Kan havvind og oppdrett kombineres?

Når det snakkes om havvind er ofte sameksistens et hett tema. Kampen om areal langs kysten kan være hard og selv om man skulle tro vi har nok av hav i Norge er det stort sett noen som allerede bruker de arealene man ønsker for ny aktivitet. Når jeg spør om havvind og oppdrett kan kombineres tenker jeg ikke på sameksistens, men på faktisk å kombinere infrastruktur og drift for to eller flere aktiviteter.

Ulike typer flerbruk

Schupp et al. (2019) foreslår en typologi for flerbruk med fire nivåer basert på de fire dimensjonene rom, tid, forsyning og funksjon. Type 1 – kombinert – innebærer at alle fire dimensjoner deles mellom bruksområdene. Type 2 – symbiotisk – deler rom, tid og forsyning, men ikke funksjon. Det kan bety at to aktiviteter er på samme sted til samme tid og deler forsyningsfartøy, men hvor strukturene til havs ikke er fysisk integrert. Type 3 – samlokalisert – er ofte det vi tenker på for sameksistens, at noe skjer på samme sted til samme tid, men ikke har noen videre interaksjon. Type 4 – etterfølgende – skjer kun i samme rom, men ikke til samme tid.

Press på arealer

Ved å kombinere aktiviteter kan du potensielt få økt arealutnyttelse. I stedet for kun å ha havvind i et område, hva med å ha oppdrett av laks i tillegg? Det må da være en god idé i attraktive områder hvor det er arealkonflikter? I Nederland har de vedtatt Nordsjøavtalen (the North Sea Consultation, 2020) som sier at multifunksjonell bruk av arealer skal være et ledende prinsipp for å optimere bruken av tilgjengelig areal. Det står også, fritt oversatt av meg, at «Som et resultat vil det i fremtiden for eksempel være slik at en vindfarm aldri er kun en vindfarm.» Kampen om arealet utenfor kysten til Nederland er kanskje enda tøffere enn her i Norge, men prinsippene kan være like gode her hjemme. Figur 1 og Figur 2 viser aktivitet i henholdsvis den tyske delen av Nordsjøen og deler av norske havområder. Ingen tvil om at det er mye som skjer begge steder, og spesielt nærmest kysten der det er mest attraktivt å være, blant annet på grunn av nærhet til infrastruktur på land og enklere forankring.

Utviklingsaktivitet for kombinert havvind og oppdrett

I et prosjekt som del av et strategisk område for fornybar energi i SINTEF Ocean tok vi en titt på hva som var status for prosjekter som kombinerer havvind og oppdrett av fisk. Hoveddelen av det vi fant var knyttet til EU-prosjekter fra EUs 7. rammeprogram og Horisont 2020. Totalt dekket prosjektene ca. 500 MNOK over en tiårsperiode. Mange av prosjektene dekker mye bredere enn kun koblingen havvind og oppdrett av fisk. Andre energikilder som bølgekraft og sol, og annet havbruk som tare, skjell og skalldyr dekkes også, i tillegg til flerbruk med helt andre aktiviteter som turisme, restaurering av havbunn, fiskeri og skipsfart. Vi fant også aktivitet på område som vi ikke greide å knytte til forskningsprosjekter eller finne informasjon om utover avisartikler eller pressemeldinger. Et eksempel på dette er et forsøk som gjøres i Kina hvor det i Pingtan Dalian Offshore vindfarm i Fujian provinsen skal være et stålbur med 1500 fisk som er senket 28 meter under havoverflaten under turbin nr. 11 (China Offshore Wind Association, 2021). Det pågående Horizon 2020 prosjektet UNITED (European Commission, 2022) har et budsjett på over 100 MNOK og skal muliggjøre skalering av flerbruksløsninger med utgangspunkt i konsepter fra tidligere EU-prosjekter som H2Ocean (European Commission, 2016), MERMAID (European Commission, 2017) og TROPOS (European Commission, 2019).

Foreslåtte konsepter

Vi fant 16 ulike konsepter som har blitt foreslått for hvordan havvind og oppdrett kan kombineres. Dette inkluderer ingen fullskala eller kommersielle løsninger. Noen har hatt modelltester mens andre kun er tegninger. Som følge av mangelfull informasjon om flere av konseptene har vi måttet gjøre noen antakelser om hvilken type flerbruk det egentlig er snakk om og noe falt derfor under type 2 – symbiotisk. Et annet skille ble gjort mellom det som er bunnfast og det som er flytende. Figur 3 til Figur 18 viser hvert av de 16 konseptene.

 

Vurdering av konseptene

Vårt prosjekt inkluderte også en vurdering av konseptene hvor hver av prosjektdeltakerne ga en karakter fra 1 til 3 for hvor enige vi var i hver av 6 påståtte fordeler og 6 påståtte ulemper. 1 betyr at vi i ingen eller liten grad er enige i påstanden, og 3 betyr at vi i stor grad er enig i påstanden.

Påståtte fordeler

• Redusert arealkonflikt/arealbehov
• Redusert oppstartsinnsats per aktør (f.eks. Ved samarbeid om søknadsprosess, forundersøkelser, teknisk design, deling av infrastruktur)
• Reduserte operasjonsinnsats per aktør (f.eks. Ved felles værmelding, varslingssystemer, personell, deling av båter)
• Bedre og/eller billigere beredskap
• Fornybar energi til oppdretten
• Økt produktivitet/ effektivitet for vind eller oppdrett

Påståtte ulemper

• Økt kompleksitet i design
• Økt operasjonell kompleksitet (f.eks. Ved at oppgaver kan bli vanskeligere å gjennomføre fordi komponenter er vanskeligere å komme til eller at det er flere hensyn å ta)
• Redusert effektivitet i drift (f.eks. Ved at aktivitetene er i veien for hverandre)
• Negative effekter på fiskevelferd eller miljøet (f.eks. Støy, stress)
• Økt risiko for ulykker (f.eks. Kollisjon med fartøy pga. Økt aktivitet og tettere, økt skadepotensiale fra oljesøl med fisk i nærheten, etc.)
• Mer krevende arbeidsforhold (f.eks. Lange dager som røkter i støy fra vindturbiner)

Redusert arealkonflikt og økt risiko for ulykker

Vår vurdering var at The Blue Growth Farm i Figur 13 og SINTEF-Statoil IMTA design 2 i Figur 10 treffer best på de påståtte fordelene. Av de to vurderte vi SINTEF-Statoil IMTA design 2 vesentlig bedre med hensyn til ulempene. Det var derimot de to MERMAID-konseptene for Østersjøen (Figur 3) og Middelhavet (Figur 4) som ble vurdert å ha minst grad av ulemper.

Jevnt over vurderte vi fordelene noe høyere enn utfordringene og fordelene som var mest fremtredende var «Redusert arealkonflikt/arealbehov» og «Redusert operasjonsinnsats per aktør». Fordelene vi så i minst grad var «Bedre og/eller billigere beredskap» og «Økt produktivitet/ effektivitet for vind eller oppdrett». I den andre enden var den mest fremtredende utfordringen for konseptene «Økt risiko for ulykker».

Hva bringer fremtiden for kombinert havvind og oppdrett av laks?

Fordeler og utfordringer ved å kombinere havvind og oppdrett av fisk er identifisert i flere forskningsprosjekter og kan overordnet oppsummeres i Tabell 1. Utfordring nummer 3 blir trukket frem spesielt av noen; at havvindselskaper vil drive med havvind og oppdrettere vil drive med oppdrett, alt annet oppleves som kompliserende støy.

Fordeler og utfordringer identifisert i prosjekter og litteraturen for flerbruk som kobler havvind og oppdrett av fisk:

«Rapporterte» fordeler:

1. Høyere utnyttelse av sjøen / redusert arealbruk
2. Kortreist og fornybar energi til oppdrett
3. Deling av tjenester
4. Deling av infrastruktur i bygging og drift
5. Deling av fartøy
6. Bedre sosial aksept
7. Mindre støy og forurensning fra generatorer
8. Redusert risiko for at eksterne skip kolliderer i oppdrettsanlegg
9. Informasjonsutveksling mellom næringene
10. Styrket beredskap

«Rapporterte» utfordringer:

1. Hyppige operasjoner ved oppdrett gir risiko for vindturbinene
2. Samtidige operasjoner kan skape konflikter mellom aktørene
3. Ulike bedriftskulturer og fokus på egne behov vanskeliggjør samarbeid
4. Lokaliteten må være egnet for begge
5. Mangel på tilfredsstillende tillatelsesregimer
6. Mer krevende design og konstruksjon
7. Manglende kunnskap om påvirkninger på fisk og miljø
8. Sikkerhet og arbeidsforhold for mannskap
9. Økt begroing og korrosjon på vindturbinene
10. Mangel på beste praksis / etablerte prosedyrer

Vi ser både betydelige fordeler og utfordringer ved flerbruk som kobler havvind og oppdrett av laks, og det er behov for både mer kunnskap og nye, gode løsninger for å gjøre det attraktivt. Det er en kjensgjerning at det ikke er stort omfang av slike prosjekter i dag. Hovedgrunnene er nok at arealer for utnyttelse av vind og oppdrett har vært lite sammenfallende, at kystnære lokasjoner for oppdrett har kunnet nytte seg av strøm fra land og befinner seg på steder det foreløpig ikke er avsatt områder for vindenergi. Dette kan endre seg i framtiden, da både begrenset ny arealtilgang for oppdrett langs kysten og samtidige store utbyggingsplaner for offshore vind kan gjøre samlokalisering og kombinerte anlegg mye mer aktuelt. Den norske regjeringens satsning på både havvind og havbruk til havs kan tyde på at tiden er moden også i Norge (Regjeringen, 2022a, 2022b, 2022c).

SINTEF Ocean og flerbruk til havs

I SINTEF Ocean gjøres det mye godt arbeid på andre typer flerbruk enn det jeg har snakket om her, f.eks. å kombinere havvind og tare eller såkalte IMTA-anlegg (Integrert MultiTrofisk Akvakultur). For IMTA er bedre utnyttelse av ressurser og redusert forurensning driveren, mens bedre utnyttelse av areal kommer som en bonus.

Dette blogginnlegget er et sammendrag av et notat som ble levert i prosjektet Mulighetsstudie for kombinerte prosjekter for havvind og oppdrett av laks. Denne typen kombinerte prosjekter er et spennende forskningsområde for SINTEF Ocean med vår solide kunnskap både innen havvind og oppdrett. Spesielt gjelder dette arbeidet vi har vært involvert i rundt nye konsepter for oppdrettsanlegg etter annonseringen av utviklingstillatelsene i 2015. Vi ønsker å være i forkant og ha kunnskap og oversikt over nye områder slik at vi kan være en god partner i fremtidige prosjekter, noe som blant annet var grunnen til prosjektet som er utgangspunktet for dette blogginnlegget. SINTEF Ocean har også vært involvert i utvikling av flere konsepter for kombinert havvind og oppdrett, inkludert SINTEF-Statoil IMTA design 1 (Figur 7) og SINTEF-Statoil IMTA design 2 (Figur 10). I tillegg til kompetanse og erfaring på området har vi god forskningsinfrastruktur med blant annet numeriske verktøy, modelltesting i havbassenget og fullskala oppdrettsanlegg for forsøk med fisk på våre SINTEF ACE-lokaliteter.

Referanser

Barentswatch. (2022). Marin aktivitet i Midt-Norge. https://kart.barentswatch.no/arealverktoy?epslanguage=no

Buck, B. H., & Langan, R. (Eds.). (2017). Aquaculture Perspective of Multi-Use Sites in the Open Ocean. Springer International Publishing. https://doi.org/10.1007/978-3-319-51159-7

China Offshore Wind Association. (2021, September 26). 11 hot news about offshore wind power. https://www.chinaoffshorewind.cn/html/en/NEWS/INDUSTRY_NEWS/20210927/231.html

European Commission. (2016, February 1). Development of a wind-wave power open-sea platform equipped for hydrogen generation with support for multiple users of energy (H2OCEAN). https://cordis.europa.eu/project/id/288145/reporting

European Commission. (2017, December 11). Innovative Multi-purpose off-shore platforms: Planning, Design and operation (MERMAID). https://cordis.europa.eu/project/id/288710

European Commission. (2019, August 1). Modular Multi-use Deep Water Offshore Platform Harnessing and Servicing Mediterranean, Subtropical and Tropical Marine and Maritime Resources (TROPOS). https://cordis.europa.eu/project/id/288192

European Commission. (2022, June 8). Multi-Use offshore platforms demoNstrators for boostIng cost-effecTive and Eco-friendly proDuction in sustainable marine activities (UNITED). https://cordis.europa.eu/project/id/862915

He, W., Yttervik, R., Olsen, G. P., Ostvik, I., Jimenez, C., Impelluso, T., Schouten, J., & Bellotti, G. (2015). A case study of multi-use platform: Aquaculture in offshore wind farms. EWEA Offshore 2015.

Hongsheng, Y., Xiaoshang, R., Libin, Z., & Chenggang, L. (2019, July 9). The integrated development of marine ranching and offshore wind power: Concept and prospect. Proceedings of the Chinese Academy of Sciences. Modern Marine Ranch. https://mp.weixin.qq.com/s/6IsQ2u_7M3irSNC_MNkQuA

Houlder. (2019, February 15). OPEC Reports on Multi-Use Platforms. https://www.houlderltd.com/news/opec-consortium-reports

Lagasco, F., Collu, M., Mariotti, A., Safier, E., Arena, F., Atack, T., Brizzi, G., Tett, P., Santoro, A., Bourdier, S., Salcedo Fernandez, F., Muggiasca, S., & Larrea, I. (2019). New Engineering Approach for the Development and Demonstration of a Multi-Purpose Platform for the Blue Growth Economy. Volume 6: Ocean Space Utilization, V006T05A023. https://doi.org/10.1115/OMAE2019-96104

Lei, Y., Zhao, S. X., Zheng, X. Y., & Li, W. (2020). Effects of Fish Nets on the Nonlinear Dynamic Performance of a Floating Offshore Wind Turbine Integrated with a Steel Fish Farming Cage. International Journal of Structural Stability and Dynamics, 20(03), 2050042. https://doi.org/10.1142/S021945542050042X

MERMAID project. (2015). Go offshore—Combining food and energy production [Final]. Innovative Multi-purpose offshore platforms.

Ocean Aquafarms. (2022, August 8). Hex Box. https://www.oceanaquafarms.com/product/hex-box-norway-2/

Olsen, S. (2019, September 15). Heerema Aquaculture will combine wind power with offshore salmon farming in a closed facility. SalmonBusiness. https://salmonbusiness.com/heerema-aquaculture-will-combine-wind-power-with-offshore-salmon-farming-in-a-closed-facility/

Regjeringen. (2022a, February 2). Etablering av et eget tillatelsesregime for lakseoppdrett til havs [Press release]. https://www.regjeringen.no/no/aktuelt/etablering-av-et-eget-tillatelsesregime-for-lakseoppdrett-til-havs/id2899357/

Regjeringen. (2022b, May 11). Kraftfull satsing på havvind [Press release]. https://www.regjeringen.no/no/aktuelt/kraftfull-satsing-pa-havvind/id2912297/

Regjeringen. (2022c, June 7). Fem prinsipper for utvikling av norsk havvindnæring [Press release]. https://www.regjeringen.no/no/aktuelt/fem-prinsipper-for-utvikling-av-norsk-havvindnaring/id2917845/

Schupp, M. F., Bocci, M., Depellegrin, D., Kafas, A., Kyriazi, Z., Lukic, I., Schultz-Zehden, A., Krause, G., Onyango, V., & Buck, B. H. (2019). Toward a Common Understanding of Ocean Multi-Use. Frontiers in Marine Science, 6, 165. https://doi.org/10.3389/fmars.2019.00165

the North Sea Consultation. (2020). The North Sea Agreement (p. 58). Overlegorgaan Fysieke Leefomgeving. https://www.noordzeeloket.nl/en/policy/north-sea-agreement/

Viewpoint aqua. (2020, January 28). Next Generation Offshore Seafarming. https://www.viewpointaqua.no/seafarm/

Zheng, X., Zheng, H., Lei, Y., Li, Y., & Li, W. (2020). An Offshore Floating Wind–Solar–Aquaculture System: Concept Design and Extreme Response in Survival Conditions. Energies, 13(3), 604. https://doi.org/10.3390/en13030604