Tyske ingeniører sænker mini-kraftværker ned i Rhinen
Tyske ingeniører er ved at udsætte snesevis af små undervandskraftværker i Rhinen. De udnytter udelukkende strømmens kraft og kan forsyne hundredvis af husstande med el — helt uden dæmninger og indgreb i naturen.
Midt i Rhinen ved den lille by Sankt Goar er noget bemærkelsesværdigt ved at tage form under vandoverfladen. Det ligner næsten en stime af undervandsvæsener, men i virkeligheden er der tale om energiturbiner, der tilsammen skal fungere som ét samlet kraftværk — døgnet rundt, uanset vejret.
Grøn energi har ét grundlæggende problem
Omstillingen til vedvarende energi støder på en afgørende forhindring. Vindmøller og solpaneler leverer ikke konstant strøm — deres produktion svinger i takt med vejrforholdene. Det er præcis derfor, at forskere og ingeniører verden over søger måder at diversificere de grønne energikilder på, så systemet forbliver stabilt selv på vindstille, overskygget nætter.
Den tyske startup Energyminer fra München-området præsenterer en løsning, der kombinerer fordelene ved vandkraft med minimal påvirkning af naturen. I stedet for klassiske dæmninger har de satset på små flydende moduler, der arbejder direkte i flodens naturlige strøm. Teknologien er allerede afprøvet og gør sig nu klar til bred udrulning.
Sådan fungerer et undervandskraftværk uden dæmning
Hvert modul bærer navnet Energyfish og måler cirka 2,8 gange 2,4 meter. Det vejer omkring 80 kilo og er helt nedsænket under vandoverfladen. Inde i den kompakte kapsel sidder en turbine og en generator, der udelukkende udnytter Rhinens naturlige strøm — uden opstemning eller afspærring af floden.
Enheden er forankret til bunden og opererer fuldstændig under overfladen. Rotoren inde i huset sættes i gang af strømmen alene, uden mekaniske indgreb. Generatoren omdanner den roterende bevægelse til elektrisk energi, som derefter ledes via kabler på flodbunden ind til bredden og videre ud i elnettet.
Denne tilgang bringer flere fordele med sig. Fra bredden er der næsten intet at se, selv om floden er i fuld drift. Systemet støjer ikke, og landskabsbilledet forbliver urørt. Desuden er der ingen grund til at opføre massive betonkonstruktioner eller gennemføre komplicerede vandforvaltningsmæssige ændringer.
Ifølge Energyminer kan hundrede af disse enheder producere omkring 1,5 gigawattimer strøm om året. Det er nok til at dække forbruget hos fire- til femhundrede firepersonersfamilier. Prisen per kilowattime forventes at ligge på niveau med vindmølle- og solenergi.
Hvorfor er netop Rhinen ved Sankt Goar ideel til dette projekt
Startupppen kunne ikke placere sin teknologi et tilfældigt sted. Det midterste afsnit af Rhinen ved Sankt Goar har særlige karakteristika, der gør det til en velegnet lokalitet for denne type energiproduktion. Her presses floden ind i en relativt smal dal, og strømmen accelererer til en hastighed på omkring 1,5 til 2 meter i sekundet.
Den strømningshastighed er tilstrækkelig til, at de små turbiner kan arbejde stabilt og effektivt hele året rundt. Energyminers ingeniører testede tidligere teknologien i en langt mindre skala. I april 2023 åbnede de den første pilotinstallation ved Auer Mühlbach i München.
Den testlokalitet fungerede som et eksperimentelt prøvefelt, hvor teknikerne verificerede enhedernes driftssikkerhed, robusthed over for fejl og faktisk energiproduktion under normale flodbetingelser. Efter en række test i det mindre vandløb rykkede teknologien videre til en af Europas vigtigste vandveje.
I selve Rhinen kører allerede tre Energyfish-moduler. Nu er det tid til at udvide projektet. Næste skridt er at tilføje yderligere 21 turbiner, og endeligt skal der i dette område opstå en komplet stime med 124 enheder.
Skader turbinerne fisk og flodens økosystem?
Vandkraft vækker ofte modstand hos biologer og miljøorganisationer. Klassiske dæmninger afbryder fiskenes migrationsruter, ændrer vandtemperaturen og iltindholdet og kan i ekstreme tilfælde ødelægge hele levesteder. Skaberne af Energyfish-systemet har derfor valgt en anden tilgang.
Turbinerne arbejder i flodens naturlige strøm uden nogen form for opstemning, og virksomheden har udviklet et særligt fiskebeskyttelsessystem. Det er blevet vurderet af eksperter fra Technische Universität München, som analyserede trækfisks adfærd i nærheden af enhederne. Ifølge de offentliggjorte undersøgelsesresultater forårsager Energyfish hverken skader på fisk eller ændringer i deres migrationsadfærd i Rhinen.
Det er et afgørende argument i tilladelsesspørgsmålet. Miljøministeriet i delstaten Rheinland-Pfalz godkendte opførelsen af den første fulde installation netop fordi anlægget er designet til at påvirke økosystemet mindst muligt. I praksis indebærer det løbende overvågning af turbinernes effekt og beredskab til at justere konfigurationen, hvis negative konsekvenser skulle opstå.
Forskerne fra Technische Universität München gennemførte en række målinger:
- Overvågning af laks og ørreder i turbinernes nærhed
- Måling af vibrationsniveauer og undervandsstøj
- Analyse af iltindholdet i vandet foran og bag modulerne
- Undersøgelse af eventuelle skader på fisk ved passage tæt på rotorerne
- Observation af indvirkning på vandlevende hvirvelløse dyr og alger
- Vurdering af bundsedimentering og tilstopning af turbinerne
- Test af forankringens holdbarhed under oversvømmelser
Kan denne teknologi stabilisere elnettet?
I debatten om energiomstillingen dukker begrebet "mørk vindstille" stadig hyppigere op — situationer, hvor der hverken er vind eller sol i mange timer, og hvor vindmøller og solpaneler tilsammen producerer minimal strøm. Elsystemet må da finde støtte i andre kilder.
Strømdrevet vandkraft som Energyfish erstatter ikke hele produktionen fra vindmøller og solpaneler, men kan udfylde en del af hullet. Floder løber selv på kolde, vindstille nætter og i overskyllede dage. Energi fra strøm kan derfor stabilisere nettet og sikre et konstant basisniveau af effekt.
Jo mere varieret en mix af vedvarende energikilder vi råder over, desto lavere er risikoen for forsyningssvigt under langvarig vindstille eller tæt skydække. Den ansvarlige minister for klima og energi i delstaten understreger, at sådanne stimer af vandgeneratorer godt kunne tænkes at dukke op andre steder med tilsvarende hydrologiske profiler.
Det gælder både andre afsnit af Rhinen og andre store floder i Tyskland. Dog egner ikke alle flodsegmenter sig til formålet. For lavt vand, for langsom strøm, intensiv lastskibstrafik eller strenge naturbeskyttelsesregler kan alle udgøre hindringer. Alligevel er potentialet betydeligt, fordi store floder i industrialiserede lande transporterer enorme mængder energi, som vi i dag slet ikke udnytter.
Hvad betyder sådanne løsninger for Europas energifremtid?
Energyminer betragter projektet ved Sankt Goar som bevis på, at teknologien er klar til anvendelse i langt større skala. Hidtil har lignende løsninger primært fungeret som små demonstrationsanlæg. Denne gang taler vi om et system med over hundrede moduler, koblet direkte på et rigtigt elnet.
For strømaftagere er to ting afgørende: stabilitet og pris. Seriefremstillede miniturbiner har potentiale til at være relativt billige at installere, fordi de hverken kræver store byggearbejder eller dæmninger. Hertil kommer, at den modulære konstruktion gør service og eventuel udvidelse enkel. Nye enheder kan tilføjes gradvist i takt med nettets behov og kapacitet.
Der er dog risici på den anden side. Aflejring af slam og urenheder på rotorerne, fare for sejltrafikken ved forankringssvigt, og behovet for regelmæssig nedlukning af dele af systemet under ekstreme oversvømmelser — alle disse faktorer skal indgå i beregningen af omkostninger og driftsikkerhed.
Eksemplet fra Rhinen viser ikke desto mindre, at teknologien er moden nok til at forlade eksperimentstadiet. For Europa kan det være et signal om, at energien i floders strøm ikke nødvendigvis behøver store, kontroversielle dæmningsprojekter. Mindre flydende moduler åbner mulighed for en yderligere fleksibel søjle i energisystemet — en, der fungerer uafhængigt af vejrets luner.
