Sākas sacensības par “superlielu” vēja turbīnu izvēršanu

Ne pārāk tālā nākotnē ūdeņos, kas atrodas 15 jūdzes no Martas vīna dārza, atradīsies potenciāli izšķiroša Amerikas enerģētikas nākotnes daļa: 800 megavatu Vineyard Wind 1, projekts, kas aprakstīts kā "nācijas pirmais komerciālā mēroga jūras vēja parks. ”.

Vineyard Wind 1 celtniecība sākās pagājušajā gadā, un objektā tiks izmantotas GE Renewable Energy Haliade-X turbīnu 13 MW versijas. Ar augstumu līdz 260 metriem (853 pēdām), ar 220 metru rotora diametru un 107 metru lāpstiņām Haliade-X ir daļa no jaunas paaudzes turbīnām, kas tiks uzstādītas turpmākajos gados.

Papildus GE, citi uzņēmumi iesaistās lielajā turbīnu darbībā. 2021. gada augustā Ķīnas MingYang Smart Energy izlaida detaļas par 264 metrus garu dizainu kas izmantos 118 metrus garus asmeņus.

Citur Dānijas uzņēmums Vestas strādā pie 15 megavatu turbīnas, kuras rotora diametrs būs 236 metri un lāpstiņas 115.5 metrus. Siemens Gamesa atjaunojamā enerģija izstrādā turbīnu, kas ietver 108 metrus garas lāpstiņas un 222 metru rotora diametru.

Šī izmēra pieauguma iemesli ir skaidri. Runājot par augstumu, ASV Enerģētikas departaments saka, ka turbīnu torņi "kļūst augstāki, lai iegūtu vairāk enerģijas, jo vējš parasti palielinās, palielinoties augstumam."

Lielāks rotora diametrs nav paredzēts tikai demonstrēšanai, jo DOE atzīmē, ka tie "ļauj vēja turbīnām izslaucīt lielāku platību, uztvert vairāk vēja un ražot vairāk elektroenerģijas."

Ar asmeņiem ir līdzīgi. DOE saka, ka garāki lāpstiņas var "uztvert vairāk pieejamā vēja nekā īsāki lāpstiņas — pat apgabalos ar salīdzinoši mazāku vēju".

Tas, ka tirgū nonāk milzīgas turbīnas, ir labi, taču to milzīgais mērogs var radīt vairākus vidēja termiņa un ilgtermiņa izaicinājumus nozarei, radot saspiešanas punktus, kas var izraisīt galvassāpes.

Kuģa forma

Veikt instalācijas. Februārī, pētījums no Rystad Energy precizēja dažus iespējamos jautājumus, kas saistīti ar kuģiem, kurus izmantoja jūras vēja turbīnu uzstādīšanai jūrā.

Neņemot vērā Ķīnu, tā teica, ka vēja turbīnas ir piedzīvojušas tā dēvēto "izaugsmes kāpumu pēdējos gados, pieaugot no vidēji 3 megavatiem (MW) 2010. gadā līdz 6.5 MW šodien".

Tā paskaidroja, ka šī maiņa, visticamāk, saglabāsies. "Turbīnas, kas lielākas par 8 MW, veidoja tikai 3% no pasaules iekārtām laikā no 2010. līdz 2021. gadam, taču tiek prognozēts, ka līdz 53. gadam šis procents pieaugs līdz 2030%.

Iepriekš minētie dati attiecas tikai uz jūras vēja turbīnām. Saskaņā ar enerģētikas pētījumu un biznesa izlūkošanas firmas datiem, pieprasījums pēc kuģiem, kas spēj uzstādīt lielākas piekrastes turbīnas, līdz 2024. gadam pārsniegs piedāvājumu.

Tajā teikts, ka operatoriem "būs jāiegulda jaunos kuģos vai jāuzlabo esošie, lai uzstādītu superizmēra turbīnas, kas, domājams, kļūs par normu līdz desmitgades beigām, pretējā gadījumā jūras vēja iekārtu būvniecības temps var palēnināties."

"Kad turbīnas bija mazākas, uzstādīšanu varēja veikt pirmās paaudzes jūras vēja kuģu flote vai pārveidoti naftas un gāzes nozares domkrati," sacīja Rystad Energy vecākais platformu un kuģu analītiķis Martins Lisns. laiks.

Tā kā operatori turpina dot priekšroku lielākām turbīnām, Lysne sacīja, ka pieprasījuma apmierināšanai būs nepieciešama "jauna mērķtiecīgi būvētu kuģu paaudze".

Šie specializētie kuģi nav lēti. ASV firma Dominion EnergyPiemēram, vada konsorciju, kas būvē 472 pēdas garo Charybdis, kas maksās aptuveni 500 miljonus ASV dolāru un spēs uzstādīt pašreizējās un nākamās paaudzes turbīnas ar 12 MW vai lielāku jaudu. Nākotnē, pieaugot turbīnām, būs nepieciešams vairāk tādu kuģu kā Charybdis.

"No pašreizējās mērķtiecīgi būvēto kuģu flotes tikai dažas vienības var uzstādīt 10 MW+ turbīnas, un neviena pašlaik nevar uzstādīt 14 MW+ turbīnas," saskaņā ar Rystad Energy analīzi. "Tas mainīsies 2025. gadā, kad sāks piegādāt jaunbūves un esošie kuģi tiks uzlaboti." 

ostas

Kuģi, kas transportē un uzstāda turbīnas, būs svarīgi turpmākajos gados, bet ostas, kurās tie piestāj, ir vēl viena joma, kurā, iespējams, būs nepieciešami ieguldījumi un uzlabojumi, lai nodrošinātu vēja enerģijas pieaugumu.

Komentārā, kas nosūtīts CNBC pa e-pastu, Rystad Energy Lysne aprakstīja ostas infrastruktūru kā "ļoti svarīgu" no kuģa viedokļa.

Raugoties uz priekšu, šķiet, ka būs nepieciešams daudz naudas. Pagājušā gada maijā nozares organizācijas WindEurope ziņojumā teikts, ka Eiropas ostas būtu jāiegulda 6.5 ​​miljardi eiro (apmēram 7.07 miljardi ASV dolāru) līdz 2030. gadam, lai "atbalstītu jūras vēja enerģijas paplašināšanos".

Ziņojumā tika aplūkota jaunā realitāte, ko rada lielākas turbīnas, un to ietekme uz ostām un infrastruktūru. "Lai uzņemtu lielākas turbīnas un lielāku tirgu, ir vajadzīgas modernizētas vai pilnīgi jaunas iekārtas," teikts tajā.

WindEurope sacīja, ka ostām būs arī "jāpaplašina sava zeme, jānostiprina piestātnes, jāuzlabo dziļjūras ostas un jāveic citi inženiertehniskie darbi".

Pavisam nesen Pasaules vēja enerģijas padomes ziņojums arī pastiprināja ostu nozīmi.

"Paplašinoties jūras vēja projektiem un pieaugot komerciāla mēroga peldoša vēja projektiem, ostas uzlabošana būs ļoti svarīga nozares turpmākajiem panākumiem," teikts paziņojumā.

Briselē bāzētā organizācija paziņoja, ka pēdējo desmit gadu laikā turbīnu izmēri ir "dramatiski palielinājušies", atzīmējot, ka tirgū ir pieejamas 15 MW turbīnas.

"Eksperti tagad prognozē, ka līdz 17. gadam turbīnas ar 2035 MW jaudu būs ierasta parādība," teikts tajā, pirms piebilstot, ka projekti, kuru centrā ir peldošs jūras vējš, tiek izstrādāti "milzīgos apjomos".

Šiem "peldošajiem projektiem" bija nepieciešama "ievērojama piestātnes uzglabāšana un montāža, tādēļ bija nepieciešamas plašākas telpas, sauszemes savienojošie transporta savienojumi ostu teritorijās un dziļūdens ostas".

"Vairākas valdības ir noteikušas, ka ostas modernizācija ir ļoti svarīga jūras vēja enerģijas attīstībai no Taivānas līdz Ņujorkas štatam."

Saistībā ar ostām Rystad Energy Lysne sacīja CNBC, ka ASV, kuru pašreizējais jūras vēja enerģijas tirgus ir mazs, "prasīs vairāk darba, jo tajās nav tādas pašas infrastruktūras kā Eiropā".

Šķiet, ka šajā jomā gaidāmas pārmaiņas. marta sākumā, BP un Equinor — divi uzņēmumi, kas vairāk pazīstami kā naftas un gāzes ražotāji, parakstīja vienošanos lai pārveidotu South Brooklyn Marine Terminal par jūras vēja ostu.

Paziņojumā Equinor teica, ka osta kļūs par "progresīvāko vietu Equinor un bp Empire Wind un Beacon Wind projektiem". Tā apgalvoja, ka vietne būtu "vēlams galamērķis turpmākajiem jūras vēja projektiem reģionā". Paredzams, ka investīcijas infrastruktūras modernizācijā būs no 200 līdz 250 miljoniem ASV dolāru.

Ceļš priekšā

Viss iepriekš minētais liecina par infrastruktūras un loģistikas nozīmi. Šaši Barla, kurš ir Wood Mackenzie vēja piegādes ķēdes un tehnoloģiju globālais vadītājs, CNBC sacīja, ka, lai gan uzņēmumiem bija tehnoloģiskās iespējas, loģistikas izaicinājumi izrādījās “ļoti sarežģīti”.

"Nav tā, ka tas ir kaut kas jauns... mēs esam runājuši par loģistikas izaicinājumiem kopš nozares pirmās dienas," sacīja Barla. "Tas ir tas, ka... mēs šobrīd, šodien, tuvojamies lūzuma punktam."

Visā pasaulē, lielākās ekonomikas paziņo par plāniem palielināt vēja enerģijas jaudu lai samazinātu mūsu atkarību no fosilā kurināmā.

Lai gan šie mērķi ir ambiciozi, ir skaidrs, ka tie saskaras ar vairākiem šķēršļiem. Neraugoties uz problēmām, kas saistītas ar turbīnas izmēru, būs jāpieliek milzīgas pūles, lai visas šīs iekārtas būtu tiešsaistē. Ir jāstrādā.   

"Arvien biežāk atvieglojošas infrastruktūras trūkums tiek uzskatīts par galveno vēja nozares izaugsmi ierobežojošu faktoru," norādīts GWEC ziņojumā.

"Daudzās valstīs," piebilda, "infrastruktūras, piemēram, tīkla un pārvades tīklu, loģistikas maģistrāļu un ostu trūkums ierobežo vēja enerģijas paplašināšanu un apslāpē pašu inovāciju, kas nepieciešama, lai pārveidotu enerģētikas sistēmu."

Līdztekus šiem jautājumiem vēja turbīnu mijiedarbība ar savvaļas dzīvniekiem, visticamāk, būs vēl viena nozīmīgu debašu un diskusiju joma, kas turpināsies.

Tikai pagājušajā nedēļā ASV Tieslietu ministrija paziņoja, ka firma ar nosaukumu ESI Energy Inc bija "atzinis savu vainu trīs apsūdzībās MBTA" jeb Migrācijas putnu līguma pārkāpšanā.

21. gadsimtam virzoties uz priekšu, vēja enerģija ir paredzēta milzīgai paplašināšanai, taču turpmākais ceļš nebūt nešķiet gluds. Ar ANO ģenerālsekretāra nesen brīdinājumu planēta bija "staigāšana miegā līdz klimata katastrofai" likme nevarētu būt daudz augstāka.