Ο αγώνας για την κυκλοφορία ανεμογεννητριών «υπερμεγέθους» βρίσκεται σε εξέλιξη

Στο όχι πολύ μακρινό μέλλον, τα νερά 15 μίλια μακριά από το Martha's Vineyard θα φιλοξενήσουν ένα δυνητικά κρίσιμο μέρος του ενεργειακού μέλλοντος της Αμερικής: το Vineyard Wind 800 των 1 μεγαβάτ, ένα έργο που έχει περιγραφεί ως «το πρώτο υπεράκτιο αιολικό πάρκο εμπορικής κλίμακας της χώρας. .»

Η κατασκευή του Vineyard Wind 1 ξεκίνησε πέρυσι, και η εγκατάσταση θα χρησιμοποιεί εκδόσεις 13 MW των στροβίλων Haliade-X της GE Renewable Energy. Με ύψος έως και 260 μέτρα (853 πόδια), διάμετρο ρότορα 220 μέτρα και πτερύγια 107 μέτρων, το Haliade-X αποτελεί μέρος μιας νέας γενιάς στροβίλων που πρόκειται να εγκατασταθούν τα επόμενα χρόνια.

Επιπροσθέτως GE, άλλες εταιρείες μπαίνουν στο έργο της μεγάλης τουρμπίνας. Τον Αύγουστο του 2021, η κινεζική MingYang Smart Energy δημοσίευσε λεπτομέρειες για ένα σχέδιο ύψους 264 μέτρων που θα χρησιμοποιεί λεπίδες 118 μέτρων.

Κατά τα άλλα, η δανική εταιρεία Vestas εργάζεται σε έναν στρόβιλο 15 μεγαβάτ που θα έχει διάμετρο ρότορα 236 μέτρα και πτερύγια 115.5 μέτρων ενώ Siemens Gamesa Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας αναπτύσσει έναν στρόβιλο που ενσωματώνει πτερύγια 108 μέτρων και διάμετρο ρότορα 222 μέτρα.

Οι λόγοι για αυτές τις αυξήσεις σε μέγεθος είναι σαφείς. Όσον αφορά το ύψος, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ λέει ότι οι πύργοι των στροβίλων «γίνονται ψηλότεροι για να συλλάβουν περισσότερη ενέργεια, καθώς οι άνεμοι γενικά αυξάνονται καθώς αυξάνονται τα υψόμετρα».

Η μεγαλύτερη διάμετρος ρότορα δεν είναι μόνο για επίδειξη, με το DOE να σημειώνει ότι «επιτρέπουν στις ανεμογεννήτριες να σαρώνουν περισσότερη περιοχή, να συλλαμβάνουν περισσότερο άνεμο και να παράγουν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια».

Είναι περίπου το ίδιο με τις λεπίδες. Το DOE λέει ότι τα μακρύτερα πτερύγια μπορούν «να συλλάβουν περισσότερο από τον διαθέσιμο άνεμο από τα μικρότερα πτερύγια — ακόμη και σε περιοχές με σχετικά λιγότερο άνεμο».

Το να φτάνουν τεράστιες τουρμπίνες στην αγορά είναι πολύ καλό, αλλά η τεράστια κλίμακα τους μπορεί να δημιουργήσει μια σειρά από μεσομακροπρόθεσμες προκλήσεις για τον κλάδο, δημιουργώντας σημεία που θα μπορούσαν να προκαλέσουν πονοκεφάλους.

Εντάξει

Πάρτε εγκαταστάσεις. Τον Φεβρουάριο, έρευνα από την Rystad Energy βελτίωσε ορισμένα από τα πιθανά ζητήματα που σχετίζονται με τα πλοία που χρησιμοποιούνται για την εγκατάσταση υπεράκτιων ανεμογεννητριών στη θάλασσα.

Χωρίς να υπολογίζεται η Κίνα, είπε ότι οι ανεμογεννήτριες είχαν δει αυτό που αποκαλούσε «μια άνοδο ανάπτυξης τα τελευταία χρόνια, που αυξήθηκε από μέσο όρο 3 μεγαβάτ (MW) το 2010 σε 6.5 MW σήμερα».

Αυτή η μετατόπιση, εξήγησε, ήταν πιθανό να διατηρηθεί. «Οι ανεμογεννήτριες άνω των 8 MW αντιπροσώπευαν μόλις το 3% των παγκόσμιων εγκαταστάσεων μεταξύ 2010 και 2021, αλλά αυτό το ποσοστό προβλέπεται να αυξηθεί στο 53% μέχρι το 2030».

Τα παραπάνω δεδομένα αφορούν μόνο υπεράκτιες ανεμογεννήτριες. Σύμφωνα με την εταιρεία ενεργειακής έρευνας και επιχειρηματικής ευφυΐας, η ζήτηση για πλοία που μπορούν να εγκαταστήσουν μεγαλύτερες υπεράκτιες τουρμπίνες πρόκειται να ξεπεράσει την προσφορά μέχρι το έτος 2024.

Οι φορείς εκμετάλλευσης, είπε, «θα πρέπει να επενδύσουν σε νέα πλοία ή να αναβαθμίσουν τα υπάρχοντα για να εγκαταστήσουν τους υπερμεγέθεις στρόβιλους που αναμένεται να γίνουν ο κανόνας μέχρι το τέλος της δεκαετίας, διαφορετικά ο ρυθμός των υπεράκτιων αιολικών εγκαταστάσεων θα μπορούσε να επιβραδυνθεί».

«Όταν οι ανεμογεννήτριες ήταν μικρότερες, η εγκατάσταση θα μπορούσε να διεκπεραιωθεί από τον στόλο πρώτης γενιάς υπεράκτιων αιολικών σκαφών ή μετατρεπόμενα jackups από τη βιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου», δήλωσε ο Martin Lysne, ανώτερος αναλυτής για εξέδρες και πλοία της Rystad Energy, σε μια δήλωση στο χρόνος.

Με τους χειριστές να συνεχίζουν να ευνοούν τους μεγαλύτερους στρόβιλους, η Lysne είπε ότι θα χρειαζόταν μια «νέα γενιά πλοίων ειδικά κατασκευασμένων» για να ικανοποιηθεί η ζήτηση.

Αυτά τα εξειδικευμένα σκάφη δεν είναι φθηνά. αμερικανική εταιρεία Ενέργεια DominionΓια παράδειγμα, ηγείται μιας κοινοπραξίας που κατασκευάζει το Charybdis μήκους 472 ποδιών, το οποίο θα κοστίσει περίπου 500 εκατομμύρια δολάρια και θα μπορεί να εγκαταστήσει τρέχοντες στρόβιλους και επόμενης γενιάς ισχύος 12 MW και άνω. Περισσότερα πλοία όπως το Charybdis θα χρειαστούν στο μέλλον καθώς οι τουρμπίνες αναπτύσσονται.

«Από τον τρέχοντα στόλο των πλοίων που κατασκευάζονται για το σκοπό αυτό, μόνο λίγες μονάδες μπορούν να εγκαταστήσουν τουρμπίνες 10 MW+ και καμία δεν είναι σε θέση να εγκαταστήσει στροβίλους 14 MW+», σύμφωνα με την ανάλυση της Rystad Energy. «Αυτό θα αλλάξει προς το 2025, καθώς αρχίζουν να παραδίδονται νέες κατασκευές και τα υπάρχοντα πλοία λαμβάνουν αναβαθμίσεις γερανών». 

λιμάνια

Τα πλοία που μεταφέρουν και εγκαθιστούν τουρμπίνες θα είναι σημαντικά τα επόμενα χρόνια, αλλά τα λιμάνια στα οποία ελλιμενίζονται είναι ένας άλλος τομέας όπου πιθανότατα θα χρειαστούν επενδύσεις και αναβαθμίσεις για την κάλυψη της ανάπτυξης της αιολικής ενέργειας.

Σε ένα σχόλιο που εστάλη στο CNBC μέσω email, η Lysne της Rystad Energy περιέγραψε τις λιμενικές υποδομές ως «πολύ σημαντικές» από την άποψη του πλοίου.

Στο μέλλον, φαίνεται ότι θα χρειαστούν πολλά χρήματα. Τον περασμένο Μάιο, μια έκθεση από τον βιομηχανικό φορέα WindEurope ανέφερε τα λιμάνια της Ευρώπης θα έπρεπε να επενδύσει 6.5 δισ. ευρώ (περίπου 7.07 δισεκατομμύρια δολάρια) έως το 2030 προκειμένου να «υποστηρίξει την επέκταση της υπεράκτιας αιολικής ενέργειας».

Η έκθεση ασχολήθηκε με τη νέα πραγματικότητα των μεγαλύτερων στροβίλων και την επίδραση που θα μπορούσε να έχει σε σχέση με τα λιμάνια και τις υποδομές. «Απαιτούνται αναβαθμισμένες ή εντελώς νέες εγκαταστάσεις για τη φιλοξενία μεγαλύτερων στροβίλων και μιας μεγαλύτερης αγοράς», ανέφερε.

Τα λιμάνια, είπε η WindEurope, θα πρέπει επίσης να «επεκτείνουν τη γη τους, να ενισχύσουν τις αποβάθρες, να ενισχύσουν τα λιμάνια βαθέων υδάτων και να πραγματοποιήσουν άλλα έργα πολιτικού έργου».

Πιο πρόσφατα, μια έκθεση από το Παγκόσμιο Συμβούλιο Αιολικής Ενέργειας ενίσχυσε επίσης τη σημασία των λιμανιών.

«Καθώς τα υπεράκτια αιολικά έργα επεκτείνονται και τα πλωτά αιολικά έργα εμπορικής κλίμακας πολλαπλασιάζονται, οι αναβαθμίσεις των λιμανιών θα είναι κρίσιμες για τη μελλοντική επιτυχία του κλάδου», ανέφερε.

Ο οργανισμός που εδρεύει στις Βρυξέλλες είπε ότι τα μεγέθη των στροβίλων είχαν «αυξηθεί δραματικά» την τελευταία δεκαετία, σημειώνοντας ότι στην αγορά ήταν διαθέσιμοι τουρμπίνες 15 MW.

«Οι ειδικοί προβλέπουν τώρα ότι οι ανεμογεννήτριες με ισχύ 17 MW θα είναι κοινός τόπος μέχρι το 2035», ανέφερε, πριν προσθέσει ότι τα έργα που επικεντρώνονται στον πλωτό υπεράκτιο άνεμο αναπτύσσονται «σε τεράστιους όγκους».

Αυτά τα «πλωτά έργα» χρειάζονταν «σημαντική αποθήκευση και συναρμολόγηση στην αποβάθρα, που απαιτούσαν πιο ευρύχωρες εγκαταστάσεις, χερσαίες συνδετικές συνδέσεις μεταφοράς εντός των περιοχών λιμένων και λιμένων βαθύτερων υδάτων».

«Πολλές κυβερνήσεις έχουν αναγνωρίσει τις αναβαθμίσεις των λιμανιών ως ζωτικής σημασίας για την πρόοδο της υπεράκτιας αιολικής ενέργειας, από την Ταϊβάν μέχρι την Πολιτεία της Νέας Υόρκης».

Σε σχέση με τα λιμάνια, η Lysne της Rystad Energy είπε στο CNBC ότι οι ΗΠΑ - των οποίων η τρέχουσα υπεράκτια αγορά αιολικής ενέργειας είναι μικρή - θα «απαιτούσαν περισσότερη δουλειά καθώς δεν έχουν την ίδια υποδομή με την Ευρώπη».

Αλλαγή σε αυτό το μέτωπο φαίνεται να είναι επικείμενη. Στις αρχές Μαρτίου, BP και Ισημερινός — δύο επιχειρήσεις περισσότερο γνωστές ως παραγωγοί πετρελαίου και φυσικού αερίου — υπέγραψαν συμφωνία για τη μετατροπή του Ναυτικού Τερματικού Σταθμού του Νότιου Μπρούκλιν σε ένα υπεράκτιο αιολικό λιμάνι.

Σε ανακοίνωσή της, η Equinor είπε ότι το λιμάνι θα γίνει «μια υπερσύγχρονη εγκατάσταση για τα έργα Empire Wind και Beacon Wind της Equinor και της bp». Η τοποθεσία, ισχυρίστηκε, θα είναι «ένας προορισμός για μελλοντικά υπεράκτια αιολικά έργα στην περιοχή». Οι επενδύσεις σε αναβαθμίσεις υποδομών αναμένεται να ανέλθουν στα 200 με 250 εκατομμύρια δολάρια.

Ο δρόμος μπροστά

Όλα τα παραπάνω τροφοδοτούν τη σημασία των υποδομών και των logistics. Ο Shashi Barla, ο οποίος είναι παγκόσμιος επικεφαλής της εφοδιαστικής αλυσίδας και τεχνολογίας αιολικής ενέργειας στο Wood Mackenzie, είπε στο CNBC ότι ενώ οι εταιρείες είχαν τις τεχνολογικές δυνατότητες, οι υλικοτεχνικές προκλήσεις αποδεικνύονταν «πολύ δύσκολες».

«Δεν είναι ότι είναι κάτι καινούργιο… μιλάμε για προκλήσεις logistics από την πρώτη μέρα του κλάδου», είπε ο Barla. «Είναι ότι… είμαστε κάπως τώρα, σήμερα, πλησιάζουμε στο σημείο καμπής».

Σε όλο τον κόσμο, μεγάλες οικονομίες ανακοινώνουν σχέδια για αύξηση της δυναμικότητας αιολικής ενέργειας σε μια προσπάθεια να μειώσουμε την εξάρτησή μας από τα ορυκτά καύσιμα.

Αν και αυτοί οι στόχοι είναι φιλόδοξοι, είναι σαφές ότι αντιμετωπίζουν πολλά εμπόδια. Ανεξάρτητα από τα ζητήματα που σχετίζονται με το μέγεθος του στροβίλου, θα απαιτηθεί τεράστια προσπάθεια για να μεταφερθούν όλες αυτές οι εγκαταστάσεις στο διαδίκτυο. Υπάρχει δουλειά να γίνει.   

«Ολοένα και περισσότερο, η έλλειψη υποδομής διευκόλυνσης θεωρείται ως σημαντικός περιοριστικός παράγοντας στην ανάπτυξη της αιολικής βιομηχανίας», σημειώνει η έκθεση της GWEC.

«Σε πολλές χώρες», πρόσθεσε, «η έλλειψη υποδομής, όπως δίκτυα δικτύου και μεταφοράς, αυτοκινητόδρομοι εφοδιαστικής και λιμάνια, περιορίζει την επέκταση της αιολικής ενέργειας και καταπνίγει την ίδια την καινοτομία που απαιτείται για τον μετασχηματισμό του ενεργειακού συστήματος».

Παράλληλα με αυτά τα ζητήματα, η αλληλεπίδραση των ανεμογεννητριών με την άγρια ​​ζωή είναι πιθανό να αποτελέσει άλλο ένα πεδίο μεγάλης συζήτησης και συζήτησης στο μέλλον.

Μόλις την περασμένη εβδομάδα, το Υπουργείο Δικαιοσύνης των ΗΠΑ ανακοίνωσε ότι μια εταιρεία που ονομάζεται ESI Energy Inc είχε «ομολογηθεί ένοχος σε τρεις κατηγορίες για παραβίαση του MBTA» ή του νόμου περί συνθήκης για τα αποδημητικά πτηνά.

Καθώς ο 21ος αιώνας προχωρά, η αιολική ενέργεια έχει ρυθμιστεί για μια τεράστια επέκταση, αλλά ο δρόμος μπροστά δεν φαίνεται καθόλου ομαλός. Με τον γενικό γραμματέα του ΟΗΕ να προειδοποιεί πρόσφατα ότι ο πλανήτης ήταν «Υπνοβατώντας στην κλιματική καταστροφή», το στοίχημα δεν θα μπορούσε να είναι πολύ υψηλότερο.