Förra året kontaktades Jowan Rostami, då doktorand inom fiber- och polymerteknologi på KTH, av Vattenfall. Det var en riktigt stor utmaning de ville ha hjälp med.
– De ville ha en flexibel och lätt stav som skulle fästas i botten och imitera rörelsen av sjögräs. Staven skulle vara porös, stabil i vatten och ha god flytkraft. Med dessa kriterier i åtanke utvecklade jag sedan ett sådant skummaterial baserat på cellulosafibrer från träd, säger Jowan Rostami.
Vattenfall hade själva testat med stavar i skumplast, men såg risker med att de skulle gå sönder och sprida mikroplaster i vattnen.
Jowan Rostami disputerade i somras och hennes avhandling handlade om biobaserade aerogeler, ett svampliknande, poröst material tillverkat bland annat av cellulosafibrer och cellulosananofibriller.
I samarbete med Vattenfall utvecklade hon ett vattenbeständigt cellulosabaserat skummaterial under sista året på sina doktorandstudier, vilket har resulterat i två patentansökningar.
Tester i Vattenfalls laboratorium
I Vattenfalls laboratorium i Älvkarleby testades skumstavarna under våren 2024 med fisk i strömmande vatten. Rader av dansande stavar sattes upp i en av bassängerna. Testerna visade att när laxsmolten simmade mot stavarna uppfattade de stavarna som ett hinder och då ville de inte simma igenom dem, berättar Karolina Carlström, projektledare på Vattenfalls forsknings- och utvecklingsavdelning som ansvarar för studierna:
– Allt tyder på att fisken leds av barriären av skumstavar mot en flyktväg, att de alltså inte väljer att simma rakt igenom de dansande stavarna. I verkligheten skulle en sådan passage med stavar kunna guida fiskarna till en säker väg förbi kraftverkets vattenintag, säger Karolina Carlström.
Skumstavarna kan komma till stor nytta vid Sveriges vattenkraftverk. Idag är galler den vanligaste metoden att hindra fisken från att komma in i turbinen och leda bort dem mot fiskpassagen. Men gallren bromsar vattnet, vilket leder till en minskad elproduktion. Metallgallren är också dyra att installera och underhålla.
Stavarna produceras av bulkmaterial från skogsindustrin och kan med fördel tillverkas även av biprodukter, såsom rejectfibrer och lignin.
Lätta att förankra
Skumstavarna bromsar inte vattnet och påverkar alltså inte elproduktionen. Stavarna är dessutom relativt lätta att förankra på botten av älven eller placeras på lämpligt djup i vattnet.
– Fiskvandringsåtgärder är ett måste för många kraftverk. Det skulle vara en stor vinst för Vattenfall, och faktiskt hela det svenska energisystemet, om vi istället för åtgärder som negativt påverkar både elproduktion och reglerkraft kunde använda de här stavarna för att lotsa fisken säkert, säger Karolina Carlström.
Stavarna kommer därmed vara mer fördelaktiga när det gäller installationskostnader och underhåll.
– Stavarna produceras av bulkmaterial från skogsindustrin och kan med fördel tillverkas även av biprodukter, såsom rejectfibrer och lignin. Vi kan alltså använda en rad olika råvaror för att framställa skummaterialen.
Jobbar vidare med produktionsprocessen
Nu inleds en ny fas i samarbete med Vattenfall, där stavarna kommer att utvecklas ytterligare för fiskvandringssystem. Skummaterialen kommer också att vidareutvecklas och användas som konstgjorda flytande öar för häckande fåglar i vattenreservoarer.
– Vi behöver titta vidare på stavarnas egenskaper. Vi ska även se över olika former för de två olika tillämpningarna samt jobba vidare med produktionsprocessen, säger Jowan Rostami, som tillsammans med doktorandkollegan Rebecca Östman driver startupbolaget Cellufy med stöd från KTH Innovation.
Tack vare de positiva resultaten i testerna har Vattenfall valt att gå vidare med den här fiskvandringsåtgärden.
– Vi har nu chansen att skräddarsy en lösning utifrån vad som funkar bäst med fisken. Vi har en spännande tid framför oss där vi i nära samarbete med Cellufy kan testa och utvärdera recept och dimensioner med fisk i Älvkarleby tills vi hittar den perfekta dansen, säger Karolina Carlström.
Cellufy jobbar nu med att undersöka potentialen av materialet för fler tillämpningar och användningsområden för det biobaserade skummaterialet. Det skulle till exempel kunna användas till isolering, förpackningar och olika sorters filter, produkter som idag ofta baseras på fossila råvaror.
– Det känns väldigt bra att vi nu tillsammans jobbar vidare med dessa hållbara skummaterial som kan spela en roll för vattenkraften både inom och utanför Sverige, säger Jowan Rostami.
Marie Kofod-Hansen
