytande turbin som ”rider med” på strömmen. Enheten förankras till flodbottnen med ett ankare och hänger helt nedsänkt under vattnet. Varje modul:

• mäter cirka 2,8 gånger 2,4 meter
• väger omkring 80 kilo
• levererar under ideala förhållanden upp till 6 kilowatt effekt

Principen är förhållandevis enkel:

• Rotorbladen vrider runt drivna av flodens naturliga ström.
• En inbyggd generator omvandlar den rotationen till elektricitet.
• Undervattenskablar för den producerade energin till stranden.
• Här matas strömen in i elnätet via en anslutningspunkt.

Enligt tillverkaren kan en grupp på 100 Energyfish-moduler leverera cirka 1,5 gigawattimmar per år. Det motsvarar elförbrukningen i 400 till 500 fyrpersonershushåll. De förväntade kostnaderna per kilowattimme ligger på samma nivå som moderna vindkraftsparker och solenergianläggningar.

Varför just vid Sankt Goar vid Rhen?

Inte alla floder lämpar sig för den här typen av anläggningar. Teknologin kräver en kraftig, stabil ström och tillräckligt djup utan alltför många hinder eller problem med sjötrafik. Sträckan vid Mellanrhen nära Sankt Goar uppfyller dessa krav anmärkningsvärt väl.

Den trånga dalen fungerar som en sorts tratt som pressar vattnet igenom och ökar strömhastigheten. Den ligger typiskt mellan 1,5 och 2 meter per sekund. Enligt Energyminer är det exakt den hastighet som turbindesignen är optimerad för.

Teknologin testades grundligt i förväg. I april 2023 placerade företaget sin första försöksinstallation i Auer Mühlbach i München. Sedan dess har både komponenter och mjukvara kontinuerligt förbättrats för att öka effektiviteten och göra konstruktionen mer robust vid höga vattennivåer.

Vattenkraft utan blockeringar: fokus på fiskskydd

Att fylla floder med turbiner väcker naturligtvis frågor om natur och biologisk mångfald. Klassiska vattenkraftverk med dammar stör ofta fiskarnas vandringsrutter och påverkar livsmiljöer via förändrade vattennivåer och strömningsmönster.

Energyminer försöker undvika detta med en annorlunda designprincip – ingen damm, utan lösa moduler placerade i den befintliga strömmen. Företaget har utvecklat ett eget skyddssystem som håller fisk borta från rotorerna och säkerställer fria passager.

Forskning från Technische Universität München konkluderade att Energyfish-konfigurationen inte utgör något hot mot de viktigaste vandrande fiskarna i Rhen och endast i minimal grad påverkar deras beteende.

Den rapporten spelade en avgörande roll i godkännandeprocessen. De regionala myndigheterna vill ha nya former av förnybar energi, men inte en upprepning av misstagen från äldre vattenkraftprojekt, där fiskar i massor omkom och hela flodsträckor förändrades.

Svärmkraftverket som nästa steg i energiomställningen

För Energyminer är Sankt Goar främst ett storskaligt demonstrationsprojekt. Enligt medgrundare Richard Eckl är det nu man ska bevisa att teknologin inte bara fungerar i ett laboratorium eller en liten bäck, utan också kan köras lönsamt över längre tid i en stor flod.

Klimatskydds- och energiminister i Rheinland-Pfalz, Katrin Eder, ser möjligheter för en hel rad liknande projekt. Hon förväntar sig att motsvarande svärmar kan etableras på andra lämpliga platser, så att fler regioner kan dra nytta av det hon kallar en effektiv form av elproduktion.

Var kan fler ’strömfiskar’ annars placeras?

Rhen är långtifrån den enda floden med energirik ström. Även Mosel, Weser och Elbe transporterar dagligen enorma vattenmängder med användbara strömhastigheter. I teorin utgör alla flodsträckor med tillräckligt djup and konstant ström en möjlig plats.

Ändå är storskalig utrullning inte omedelbart enkelt. Valet av placering beror på en rad faktorer:

• minimum vattendjup för säker installation
• tillräckligt hög genomsnittlig strömhastighet
• plats vid sidan av trafikerade farleder
• regler om naturskydd och fredade områden
• tillgänglighet för underhåll och inspektion

Det nu utfärdade tillståndet i Rheinland-Pfalz betraktas i branschen som en viktig referens. Lyckas projektet tekniskt och ekonomiskt ger det argument gentemot andra tyska delstater och grannländer att godkänna motsvarande ansökningar.

Vad det kan betyda på grå, vindstilla dagar

Ett av de största problemen i energiomställningen är den så kallade ’mörka flautet’ – perioder med varken sol eller vind. Här faller produktionen från solparker och vindkraftverk markant, medan efterfrågan på el mycket väl kan vara hög på grund av uppvärmning och belysning.

Floder strömmar däremot alltid, även under långvarig mulen väder utan vind. Effekten varierar långt mindre dramatiskt än sol och vind. Det gör flödesturbiner intressanta som komplement i energimixen – sida vid sida med batterier, väte och efterfrågestyrning.

Strömningsturbiner levererar inte megaeffekt som stora havsbaserade vindkraftsparker, men kan som en sorts ’bakgrundsmusik’ löpande tillföra kilowattimmar till nätet.

För nätoperatörer är stabila, förutsägbara energikällor attraktiva. De minskar behovet av att starta gas- eller kolkraftverk när förnybara källor varierar. På lång sikt kan det sänka både kostnader och utsläpp.

Tekniska och praktiska frågor som fortfarande är öppna

Även om de första resultaten låter lovande finns det fortfarande många okända faktorer. Långvarig exponering för höga vattennivåer, drivande trä, isbildning och vibrationer från sjötrafik kan orsaka slitage. Hur ofta underhåll är nödvändigt och vad det kommer att kosta måste praktiken visa.

Dessutom är påverkan på flodmorfologi och sedimenttransport ett uppmärksamhetspunkt. En svärm på över hundra objekt ändrar lokalt strömningsmönster. Kombinationen med livlig inlandssjöfart kräver också noggrann planering – turbinerna får inte hindra sjöfarten och måste vara tydligt märkta och övervakade.

För lokala invånare uppstår andra frågor: Hur många kablar ska läggas, hur ser anslutningsstationerna på stranden ut, och vad betyder det för utsikt och rekreation längs floden? Sådana detaljer avgör ofta om ett projekt vinner brett folkligt stöd.

Hur denna teknik förhåller sig till andra lösningar

Flödesturbiner i floder kommer med stor sannolikhet inte att stå för en stor del av vår totala elproduktion. Det passar snarare som en byggsten i ett bredare paket: solpaneler på tak, stora vindkraftsparker, geotermisk energi, lagring och energibesparingar.

Intressant är kopplingen till lokala tillämpningar. Tänk på direkt försörjning av laddstationer för elbilar längs floden eller leverans av ström till närliggande järnvägssträckor och industriområden. Korta kabeldistanser minskar förluster och gör projekt snabbare lönsamma.

För dem som följer energiomställningen visar Rhen vid Sankt Goar framför allt hur brett spelplanen har blivit. Utöver välkända lösningar som vindkraftverk och solpaneler dyker nu också mindre uppenbara källor upp – strömmande floder som tysta, oavbrutna producenter av grön ström, gömda under ytan.