HONEYMOORING I Teknisk Ukeblad 28/3-22

https://www.tu.no/artikler/semars-forankringslosning-bytter-ut-kjetting-med-boyer-og-tau-og-kan-spare-store-summer-for-flytende-havvind/517241?key=xwBpBAzI

Lysaker: Det norske selskapet Semar jobber med å utvikle en helt ny løsning for fortøyning av flytende havvind. I dag brukes stort sett enorme stålkjettinger, som kan veie flere hundre kilo per meter, og hver eneste mølle trenger flere hundre meter med kjetting. r en rekke fordeler, både med tanke på vekt, CO2-utslipp, sikkerhet og påvirkning på havbunnen.

Og ikke minst – for en teknologi som fortsatt krever subsidier for å være lønnsom – det kutter betydelige kostnader. 

Med seg på laget har de både Equinor og TotalEnergies.

Sekskantmønster

Selskapet, som holder til i et kontorlokale på Lysaker i Bærum, startet som et konsulentselskap for oljebransjen, som etter hvert beveget seg over i markedet for å designe og lede prosjekter for forankring og marine operasjoner. De har blant annet store prosjekter som Goliat-plattformen på resyméet.

Så tidlig som i 2001 begynte de med konsulentvirksomhet inn mot bunnfast havvind, og har siden hatt en rekke prosjekter. Etter den forrige oljenedturen har de fått stadig flere prosjekter innen fornybar, som nå står for omkring 70 prosent av ordreinngangen.

Fra venstre: Thor Valsø-Jørgensen, Niklas Norman, Finn-Christian W. Hanssen og Per E. Sørum i Semar. Foto: Ina Steen Andersen

I dag er de blant annet inne i Hywind Tampen-prosjektet til Equinor, og gjør beregninger for installasjon av forankringsliner for de elleve 8 MW store turbinene. De skal holdes på plass av liner bestående av stålvaier og stålkjetting.

Samtidig jobber de med en egen løsning for å forenkle forankring av flytende havvind. Vanligvis er hver flytende vindturbin forankret med minst tre digre stålkjettinger på flere hundre meter, med hvert sitt anker festet i havbunnen. Semar har i stedet for en løsning hvor flyterne er festet med fibertau og deler på bøyer og anker. 

Konseptet har fått navnet Honeymooring, etter mønsteret med sekskanter som dannes når de flytende turbinene fortøyes sammen med bøyer og anker.

Deler på bøyer og ankere

Honeymooring benytter seg av kjente prinsipper, med bøyer og liner av fibertau, festet i ankere. Det som er nytt i løsningen er hvordan de flytende enhetene er forbundet med hverandre. Hver turbin er knyttet til tre bøyer og tre ankere. Og hver bøye og hvert anker er også knyttet til tre turbiner. Dermed reduserer de antall ankere og bøyer per flyter.

Kjettingen som vanligvis brukes til forankring henger i en bue ned fra flyteren til ankeret. Når det kommer vind og bølger som beveger flyteren, vil kjettingen løftes opp, slik at den tilbyr en elastisitet i systemet. I systemet til Semar er det bøya som tilbyr denne elastisiteten ved å bli dratt ned.

– Enkelt forklart er det vi gjør å bytte ut flere hundre meter med tung kjetting med luft i en bøye, sier daglig leder Thor Valsø-Jørgensen. 

Festepunktene under bøya vil være langt under vann, slik at linene befinner seg godt under seilingsdybde.

Tungt stål

Kjettinger er laget av stål, som i dag har store CO2-utslipp knyttet til produksjonen. Å bytte ut kjettingene med fibertau reduserer dermed utslippene betydelig.

Tyngden på stålet fører dessuten med seg flere utfordringer. Når turbinene blir større, kreves større kjettinger, eller flere, for å fortøye dem. Da trengs også fartøy og verktøy som er bygget for å tåle vekten og spenningen dette fører med seg.

Sikkerhet er også et aspekt i dette. Med høye vekter og høye line-spenninger blir det automatisk høyere potensial for alvorlige hendelser for mannskap som jobber med installasjon og vedlikehold.

En meter med kjetting veier gjerne 500 kilo. Til sammenligning veier fibertau rundt 40 kilo per meter i luft, og kan nesten flyte i vann. Tau er likevel sterkt nok til å kunne brukes til forankring. For eksempel er nevnte Goliat-flyteren i Barentshavet forankret med tau.

En annen fordel med å bruke bøyer er at man slipper flere hundre meter med kjetting som sliter på havbunnen, fordi de slepes langs bunnen når flyterne beveger på seg.

En annen fordel med å bruke bøyer er at man slipper havbunnsrasering. I tradisjonelle systemer er det gjerne flere hundre meter med kjetting som sliter på havbunnen, fordi de slepes langs bunnen når flyterne beveger på seg. Da kan koraller og annet av verdi, som for eksempel rørledninger eller kabler, bli ødelagt.

– Vårt system forstyrrer bare et sjøbunnsareal som er på omkring en 400-del så stort som et kjettingbasert system på 100 meters vanndyp. Dette tror vi kan bli en viktig politisk faktor for i det hele tatt å få godkjent større utbygginger, sier Niklas Norman, som er mannen bak ideen om Honeymooring.

Det finnes en rekke ulike flytere beregnet på havvind, og Semars løsning kan tilpasses alle slakkforankrede konsepter. Selv om de i første omgang retter seg inn mot havvind, ser de også at det kan finnes muligheter innen for eksempel flytende sol eller oppdrett, der hvor flere merder forankres sammen.

Halverer kostnadene

Selskapet har gjennomført en forstudie, støtte av Equinor, TotalEnergies og Innovasjon Norge. Her har de gjennomført en analyse av økonomisk gjennomførbarhet.

Konklusjonen: Honeymooring kan redusere kostnadene på forankring, inkludert installasjon, med 50 prosent. 

Forankring av flyterne utgjør omkring 20 prosent av investeringskostnadene ved utbygging av flytende havvind, og en halvering av disse kutter med andre ord 10 prosent av den totale investeringen. 

– Vi har brukt 1500 timer på detaljerte kalkyler av reelle caser. Vi er i tillegg med i pågående prosjekter, og har derfor full teknisk innsikt. Dermed har vi kunne sammenligne hva prosjektet koster med løsningen som nå bygges ut, med hva det ville kostet med Honeymooring, forklarer Valsø-Jørgensen.

TotalEnergies har i tillegg satt egne ingeniører til å regne ut hvor mye de kan spare på å bruke Semars teknologi.

– Equinor bekrefter tallene våre, de to separate beregningene fra TotalEnergies sier det samme. Så når vi sier vi kan halvere kostnaden på forankring, så er det velfundert. Her er vi mange som har gjort den samme regneøvelsen, understreker han.

Avhengig av støtte

Flytende havvind er fortsatt umoden teknologi, i stor grad avhengig av subsidier eller støtte fra myndighetene for å bygges ut.

Norges første flytende havvindpark, Hywind Tampen, skal forsyne oljefeltene Gullfaks og Snorre med fornybar kraft, og får en prislapp på rundt 5 milliarder norske kroner. Norske myndigheter har gjennom Enova gitt tilsagn om støtte på inntil 2,33 milliarder kroner. I tillegg har Næringslivets NOx-fond besluttet å støtte prosjektet med opptil 566 millioner kroner.

Et av de to områdene i Norge som er åpnet for havvind, Utsira Nord, har en havdybde som vil kreve flytende turbiner. Også her vil det trolig være snakk om at staten må bidra med økonomisk støtte, for at en utbygging skal gjennomføres.

Å få ned kostnadene for teknologien er dermed essensielt, for at det skal kunne bygges ut mer flytende havvind.  

Nettopp derfor tror Semar det vil være interesse for deres nye løsning. Den reduserer kostnader og tilbyr også ellers en forenkling, i form av standardisering og enklere beregninger for hver bøye.

Nå jobber de med et forskningsprosjekt, støttet av Forskningsrådet, Equinor og TotalEnergies, som ledes av Finn-Christian Wickmann Hanssen i Semar. Her skal de kvalifisere konseptet ved hjelp av softwareanalyser. Parallelt ser de etter partnere for en modelltest og de jobber mot et kommersielt demonstrasjonsprosjekt, hvor de håper å få teknologien inn i et større havvind-prosjekt.

Målet er å kunne være klar til å ta i bruk forankringsløsningen til store prosjekter som Utsira Nord og Scotwind.

Akilleshæl

Løsningen har likevel det de selv kaller for en akilleshæl, et svakt punkt.

Når vinden blåser og det er bølger, så flytter flyteren på seg. Med et kjettingsystem er det snakk om en avstand på rundt 30 prosent av vanndypet.

En kostoptimal versjon av Semars løsning vil ha en god del mer avdrift enn dette. For selve forankringen er ikke dette noe problem, men en flytende vindturbin har gjerne også en strømkabel koblet til. Og kabelløsningen som brukes i dag er ikke tilpasset så stor avdrift.

– Så det er et minus med vår løsning, som du ikke har ved tradisjonell forankring, forklarer Valsø-Jørgensen.

Dette er likevel et problem de jobber med å finne en løsning på. Som en del av forskningsprosjektet har de med en partner som ser på alternative måter å feste strømkabelen på – for eksempel om kan henges opp i linen og bort til en bøye, som jo er forankret til et fast punkt, eller direkte fra turbin til turbin.

– Selv om det er vanskeligere med Honeymooring, så kunne vi valgt å tilpasse systemet til dagens kriterier for avdrift. Men dette er et veldig fordyrende kriterie, og vi vil heller utfordre bransjen på dette og sette i gang et utviklingsløp. Jeg er sikker på at dersom vi lykkes, så vil dette blir et system som blir veldig mye billigere enn dagens, understreker Norman.

– En slik optimalisert kabelløsning vil i så fall gi besparelser som ikke er tatt med i de femti prosentene vi allerede kan kutte på forankring, legger Per Sørum, sjef for forretningsutvikling, til.

Equinor: Spennende løsning

Equinor er blant selskapene som har valgt å støtte Semars utvikling av Honeymooring.

– Semars forankringsløsninger for havvind er spennende, og dette er også grunnen til at Equinor har valgt å delta i flere faser av prosjektet og nå følger det tett opp. Det vil gjenstå en del arbeid med kvalitetstesting av konseptet, og vi ser fram til å følge med på utviklingen videre, sier prosjektleder for flytende havvindteknologi i Equinor, Kjersti Bruserud, til Teknisk Ukeblad.

Også TotalEnergies er med, og de skriver i en melding at de forventer at den innovative forankringsløsningen kan bidra til å redusere utviklingskostnadene på havvindprosjekter, både i Norge og ellers.

– Flytende turbiner gjør det mulig med havvind på dypt vann, men fører med seg utfordringer for kostnadseffektiv og pålitelig forankring. Dagens forankringsdesign baserer seg på tradisjonell teknologi fra forankring av olje- og gasstrukturer, påpeker selskapet.

De trekker frem at Honeymooring-teknologien gjør det mulig å bruke kjent forankringsteknologi på en ny måte, hvor ankerdeling gjør løsningen mer kostnadseffektiv. I tillegg trekker de frem fordeler som lavere CO2-utslipp, mindre havbunnsrasering, reduserte kostnader som følge av lavere topplaster på turbinene og billigere og mer effektive marine installasjoner.

– VI har lang offshore erfaring fra oljebransjen og kjenner godt til forankringssystemer. Semars Honeymooring-løsning vil bidra til å redusere kostnader og miljøpåvirkningen for offshore vindkraft, sier Olivier Terneaud, direktør for havvind i TotalEnergies, i meldingen.

 

 

More news

Honeymooring and DOF-Subsea
Honeymooring and DOF-Subsea
HYWIND TAMPEN – TOW AND HOOK-UP OPERATION – SEMAR
HYWIND TAMPEN - TOW AND HOOK-UP OPERATION - SEMAR
INSTALLATION OF SUCTION ANCHORS