Започва надпреварата за пускане на вятърни турбини със супер размери

В не много далечно бъдеще водите на 15 мили от Martha's Vineyard ще бъдат дом на потенциално важна част от енергийното бъдеще на Америка: 800-мегаватовата Vineyard Wind 1, проект, който е описан като „първата в нацията офшорна вятърна централа в търговски мащаб ”

Строителството на Vineyard Wind 1 започна миналата година, и съоръжението ще използва 13 MW версии на турбините Haliade-X на GE Renewable Energy. С височина до 260 метра (853 фута), диаметър на ротора от 220 метра и 107 метра лопатки, Haliade-X е част от ново поколение турбини, които ще бъдат инсталирани през следващите години.

В допълнение на GE, други компании се включват в голямата турбина. През август 2021 г. китайската MingYang Smart Energy пусна подробности за 264-метров дизайн който ще използва 118-метрови остриета.

На друго място датската фирма Vestas работи върху 15-мегаватова турбина, която ще има диаметър на ротора от 236 метра и 115.5-метрови лопатки, докато Възобновяема енергия на Siemens Gamesa разработва турбина, която включва 108-метрови лопатки и диаметър на ротора от 222 метра.

Причините за това увеличение на размера са ясни. Що се отнася до височината, Министерството на енергетиката на САЩ казва, че кулите на турбините „стават по-високи, за да улавят повече енергия, тъй като ветровете обикновено се увеличават с увеличаване на надморската височина“.

По-големият диаметър на ротора също не е само за показ, като DOE отбелязва, че те „позволяват на вятърните турбини да обхванат повече площ, да улавят повече вятър и да произвеждат повече електроенергия“.

Почти същото е и с остриетата. DOE казва, че по-дългите перки могат да „уловят повече от наличния вятър, отколкото по-късите перки – дори в райони с относително по-малко вятър“.

Пристигането на огромни турбини на пазара е добре, но техният чист мащаб може да създаде редица средносрочни до дългосрочни предизвикателства за сектора, създавайки точки на прищипване, които могат да причинят главоболие.

Корабна форма

Вземете инсталации. През февруари, изследвания от Rystad Energy усъвършенства някои от възможните проблеми, свързани с корабите, използвани за инсталиране на офшорни вятърни турбини в морето.

Без да се брои Китай, той каза, че вятърните турбини са видели това, което наричат ​​​​„скак на растеж през последните години, нараствайки от средно 3 мегавата (MW) през 2010 г. до 6.5 MW днес“.

Тази промяна, обясни тя, е вероятно да се запази. „Турбините, по-големи от 8 MW, представляват само 3% от глобалните инсталации между 2010 и 2021 г., но се прогнозира, че този процент ще нарасне до 53% до 2030 г.

Горните данни се отнасят само за офшорни вятърни турбини. Според фирмата за енергийни изследвания и бизнес разузнаване търсенето на плавателни съдове, които могат да инсталират по-големи офшорни турбини, се очаква да изпревари предлагането до 2024 г.

Операторите, каза се, „ще трябва да инвестират в нови плавателни съдове или да модернизират съществуващите, за да инсталират турбините със свръхголеми размери, които се очаква да станат норма до края на десетилетието, или темпът на офшорните вятърни инсталации може да се забави“.

„Когато турбините бяха по-малки, инсталацията можеше да се управлява от флота от първо поколение офшорни вятърни кораби или преобразувани джакапи от нефтената и газовата индустрия“, каза Мартин Лисне, старши анализатор за платформи и плавателни съдове в Rystad Energy, в изявление на време.

Тъй като операторите продължават да предпочитат по-големите турбини, Lysne каза, че ще е необходимо „ново поколение специално построени плавателни съдове“, за да се задоволи търсенето.

Тези специализирани плавателни съдове не са евтини. американска фирма Dominion Energy, например, оглавява консорциум, изграждащ 472-футова Харибда, която ще струва около 500 милиона долара и ще може да инсталира настоящи турбини и следващо поколение от 12 MW или повече. В бъдеще ще са необходими повече плавателни съдове като Charybdis, тъй като турбините растат.

„От сегашния флот от специално построени плавателни съдове, само шепа единици могат да инсталират 10 MW+ турбини и нито един в момента не може да инсталира 14 MW+ турбини“, според анализа на Rystad Energy. „Това ще се промени към 2025 г., тъй като новите постройки започнат да се доставят и съществуващите плавателни съдове получават подобрения на кранове.“ 

Портове

Корабите, които транспортират и инсталират турбини, ще бъдат важни през следващите години, но пристанищата, където акостират, са друга област, където вероятно ще са необходими инвестиции и подобрения, за да се погрижи за растежа на вятърната енергия.

В коментар, изпратен до CNBC по имейл, Lysne от Rystad Energy описа пристанищната инфраструктура като „много важна“ от гледна точка на кораба.

В бъдеще ще изглежда, че ще са необходими много пари. Миналия май в доклад на индустриалния орган WindEurope се казваше, че европейските пристанища ще трябва да инвестира 6.5 милиарда евро (около 7.07 милиарда долара) до 2030 г., за да „подкрепи разширяването на офшорния вятър“.

Докладът разглежда новата реалност на по-големите турбини и ефекта, който това може да има по отношение на пристанищата и инфраструктурата. „Необходими са модернизирани или изцяло нови съоръжения за настаняване на по-големи турбини и по-голям пазар“, се казва в него.

Пристанищата, каза WindEurope, също ще трябва да „разширят земята си, да подсилят кейовете, да подобрят дълбоководните си пристанища и да извършат други строителни работи“.

Съвсем наскоро доклад от Глобалния съвет за вятърна енергия също засили значението на пристанищата.

„С разширяването на офшорните вятърни проекти и разпространението на плаващи вятърни проекти в търговски мащаб, подобренията на пристанищата ще бъдат от решаващо значение за бъдещия успех на индустрията“, се казва в доклада.

Базираната в Брюксел организация заяви, че размерите на турбините са се "увеличили драстично" през последното десетилетие, като отбелязва, че на пазара се предлагат турбини с мощност 15 MW.

„Сега експертите прогнозират, че турбините с мощност от 17 MW ще бъдат обичайни до 2035 г.“, каза той, преди да добави, че проекти, съсредоточени около плаващ офшорен вятър, се разработват „с огромни обеми“.

Тези „плаващи проекти“ се нуждаят от „значително съхранение и монтаж на кея, изискващи по-просторни съоръжения, сухопътни съединителни транспортни връзки в пристанищните зони и по-дълбоководни пристанища“.

„Няколко правителства определиха модернизирането на пристанищата като жизненоважно за напредването на офшорния вятър, от Тайван до щата Ню Йорк.

Що се отнася до пристанищата, Lysne от Rystad Energy каза пред CNBC, че САЩ – чийто сегашен офшорен вятърен пазар е малък – ще „изисква повече работа, тъй като нямат същата инфраструктура като Европа“.

Промяната на този фронт изглежда предстои. В началото на март, BP намлява Equinor — два предприятия, по-известни като производители на нефт и газ — подписаха споразумение за превръщане на морския терминал в Южен Бруклин в офшорно вятърно пристанище.

В съобщение Equinor каза, че пристанището ще се превърне в „авангардно съоръжение за провеждане на проекти на Equinor и Empire Wind и Beacon Wind на bp“. Сайтът, както се твърди, ще бъде „дестинация за бъдещи офшорни вятърни проекти в региона“. Очаква се инвестициите в обновяване на инфраструктурата да достигнат от 200 до 250 милиона долара.

Пътят напред

Всичко по-горе допринася за важността на инфраструктурата и логистиката. Шаши Барла, който е глобален ръководител на веригата за доставки и технологии за вятърна енергия в Wood Mackenzie, каза за CNBC, че макар компаниите да имат технологичните възможности, логистичните предизвикателства се оказват „много трудни“.

„Не че е нещо ново… ние говорим за логистични предизвикателства от първия ден на индустрията“, каза Барла. „Това е, че… ние някак сега, днес, се приближаваме до повратната точка.“

По света, големите икономики обявяват планове за увеличаване на мощностите за вятърна енергия в опит да намалим зависимостта си от изкопаеми горива.

Въпреки че тези цели са амбициозни, е ясно, че са изправени пред редица препятствия. Независимо от проблемите, свързани с размера на турбината, ще са необходими огромни усилия, за да се пуснат всички тези инсталации онлайн. Има работа за вършене.   

„Все по-често липсата на улесняваща инфраструктура се разглежда като основен ограничаващ фактор за растежа на вятърната индустрия“, се отбелязва в доклада на GWEC.

„В много страни,“ добавя той, „липсата на инфраструктура, като мрежови и преносни мрежи, логистични магистрали и пристанища, ограничава разширяването на вятърната енергия и задушава самите иновации, необходими за трансформиране на енергийната система“.

Наред с тези въпроси, взаимодействието на вятърните турбини с дивата природа вероятно ще бъде друга област на голям дебат и дискусия в бъдеще.

Едва миналата седмица Министерството на правосъдието на САЩ обяви, че фирма, наречена ESI Energy Inc е „признал за виновен по три обвинения в нарушаване на MBTA“ или Закона за Договора за мигриращите птици.

С напредването на 21-ви век вятърната енергия е настроена за масово разширяване, но пътят напред изглежда далеч от гладък. С наскоро генералният секретар на ООН предупреди, че планетата е така „Сомнамбулизъм до климатична катастрофа“, залогът не може да бъде много по-висок.