Ocean Thermal Energy Conversion

Abstract

På grunn av verdens stadig økende behov for energi, samtidig som klimaproblemene har økt er det tydelig at flere tiltak må iverksettes. Ocean Thermal Energy Conversion er lovende fornybar energiteknologi som kan være med å løse energibehovet i verden. OTEC har også andre produkter enn energi, OTEC kan for eksempel levere produkter som ferskvann, sjøvann aircondition og maritimt liv. Selv om teknologien har blitt forsket på de siste par tiårene gjennom akademiske studier og pilotanlegg, har ikke det blitt bygget anlegg i storskala. Usikkerheten rundt økonomisk levedyktigheten og mangel på operasjonell demonstrasjonsprosjekter må ta mye av skylden for mangel av stor investering i OTEC. Denne studien baserer seg på å få bred oversikt over teknologien, dagens prosjekter, fordeler og ulemper samt på hvilke miljøkonsekvenser som forekommer. Det er også sett på utnyttelsen av OTEC teknologien på spillvarme fra norsk industri. For å avgjøre om teknologien er gjennomførbar har simuleringer og kostnadsestimering blitt gjennomført. Det ble gjennomført et litteraturstudie for å få nødvendig kunnskap om OTEC teknologien. Denne kunnskapen ble brukt for å beskrive teknologien, samt å simulere et system i ASPEN HYSYS. Det ble gjennomført tre forskjellige simuleringer for å se om størrelse hadde noe å si for om levedyktigheten til et anlegg. Mengden ble hentet fra Nyhamna, mens for de to andre simuleringen ble tallet fra Nyhamna multiplisert med 10 og 100. Etter optimaliseringer ble effekten på anlegget regnet ut. Effekten ble henholdsvis på 1.68, 16.2 og 169.7 MW. Simuleringene fikk lik termisk virkningsgrad, verdien ble på 6%. Verdier fra HYSYS ble brukt til å finne innkjøpsprisen for komponenter i MHHE. Eldrup faktor ble benyttet for å finne total FCI. Inntekt og driftskostnader ble beregnet ut ifra HYSYS simuleringen. Investeringsbehovet ble estimert til 40.6, 283.1 og 2490.6 MNOK. Det ble bestemt at anlegget skulle nedbetales over 20 år og nødvendig pris pr. kWh ble beregnet. Ut ifra resultatene og litteraturen kan det konkluderes med at OTEC teknologien har et stort fornybar energipotensial som kan hjelpe alle verdensland med å overholde Parisavtalen om klimanøytralitet. OTEC kan hjelpe med å nå 2 graders målet, grunnet OTEC ikke slipper ut CO2 samtidig som teknologien kan være med på å senke temperaturen i havet. Teknologien for å bygge OTEC anlegg finnes, men med noen få tekniske utfordringer i forhold til dimensjoneringen av store kaldtvannsrør. Teknologien er kapitalkrevende, men kan bli levedyktig når bærekraftige integrerte løsninger blir tatt med i beregningene. For eksempel av at både vann og elektrisitet produseres samtidig som opprett av sjømat. Slike kombinasjonene er spesielt gunstige for øystater med nett begrensninger på slike råvarer. Det kan også konkluderes at utnyttelse av OTEC teknologien på spillvarme fra norsk industri ikke er økonomisk forsvarlig, da mesteparten av elektrisitetsforbruket dekkes av billig vannkraft som fører til en stor negativ NPV for alle simuleringene. I land som i hovedsak har høye elektrisitetspriser, kan derimot denne teknologien være mer aktuell. I et land som Tyskland er det økonomisk forsvarlig å bygge ett anlegg på størrelsesorden Nyhamna ganger 10 eller større.