System architecture of Subsea Energy Storage for offshore renewables

Det foreslås å starte et doktorgradsprosjekt for å se hvordan vi kan løse noen av utfordringene med å introdusere fornybare energikilder i stor skala. I den forbindelse vil man utnytte erfaringene fra olje-og gassindustrien. Målet er å studere kravene til energilagring når man bytter fra ikke-fornybar energi, som for eksempel fossile brensler, til fornybare energikilder. I tillegg vil prosjektet analysere en foreslått løsning for undervanns-energilagring, og sørge for at den oppfyller kravene til energisektoren. Byttet til fornybar energi gir opphav til mange muligheter, så vel som utfordringer som må løses. Vindkraftverk er eksempelvis avhengig av vind for å generere elektrisitet og solkraftverk er avhengig av solen. Energileveransen fra disse energikildene vil variere. I dag er variabiliteten ikke et stort problem fordi andelen fornybare energikilder er relativt liten, og andre ikke-variable energianlegg som kull og gass kan fylle gapet. Men når vi øker mengden fornybar og reduserer mengden ikke-fornybare, betyr det at det ikke vil bli nok energi til å fylle gapene i de variable fornybare kildene. For å redusere effekten av dette er det mulig å innføre midlertidig energilagring. Dette betyr at når det er overskudd av energi, som for eksempel på en dag med mye vind, kan overflødig energi lagres og brukes i perioder uten vind. Energilagring i seg selv er ikke noe nytt. Det beste eksemplet på energilagring i Norge er vannmagasinene på fjellet. Men det finnes mange forskjellige lagringsmetoder, som for eksempel batterier av den typen man har i elektriske biler. Hver lagringsmetode har sine fordeler og ulemper. Målet med dette projektet er å definiere en systemarkitektur som best passer de fremtidige behovene for energilagring.

-

Many commitments and policies have been defined in order to cut CO2 emissions. For example, the European commission has stated that the EU will be carbon neutral by 2050. In order to achieve this, the renewables share of the energy portfolio needs to be increased substantially. However, one of the main drawbacks with renewables such as wind and solar power is its intermittency. In order to balance this intermittency the demand for both long term and short term energy storage solutions will increase significantly. Subsea 7 has through its technology development program developed and patented a concept for subsea energy storage. The work is based on the long experience within subsea engineering at Subsea 7 and aims to increase the utilization of the ocean resources locally and globally. Further research is needed to understand the requirements for energy storage in the energy market from 2030 and onward. First of all, an understanding of what the capacity need for power balancing and energy storage is in the period 2030-2050 is needed. Second, can the proposed energy storage system balance the variability in power output from renewables in the period 2030-2050 enough to meet the demands from the grid suppliers? These questions will be answered by a literature study and development of a model to predict the performance of an novel subsea energy storage solution. The model can be tested with various energy sources and used for hypothesis testing defined during the initial stages of the PhD study.