Lang og krevende fødsel for verdens største flytende havvindpark

I løpet av høsten skal alle de 11 flytende vindturbinene i Tampen-området i Nordsjøen levere strøm til tre olje- og gassinstallasjoner på Gullfaks-feltet og to på Snorre-feltet. Planen er at 35 prosent av det elektriske kraftbehovet på disse fem installasjonene skal dekkes med strøm fra vindturbiner. De samlede utslippene av CO₂ fra Gullfaks og Snorre er beregnet til ca. 1,2 millioner tonn årlig og kan ved hjelp av Hywind Tampen reduseres med nær 200.000 tonn.

Hywind Tampen blir dessuten første i havvindpark i verden som leverer strøm til petroleumsinstallasjoner offshore.

Men veien dit har vært lang. For 20 år siden begynte innovative ingeniører i Hydros olje- og gassdivisjon å sysle med planer om bygging av vindturbiner på Oseberg-feltet. Disse skulle gi elkraft til nye byggetrinn for olje- og gassutvinning. Havdypet i Oseberg-området er mellom 100 og 150 meter eller dypere. Datidens havvindturbiner var alle bunnfaste på maks 30 meters dyp.

Nå er Hywind Tampen en av seks kandidater til Norwegian Tech Awards 2022, som deles ut 22. juni (se faktaboks). Vi presenterer alle sammen. Du kan stemme når alle de nominerte er presentert.

Nå kan du stemme!

Sparbøye

Etter hvert kom pionerene fram til at vindturbin montert på en flytende og dyptgående sparbøye var en løsning å gå videre med. Men flere utfordringer måtte løses: Fortøyningsopplegget krevde nytekning når hele turbinen var flytende og bevegelig. Det endte med to hanefot-fester inn til sparbøyen for hver av de tre linene som gikk ned til anker på havbunnen. Avgjørende for suksess ble også utviklingen av nye algoritmer for styringen av turbinbladene på en bevegelig konstruksjon i havet.

Hydros olje- og gassdivisjon ble i 2007 slått sammen med Statoil. Det nyfusjonerte StatoilHydro besluttet å bygge en demoversjon av nyskapningen, som Hydro hadde døpt for Hywind.

Hywind Demo ble i 2009 ankret opp på 210 meters dyp i havet 13 kilometer vest av Karmøy. Prosjektet vakte stor oppmerksomhet da stålkonstruksjonen ble slept i horisontal stilling fra Technips verft i Finland og ble satt sammen i Åmøyfjorden ved Stavanger. Oppsikt vakte også prislappen for prosjekt- og driftsfasen på rundt 400 millioner kroner.

Til Skottland

Verdens første flytende havvindturbin produserer fortsatt strøm, som leveres via kabel inn til høyspentnettet på Karmøy. Installasjonen i havet består av et dyptgående stålskrog som stikker 100 meter under havflaten. Skroget er fylt med 3000 tonn fast ballast (olivin), mens hele konstruksjonen veier ca. 5300 tonn. Skroget er festet til havbunnen via vaier og kjettinger til tre ankre. Diameteren på rotoren til vindturbinen er 82,4 meter. Turbinen er levert av Siemens, har en kapasitet på 2,3 MW og kan produsere strøm nok til 400 husstander.

Initiativtakerne til Hywind-konseptet ønsket seg sparbøyer bygget i betong. Kunnskapen og erfaringen med betong som byggemateriale i norsk offshoreindustri var jo massiv etter bygging av mange condeep-plattformer.

Men det viste seg vanskelig å gjenopplive et betongverft. Sparbøyer i stål, denne gangen levert fra det spanske verftet Navantia, ble flytende fundamenter også i den første vindparken med Hywind-konseptet som Equinor bygde til et havområde 30 kilometer utenfor Peterhead i Scotland.

Nå var turbinstørrelsen økt til 6 MW. Med en samlet kapasitet på 30 MW fra de fem turbinene kan Hywind Scotland forsyne 20.000 britiske hjem med strøm. Dybden i havområdet er mellom 95 og 120 meter, og hver av turbinene har en total høyde på 254 meter. Av dette befinner 78 meter seg under havoverflaten. Diameteren på rotorene er 154 meter.

Bygging i betong

De fem flytende turbinene til Hywind Scotland ble satt sammen i fjorden ved Stord. Tårn med naceller og turbinbader ble ferdigmontert på land og deretter transportert ut i fjorden og montert på hvert sitt oppankrede understell ved hjelp av tungløftfartøyet Saipem 7000. Deretter ble hver av de fem ferdigmonterte vindturbinene slept fra Stord og over Nordsjøen til den nye havvindparken ved Skottland, hvor strøm-produksjonen startet i 2017.

Erfaringene fra Hywind Scotland har vært så gode at seks år senere står en enda større havvindpark produksjonsklar, Hywind Tampen, som er bygd på samme teknologi. Hywind Tampen består av 11 vindturbiner, og hver turbin har fått en kapasitet på 8,6 MW.

Endelig ble betong valgt som byggemateriale til sparbøyene. Bunnseksjonene til Hywind Tampen- flyterne ble bygget i tørrdokk hos Aker Solutions på Stord og deretter slept til Dommersnes ved den dype Ålfjorden i Vindafjord kommune, hvor sparbøyene ble glidestøpt til de fikk 107,5 meter total høyde. Deretter ble de tauet, en etter en, til Wergeland base i Gulen i Sogn, hvor tårn, naceller og turbinblader ble montert på hver enkelt flyter. En diger ringkran ble leid inn til montasjejobben.

Sugeankrene, som skulle ta imot fortøyningslinene til hver av de 11 flyterne, ble produsert hos Aker Solutions i Verdal. Ankrene ble forhåndsinstallert i Tampen-området på havdyp som varierer fra 260 til 300 meter. Hver enkelt flytende turbin måler totalt 286 høydemeter og veier 22.000 tonn. Tårnet opp til navet eller nacellene, hvor selve turbinen sitter, er 110meter høyt, mens 90 meter av understellet stikker under vannlinjen.

Må kutte kostnader

Prislappen for Hywind Tampen er blitt høy og nærmer seg syv milliarder kroner. En stor del av investeringene er finansiert med statlige midler fra Enova, NOx-fondet og petroleumsskatteregimet.

– En måte å kutte kostnader på neste gang Equinor gir seg i kast med bygging av flytende havvindturbiner etter Hywind-konseptet, kan være å etablere en fabrikk eller et monteringsanlegg hvor hele byggeprosessen kan gjennomføres på ett sted.

Det er Leif Delp, seniorrådgiver i Equinor, som sier dette.

Et slikt konsept trenger ifølge Delp minst 100 meters dyp ved kai. Anlegget må være tilpasset glidestøping av de mer enn 100 meter dypt-gående understellene i betong.

– Dessuten må der være stor lagerplass, mellom 300 og 400 dekar, på land, sier Delp.

Sammen med Vårgrønn ønsker Equinor å bygge ut en av de tre havvindparkene i det utlyste området Utsira Nord. Dersom Equinor blir valgt som en av utbyggerne, er det mye som tyder på at Hywind-konseptet på sparbøyer av betong blir valgt til en storskala utbygging med ca. 33 flytende turbiner som hver får en kapasitet på 15 MW.

Tredjepartsvurdering

– Hywind-konseptet har holdt Norge i ledelsen internasjonalt når det gjelder utvikling av flytende havvind, sier Arvid Nesse. Han er administrerende direktør i cluster-organisasjonen Norwegian Offshore Wind, som har 370 medlemsbedrifter.

Nesse peker videre på at Hywind var den første teknologien for flytende havvindturbiner som ble tatt i bruk.

– Teknologien er dermed den mest modne og er blitt forbedret trinn for trinn. Hywind-løsningen har vist seg å fungere veldig godt. Hywind Demo, som ble plassert i havet vest av Karmøy for 14 år siden, produserer fortsatt strøm, sier Nesse.