Een nieuwe masterproef toont aan dat een hernieuwbare wind- en zonne-energieoplossing de uitstoot met 50 procent kan verminderen en tegelijkertijd de winstgevendheid kan verhogen.

Toen masterstudent Helleik L. Syse begon te kijken naar het energieverbruik van de viskwekerij Teistholmen buiten Stavanger, hij ontdekte al snel dat de industrie veel energie-intensiever was dan verwacht.

Een middelgrote viskwekerij met dieselgeneratoren stoot jaarlijks evenveel CO2 uit als 70 personenauto's.

"Wat veel energie kost, is het eigenlijke voedingsproces, waar meerdere tonnen pellets door slangen met perslucht naar de zeekooien worden getransporteerd, ", legt Syse uit.

Vandaag, ongeveer de helft van de viskwekerijen langs de Noorse kust vertrouwt op dieselgeneratoren om de benodigde elektriciteit te produceren. De andere helft is aangesloten op het elektriciteitsnet, via een zeekabel.

Industriegroei betekent strengere normen

De aquacultuursector groeit snel. Grotere boerderijen verder op zee is de trend.

"In de toekomst, boerderijen zullen ver in zee worden gevestigd. Ze verbruiken meer energie, en het aansluiten ervan op het elektriciteitsnet op land zal een uitdaging zijn. De industrie zal ook te maken krijgen met strengere CO2-emissienormen, zegt universitair hoofddocent Siri Kalvig aan de Universiteit van Stavanger.

"Een mogelijkheid is dat de aquacultuurindustrie oplossingen voor hernieuwbare energie gebruikt voor off-grid systemen, d.w.z. zelfvoorzienende energiesystemen zoals een viskwekerij op zee, " gaat ze verder.

Kalvig is hoofd van het Research Network for Sustainable Energy bij UiS en IRIS, en zij is mede-eigenaar van Gwind. Dit bedrijf is opgericht op basis van onderzoek gedaan bij UiS, en het onderzoekt de mogelijkheden voor hybride hernieuwbare oplossingen bij vuurtorens en viskwekerijen langs de Noorse kust.

In juni 2016, Kalvig gaf masterstudent Syse de opdracht om verschillende energiebronnen te beoordelen voor het leveren van elektriciteit aan viskwekerijen.

Syse, die destijds hernieuwbare energiesystemen studeerde aan de Universiteit van Strathclyde in Schotland, kon niet veel relevante studies vinden die betrekking hadden op het leveren van duurzame energie aan viskwekerijen. Ook waren er geen open onderzoeken naar het energieverbruik van Noorse viskwekerijen.

Hij moest daarom een ​​echte boerderij bezoeken en het zelf ontdekken.

Energie intensief

In juni 2016, Helleik L. Syse werd uitgedaagd om te onderzoeken hoe viskwekerijen kunnen profiteren van duurzame energieoplossingen. De antwoorden die hij vond zijn goed nieuws voor de offshore windenergie-industrie.

Met behulp van gegevens van de viskwekerij en kosteninformatie van de CEO van Gwind, Syse paste energiesimulatietools toe voor zijn analyse.

"Het voordeel van het gebruik van zo'n tool is dat je miljoenen combinaties kunt testen om het optimale energiesysteem voor elk individueel bedrijf te vinden, ' zegt Sys.

Zijn masterscriptie presenteert drie verschillende manieren om een ​​viskwekerij van elektriciteit te voorzien:een puur dieselsysteem, een hybride energiesysteem en een 100 procent duurzaam energiesysteem.

Syse ontdekte dat de dieselsystemen die momenteel in gebruik zijn hoge kosten en aanzienlijke emissies opleveren.

Een typische viskwekerij heeft een CO2-uitstoot van rond de 120, 000 kg per jaar, naast de uitstoot van andere gassen en roetdeeltjes.

"Bijna 500 viskwekerijen in Noorwegen draaien op dieselgeneratoren, wat bij elkaar opgeteld tot aanzienlijke emissies leidt, ", legt Syse uit.

100 procent hernieuwbare energie is niet winstgevend

Syse keek eerst naar de mogelijkheid om een ​​viskwekerij te voorzien van 100 procent hernieuwbare energie. Verschillende potentiële energiebronnen werden geëvalueerd, inclusief golfkracht, getijdenenergie, wind en zon.

Hij ontdekte dat het combineren van windturbines, fotovoltaïsche panelen (PV-panelen) en batterijen was de meest efficiënte oplossing in de huidige markt.

"Om een ​​viskwekerij met een 100 procent duurzaam energiesysteem te laten werken, het vereist een overcapaciteit aan windturbines, PV-panelen en batterijen om een ​​continue werking te garanderen. Alleen dan kan het systeem perioden met weinig wind en zonlicht aan, ' zegt Sys.

"Dit leidt tot zeer hoge kosten als ze de dieselgenerator helemaal weg willen doen. Het is dus niet rendabel in de huidige markt, " concludeert hij.

Een hybride oplossing werkt het beste

Het systeem dat elektriciteit leverde tegen de laagste kosten was een hybride energiesysteem dat zonne-, wind- en batterijstroom met een dieselgenerator voor back-up.

"Hernieuwbare energie zoals zon en wind is afhankelijk van de wind- en weersomstandigheden. Een viskwekerij heeft een constante stroomvoorziening nodig. Als we hernieuwbare energie gebruiken en de dieselgeneratoren behouden voor back-up, er is geen behoefte aan een overcapaciteit aan windturbines en PV-panelen. Het heeft lagere kosten, en we realiseren ook een aanzienlijke reductie van de CO2-uitstoot, ’ besluit Syse.

De masterstudent heeft ingeschat dat door naast een dieselgenerator ook windturbines en pv-panelen in te zetten voor het opvangen van de energiepieken, boerderijen kunnen hun CO2-uitstoot met bijna 50 procent verminderen, en een typische viskwekerij kan tegelijkertijd de kosten met 16 procent verlagen.

“Door over te stappen op duurzaam geproduceerde biodiesel of biogas om de generator aan te drijven, de viskwekerij zou alle fossiele brandstoffen kunnen verminderen, " zegt Sys, wiens begeleiders voor de masterproef waren Siri Kalvig van UiS en Paul Tuohy van de Universiteit van Strathclyde.

Winstgevende markt voor wind in Noorwegen

Vandaag, de voormalig bachelorstudent petroleum engineering bij UiS werkt bij Gwind als project engineer.

"Wat voor mij het belangrijkste is, UiS en Gwind is dat deze oplossing economisch levensvatbaar zou kunnen zijn in de huidige markt en niet ergens in de toekomst. We kunnen de uitstoot aanzienlijk verminderen zonder extra kosten. Rekening houdend met de huidige markt, hybride systemen lijken een zeer goede oplossing voor het verdrijven van diesel, ' zegt Sys.

Kalvig is enthousiast over de bevindingen.

"Hier hebben we een potentieel winstgevende markt voor offshore wind in Noorwegen geïdentificeerd. Dit is precies wat de industrie nodig heeft.

Kalvig gelooft dat de markt voor groene energieoplossingen binnen de visserij zal groeien en ziet een Noorse springplank voor innovatieve oplossingen binnen offshore wind- en zonne-energie op zee.

"We hebben een markt in Noorwegen nodig voor het ontwikkelen van nieuwe technologie, en de viskweekindustrie zou een veelbelovende markt kunnen worden voor een dergelijke ontwikkeling van windenergie, " besluit Kalvig.