Dansande skumstavar leder fisk till säkerhet

Det har länge varit en utmaning att få fiskar att passera vattenkraftverk på ett bra sätt. Nu testar Vattenfall tillsammans med Cellufy en lösning där dansande stavar av vattenbeständigt cellulosaskum guidar fisken rätt.

I Vattenfalls laboratorium i Älvkarleby pågår forskning på en mängd områden kopplade till energiproduktion. I en av de stora hallarna står Laxeleratorn, en testanläggning med två bassänger, 24 meter långa och två meter djupa för att studera fiskars beteende i strömmande vatten. Här arbetar utvecklingsingenjörer och utvecklingsbiologer bland annat för att hitta bra sätt att förmå lax och annan fisk att hitta rätt väg förbi vattenkraftverken.

Just nu gör man framgångsrika tester med rader av dansande stavar av skummaterial. Testerna visar att när laxsmolten, det vill säga omkring 15 cm långa laxar som börjat sin nedströmsvandring till havet,  simmar mot stavarna uppfattar de stavarna som ett hinder och vill inte simma igenom. Istället följer fiskarna raden av dansande stavar och kan på så sätt förmås att välja en säker väg vid sidan om kraftverkets vattenintag.

Det mest konventionella sättet att hindra fisk från att passera kraftverken genom turbinerna är galler. Dessa bromsar dock vattnet vilket leder till minskad av elproduktion.

– Vi har tidigare testat beteenderelaterade åtgärder som bubbelridåer med bra resultat men letade efter en lösning som inte kräver stora installationer eller energitillförsel. Så vi tog inspiration av sjögräs, kelp, och fick idén att långa skumstavar skulle kunna ha samma egenskap, nämligen att de rör sig och dansar i vattenströmmen och därför har en avskräckande effekt för fiskarna, säger Karolina Carlström, ingenjör på Vattenfalls forsknings och utvecklingsavdelning och ansvarig för studierna.

Först användes skumplaststavar för att testa metoden, men Vattenfall ville inte riskera att sprida mikroplaster i älvarna och kontaktade därför Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm, KTH, och forskaren Jowan Rostami, doktor i fiber- och polymerteknologi. Hon forskar på biobaserade aerogeler, ett svampliknande poröst material tillverkat av cellulosafibrer. I samarbete med Vattenfall utvecklade hon ett vattenbeständigt cellulosabaserat skummaterial inom sitt start-up bolag Cellufy.

– Utmaningen var att materialet skulle vara våtstabilt så att stavarna inte går sönder i vattnet, flexibelt så att de kan svaja, och flytande så att de håller sig upprätta i vattnet. Många har försökt utveckla ett sådant våtstabilt biobaserat material med flytkraft, och det är mycket tack vare Vattenfalls stöd som vi har lyckats. Vi ser en mängd olika användningsområden för det nya materialet, säger Jowan Rostami, som nu har lämnat in två patentansökningar i samband med innovationen.

Henrik Viklands som är ansvarig för Vattenfalls program för biologisk mångfald inom vattenkraftverksamheten tror att de dansande stavarna kan komma att få stor betydelse för fiskarna eftersom tekniken är så enkel att införa.

– Jag ser en jättepotential i att få den här tekniken att fungera. Stavarna bromsar inte vattnet och ger därför inga förluster i elproduktionen och skadar varken turbiner eller naturen. Om en stav går sönder eller lossnar bryts den ner. Underhållet är också  lätt – det är bara att sätta dit en ny stav om någon går sönder.

Nästa fas inleds

Nästa steg är att förfina receptet för materialet och att optimera de hydrauliska egenskaperna så att stavarna får rätt flytkraft, tjocklek och längd. Cellufys innovativa material har rönt stor uppmärksamhet från flera håll och projektet har nyligen beviljats utvecklingsstöd från den svenska statliga innovationsfonden Vinnova.

– I förlängningen hoppas vi att vi samarbete med Cellufy får fram ett utseende och beteende i stavarna som fungerar för att avleda fisk i många olika vattenhastigheter och vattendjup. Materialet har också stor potential för att kunna nyttjas i andra projekt inom vårt program för biologisk mångfald. Tack vare Cellufys framgångsrika resultat under det gångna året har en ny tillämpning upptäckts: vi tror att materialet kan användas för att bygga flytande öar för fåglar att häcka vid våra vattenreservoarer, säger Karolina Carlström.

– När alla pusselbitar fallit på plats och om resultatet blir det vi hoppas på, kan det här bli en banbrytande lösning. Att ta hand om förnybara resurser från skogsindustrin samtidigt som vi löser utmaningar med fiskvandring och biologisk mångfald är en win-win för många parter, säger hon.

Jowan Rostami vd och grundare av Cellufy. Det unika biobaserade skummaterialet i de dansande stavarna är vattenbeständigt och flyter och förväntas få en mängd användningsområden.

Vattenfalls laboratorium i Älvkarleby

I laboratoriet i Älvkarleby har Vattenfalls forsknings- och utvecklingsavdelning bedrivit teknikutveckling i över 80 år. Kärnverksamheten var först planmodeller av vattenkraftverk och dammar i syfte att förbättra dammsäkerheten. Numera bedrivs specialiserad forskning och utveckling inom alla energislag. Stort fokus ligger på smart elektrifiering, modern digitalisering och lägre CO2-utsläpp, liksom biologisk mångfald, detta med hjälp av drönare, robotar, AI, digital modellering och fint verkstadsarbete.

Laxeleratorn, är en del av laboratoriet i Älvkarleby och är ett strömvattenakvarium där fiskar kan studeras i strömmande vatten. Anläggningen imiterar en småskalig intagskanal och är 2 meter djup, 25 meter lång och totalt 4 meter bred, i två parallella sektioner I Laxeleratorn används fiskar i tester av vandringsåtgärder.

Cellufy

Cellufy är ett deeptech-företag med en vision om hållbarhet genom biobaserade material inom både nya och befintliga applikationsområden.

Läs mer på Cellufys hemsida

Registrera dig för vårt nyhetsbrev THE EDIT

THE EDIT är Vattenfalls nya månatliga nyhetsbrev. Varje nummer lyfter fram en ny brännande fråga från världen av hållbar energi och fossilfrihet.

Se även

Odling i vindkraftparken: Kriegers Flak producerar tång till livsmedel

Med den ökande konkurrensen om utrymme till havs kommer tång- och musselodling i havet mellan havsbaserade vindkraftverk sannolikt att bli verklighet i framtiden. Ny studie visar på möjlighe...

Läs hela artikeln
Vattenfalls kraftstation Midskog i Indalsälven

Vattenfall: 80-årig jubilar siktar framåt

Vattenfalls kraftstation Midskog i Indalsälven har i juli 2024 producerat fossilfri vattenkraftsel i 80 år.

Läs hela artikeln
Anna Borg

Första halvåret 2024: En positiv utveckling under det första halvåret

Vattenfall utvecklas positivt och redovisar ett tillfredsställande resultat för det första halvåret 2024.

Läs hela artikeln