Preteky vo vybudovaní „veľkých“ veterných turbín sú v plnom prúde

V nie príliš vzdialenej budúcnosti budú vody 15 míľ od Martha's Vineyard domovom potenciálne rozhodujúcej časti americkej energetickej budúcnosti: 800-megawattového Vineyard Wind 1, projektu, ktorý bol opísaný ako „prvá komerčná pobrežná veterná farma v krajine. .“

Výstavba Vineyard Wind 1 začala minulý rok, a zariadenie bude využívať 13 MW verzie turbín Haliade-X od GE Renewable Energy. S výškou až 260 metrov (853 stôp), priemerom rotora 220 metrov a 107 metrovými lopatkami je Haliade-X súčasťou novej generácie turbín, ktoré budú inštalované v nasledujúcich rokoch.

Okrem GE, ďalšie spoločnosti vstupujú do zákona o veľkej turbíne. V auguste 2021 čínska MingYang Smart Energy zverejnil detaily 264 metrov vysokého dizajnu ktorá bude využívať 118-metrové lopatky.

Dánska firma Vestas pracuje na 15-megawattovej turbíne, ktorá bude mať priemer rotora 236 metrov a 115.5-metrové lopatky. Obnoviteľná energia spoločnosti Siemens Gamesa vyvíja turbínu, ktorá obsahuje 108-metrové lopatky a priemer rotora 222 metrov.

Dôvody tohto nárastu veľkosti sú jasné. Pokiaľ ide o výšku, americké ministerstvo energetiky tvrdí, že veže turbín „sú čoraz vyššie, aby zachytili viac energie, pretože vietor sa vo všeobecnosti zvyšuje so zvyšujúcou sa nadmorskou výškou“.

Väčší priemer rotora nie je len na parádu, pričom DOE poznamenáva, že „umožňujú veterným turbínam zametať väčšiu plochu, zachytávať viac vetra a produkovať viac elektriny“.

S čepeľami je to veľmi podobné. DOE hovorí, že dlhšie lopatky dokážu „zachytiť viac dostupného vetra ako kratšie lopatky – dokonca aj v oblastiach s relatívne menším vetrom“.

Príchod obrovských turbín na trh je dobrý a dobrý, ale ich samotný rozsah môže pre sektor predstavovať množstvo strednodobých až dlhodobých výziev, ktoré môžu spôsobiť bolesti hlavy.

Loďový tvar

Vezmite inštalácie. Vo februári, výskum od spoločnosti Rystad Energy zaoberal sa niektorými možnými problémami týkajúcimi sa lodí používaných na inštaláciu pobrežných veterných turbín na mori.

Nepočítajúc Čínu, uviedla, že veterné turbíny zaznamenali v posledných rokoch to, čo nazvala „nárazom rastu, ktorý vzrástol z priemerných 3 megawattov (MW) v roku 2010 na súčasných 6.5 MW.

Vysvetlilo, že tento posun bude pravdepodobne pretrvávať. „Turbíny väčšie ako 8 MW predstavovali v rokoch 3 až 2010 len 2021 % celosvetových inštalácií, ale predpokladá sa, že toto percento do roku 53 vzrastie na 2030 %.

Vyššie uvedené údaje sa týkajú len pobrežných veterných turbín. Podľa spoločnosti zaoberajúcej sa energetickým výskumom a business intelligence dopyt po plavidlách schopných inštalovať väčšie pobrežné turbíny do roku 2024 prevýši ponuku.

Operátori budú musieť investovať do nových plavidiel alebo modernizovať tie existujúce, aby nainštalovali superveľké turbíny, o ktorých sa očakáva, že sa stanú štandardom do konca desaťročia, inak by sa tempo veterných zariadení na mori mohlo spomaliť.

"Keď boli turbíny menšie, inštaláciu mohla zvládnuť prvá generácia veterných plavidiel na mori alebo prerobené zdviháky z ropného a plynárenského priemyslu," uviedol vo vyhlásení Martin Lysne, hlavný analytik pre súpravy a plavidlá v spoločnosti Rystad Energy. čas.

Keďže prevádzkovatelia naďalej uprednostňujú väčšie turbíny, Lysne povedal, že na uspokojenie dopytu bude potrebná „nová generácia účelových plavidiel“.

Tieto špecializované plavidlá nie sú lacné. americká firma Dominion Energy, napríklad vedie konzorcium, ktoré postaví 472-stopový Charybdis, ktorý bude stáť okolo 500 miliónov dolárov a bude schopný inštalovať súčasné turbíny a turbíny novej generácie s výkonom 12 MW alebo viac. V budúcnosti bude potrebných viac plavidiel, ako je Charybdis, pretože turbíny rastú.

„Zo súčasnej flotily účelových plavidiel môže iba niekoľko jednotiek nainštalovať turbíny s výkonom 10 MW+ a žiadna z nich nie je v súčasnosti schopná nainštalovať turbíny s výkonom 14 MW+,“ uvádza analýza spoločnosti Rystad Energy. "To sa zmení smerom k roku 2025, keď sa začnú dodávať nové stavby a existujúce plavidlá dostanú modernizáciu žeriavov." 

porty

Lode, ktoré prepravujú a inštalujú turbíny, budú dôležité v nasledujúcich rokoch, ale prístavy, kde kotvia, sú ďalšou oblasťou, kde budú pravdepodobne potrebné investície a modernizácie, aby sa zabezpečil rast veternej energie.

V komentári zaslanom CNBC prostredníctvom e-mailu spoločnosť Rystad Energy Lysne opísala prístavnú infraštruktúru ako „veľmi dôležitú“ z pohľadu plavidla.

V budúcnosti sa zdá, že bude potrebných veľa peňazí. Vlani v máji správa priemyselného orgánu WindEurope uviedla, že európske prístavy by musela investovať 6.5 miliardy eur (okolo 7.07 miliardy dolárov) do roku 2030 s cieľom „podporiť expanziu veternej energie na mori“.

Správa sa zaoberala novou realitou väčších turbín a vplyvom, ktorý by to mohlo mať vo vzťahu k prístavom a infraštruktúre. „Na umiestnenie väčších turbín a väčšieho trhu sú potrebné modernizované alebo úplne nové zariadenia,“ uviedla spoločnosť.

Prístavy, povedal WindEurope, by tiež potrebovali „rozšíriť svoju pôdu, posilniť nábrežia, posilniť svoje hlbokomorské prístavy a vykonať ďalšie stavebné práce“.

Nedávno tiež správa Globálnej rady pre veternú energiu posilnila význam prístavov.

„Keďže sa projekty veternej energie na mori rozširujú a projekty plávajúcich veterných elektrární v komerčnom meradle sa množia, modernizácia prístavov bude rozhodujúca pre budúci úspech tohto odvetvia,“ uviedla spoločnosť.

Organizácia so sídlom v Bruseli uviedla, že veľkosť turbín sa za posledné desaťročie „dramaticky zväčšila“, pričom poznamenala, že na trhu sú dostupné turbíny s výkonom 15 MW.

„Odborníci teraz predpovedajú, že turbíny s výkonom 17 MW budú do roku 2035 samozrejmosťou,“ uviedla spoločnosť a dodala, že projekty zamerané na plávajúci vietor na mori sa vyvíjajú „vo veľkých objemoch“.

Tieto „plávajúce projekty“ potrebovali „významné skladovanie a montáž na nábreží, čo si vyžadovalo priestrannejšie zariadenia, pozemné spojovacie dopravné spojenia v rámci prístavných oblastí a prístavov na hlbšej vode“.

„Niekoľko vlád označilo modernizáciu prístavov za životne dôležité pre napredovanie veternej energie na mori, od Taiwanu po štát New York.

Pokiaľ ide o prístavy, Lysne zo spoločnosti Rystad Energy povedal CNBC, že USA – ktorých súčasný trh s veternou energiou na mori je malý – by si „vyžadovali viac práce, pretože nemajú rovnakú infraštruktúru ako Európa“.

Zdá sa, že zmena v tomto smere nastáva. Začiatkom marca BP a Equinor — dva podniky známejšie ako producenti ropy a plynu — podpísali dohodu na premenu námorného terminálu South Brooklyn na prístav pre veternú energiu na mori.

V oznámení Equinor uviedol, že prístav sa stane „špičkovým prípravným zariadením pre projekty Equinor a bp Empire Wind a Beacon Wind“. Tvrdilo, že toto miesto bude „cieľovým cieľom budúcich projektov veternej energie na mori v regióne“. Očakáva sa, že investície do modernizácie infraštruktúry budú predstavovať 200 až 250 miliónov USD.

Cesta pred nami

Všetky vyššie uvedené skutočnosti poukazujú na dôležitosť infraštruktúry a logistiky. Shashi Barla, ktorý je globálnym vedúcim dodávateľského reťazca a technológie veternej energie v spoločnosti Wood Mackenzie, pre CNBC povedal, že hoci spoločnosti mali technologické možnosti, ukázalo sa, že logistické výzvy sú „veľmi ťažké“.

„Nie je to tak, že by to bolo niečo nové... o logistických výzvach hovoríme od prvého dňa tohto odvetvia,“ povedal Barla. "Je to tak, že... sme dnes, dnes, blížime sa k bodu zlomu."

Po celom svete, veľké ekonomiky ohlasujú plány na zvýšenie kapacity veternej energie v snahe znížiť našu závislosť od fosílnych palív.

Hoci sú tieto ciele ambiciózne, je jasné, že čelia niekoľkým prekážkam. Bez ohľadu na problémy súvisiace s veľkosťou turbíny, uvedenie všetkých týchto inštalácií online si bude vyžadovať obrovské úsilie. Je čo robiť.   

„Chýbajúca infraštruktúra, ktorá by ju uľahčila, sa čoraz viac považuje za hlavný obmedzujúci faktor rastu veterného priemyslu,“ uvádza sa v správe GWEC.

"V mnohých krajinách," dodal, "nedostatok infraštruktúry, ako sú rozvodné a prenosové siete, logistické diaľnice a prístavy, obmedzuje expanziu veternej energie a potláča samotné inovácie potrebné na transformáciu energetického systému."

Popri týchto otázkach bude interakcia veterných turbín s voľne žijúcimi zvieratami pravdepodobne ďalšou oblasťou veľkých diskusií a diskusií.

Len minulý týždeň americké ministerstvo spravodlivosti oznámilo, že firma s názvom ESI Energy Inc sa „priznal v troch bodoch viny za porušenie MBTA“ alebo zákona o zmluve o sťahovavých vtákoch.

S postupujúcim 21. storočím je veterná energia pripravená na masívny rozmach, no cesta pred nami sa nezdá byť ani zďaleka hladká. Generálny tajomník OSN nedávno varoval, že planéta bola „námesačnosť ku klimatickej katastrofe“, stávky nemohli byť oveľa vyššie.