Medan havsenergisektorn fortfarande befinner sig i ett tidigt utvecklingsstadium, en ny rapport analyserar tio framtida framväxande teknologier för att generera energi från havets tidvatten och vågor.

En integrerad systemansats är nödvändig för deras framgångsrika kommersialisering.

Det krävs fortfarande en nivå av nästan science fiction-fantasi för att föreställa oss att vi kan använda havens permanenta rörelse för att driva våra städer och hus.

Än, sådana idéer finns på designerbord, gå igenom demonstrationer av lönsamhet, mot eventuell kommersiell framgång.

Att gå över till ekonomiskt bärkraftig havsenergiteknik är ett stort steg mot koldioxidutsläpp och tillväxten av den blå ekonomin i många kustområden.

Med endast 17 MW jämfört med 15,8 GW havsbaserad vindkraftskapacitet installerad i europeiska vatten, mestadels som demonstrationsprojekt eller första i sitt slag förkommersiella projekt, Varje teknisk lösning som föreslås för att överbrygga klyftan mellan FoU-stadiet och kommersialiseringen av havsenergiutrustning kan för närvarande ses som en framtida framväxande teknologi.

Som en del av Europeiska kommissionens interna Low Carbon Energy Observatory-projekt (LCEO), Joint Research Centre (JRC) håller på att utveckla en förteckning över framtida framväxande teknologier som är relevanta för energiförsörjningen.

30 experter inom havsenergi analyserade behoven för sektorn, och typen av innovationer för att överbrygga klyftan med marknaden.

Den nya rapporten, Framtida framväxande teknologier för havsenergisektorn:innovation och gamechangers erbjuder beslutsfattare och alla andra havsenergiintressenter en rad innovationer som kan föra havsenergi till marknaden, men det behöver fortfarande ytterligare forskning och utveckling, med stöd av privata, nationell eller europeisk finansiering, och det skulle bidra till att upprätthålla det europeiska ledarskapet i denna framväxande sektor.

Experterna beskriver utvecklingsläget för var och en av teknikfamiljen, fördelar, tekniska begränsningar, samt deras tekniska beredskapsnivå.

Framväxande industri full av idéer

I Europa har en mängd olika koncept utvecklats för omvandling av havsenergi, med mer än 200 olika enheter föreslagna.

Experterna talar om tio havsenergiteknikfamiljer, som grupperar våg- eller tidvattenomvandlare, delsystem och komponenter som kännetecknas av en gemensam drift- eller designprincip.

Tidvattensenergi

När det gäller utvecklingshastighet, den första generationen tidvattenenergiomvandlare leder gruppen.

De har nått det förkommersiella stadiet med den totala installerade kapaciteten på cirka 12 MW i Europa och utvecklingshastigheten är medelhög, med enheter som har nått mognad efter 10+ år av FoU.

Flytande tidvattenanordningar kräver inga tunga och kostsamma fundamentsystem.

Hastigheten på den tekniska utvecklingen är medelhög/snabb (vilket betyder mellan mindre än 5 till 15 år), med några flytande tidvattenplattformar redan i ett framskridet utvecklingsstadium.

Tredje generationens tidvattenenergiomvandlare utvinner energi från ett tidvattenflöde eller vattenflöde med hjälp av seglen, drakar, eller simulera fiskens simrörelse.

Utvecklingshastigheten är medel/snabb, och påverkas av utvecklingen av material och kringteknik.

Vågenergi

När det gäller vågenergi, forskningen går 40 år tillbaka i tiden.

Tillgången till testanläggningar och nya beräkningsverktyg gör forskning mer tillgänglig och öppnar upp för nya möjligheter som leder till en ny strategi för den första generationens vågenergikoncept.

Utvecklingen av artificiell intelligens och inlärningsalgoritmer erbjuder en möjlighet att utveckla design som är mer effektiv.

Utvecklingshastigheten är i medel-långsam intervall.

Nya vågenergikoncept utnyttjar materialflexibiliteten och omloppshastigheterna för vattenpartiklar för att omvandla vågkraft till elektricitet.

De kännetecknas av en övergripande enkel design jämfört med första generationens vågenergienheter.

Ändå är de i tidiga utvecklingsstadier, med ingen enhet installerad i verkliga havet och den maximala effekten för enheten som ännu inte har identifierats.

Innovativ tidvatten- och vågenergikraft tar fart

Denna stora grupp av olika tillvägagångssätt för hur man utvinner kraft från havet och omvandlar den till elektricitet erbjuder många möjligheter för innovation och frigörelse av havsenergins potential i Europa.

Direkt körning, hydrauliska och tröga system är mer avancerade.

Mekaniska system kan vara i relativt hög takt, medan dielektriska elastomerer erbjuder snabb utveckling men kräver mer FoU.

Ytterligare information om dessa koncept är tillgänglig genom Marinet 2 P Horizon 2020-projektet, Wave Energy Scotland-programmet och European Marine Energy Centres lista över våg- och tidvattenenergiteknik.

Slutsatser och rekommendationer för fortsatt arbete

En integrerad systemstrategi krävs för att utveckla framgångsrika marina energisystem; Därför rekommenderas samarbete med industrin och engagemang med tillverkare av originalutrustning från det tidiga utvecklingsstadiet.

Systemets kapacitet och krav bör definieras korrekt och göras transparenta för att öka effektiviteten i framtida framväxande teknologiutveckling och tillämpbarhet på havsenergiteknik.

Överförbarheten av lösningar från annan sektor, såväl som utvecklingen av ny teknik och material kan avsevärt påverka hastigheten för utvecklingen av framtida framväxande teknologier för havsenergi.

Effekterna av den framtida framväxande tekniken bör sättas i samband med prioriteringarna för havsenergisektorn som identifierats genom Ocean Energy Roadmap och SET-planens genomförandeplan.

En ytterligare analys behövs för att prioritera vilka alternativ som kan ha störst inverkan på sektorn när det gäller att uppnå kortsiktiga mål (2025-mål) och långsiktiga ambitioner (100 GW installerad kapacitet till 2050).

Denna rapport sammanställer resultaten av en internationell workshop om framväxande energiteknik som hölls i mars 2019.