19 octombrie 2020
Turbinele eoliene offshore pot fi găsite peste tot, de la tropice la Arctica. În urmă cu trei decenii, dezvoltatorii au început să le amplaseze pe fundații fixe în largul mării, declanșând ascensiunea pieței eoliene offshore, care a adăugat 6,1 gigawați de capacitate nouă în 2019.
Mai recent, industria eoliană s-a angajat într-un demers și mai ambițios: amplasarea turbinelor pe platforme plutitoare în apă, mai degrabă decât pe fundații fixe. Aflată acum în pragul maturității comerciale, energia eoliană plutitoare are potențialul de a deveni una dintre cele mai importante noi piețe de energie regenerabilă.
Atunci, ce este energia eoliană offshore plutitoare?
Este cam exact ceea ce pare a fi. În loc să puneți o turbină eoliană pe o fundație fixă în mare, o atașați la o structură care plutește în apă. Structura este legată de fundul mării pentru a o împiedica să plutească în derivă pe o plajă sau pe un culoar de navigație.
Proiectele eoliene plutitoare de astăzi prevăd utilizarea turbinelor offshore standard, a cablurilor de export și a materialelor de echilibrare a instalației. Diferența cheie între eolienele offshore plutitoare și cele cu fundație fixă este că acestea din urmă sunt limitate la adâncimi ale apei de până la aproximativ 165 de picioare.
Cum funcționează eolienele offshore plutitoare?
Pentru a menține turbinele în poziție verticală, fundațiile plutitoare se bazează pe principiul icebergului: Cea mai mare parte a masei se află sub apă.
La Hywind Scotland, singurul parc eolian plutitor comercial din lume din prezent, fiecare turbină Siemens SWT-6.0-154 are o masă a capului turnului de aproximativ 350 de tone și se află pe o fundație cu aproximativ 6.060 de tone de balast solid și un deplasament de aproximativ 13.230 de tone.
Dacă apa de sub turbină este suficient de adâncă, forma fundației poate să nu conteze prea mult. În practică, însă, dezvoltatorii de fundații plutitoare s-au concentrat pe modele care vor fi ieftine de construit și ușor de manevrat din punct de vedere al operațiunilor și al întreținerii.
Aceasta lasă totuși mult loc pentru imaginație: Fiecare dezvoltator are un concept diferit și un argument convingător pentru care acesta este cel mai bun. Patru concepte de bază conduc piața în prezent.
Utilizându-și experiența în industria petrolului și a gazelor naturale, Equinor (fosta Statoil) și-a bazat platforma plutitoare de pionierat Hywind pe un proiect de geamandură de tip spar buoy care se bazează pe gravitație pentru stabilitate. Baliza de tip spar buoy este asamblată în secțiuni și se extinde până la aproximativ 260 de picioare sub suprafața mării, ceea ce o face potrivită pentru adâncimi ale apei cuprinse între aproximativ 310 și 390 de picioare.
Alți dezvoltatori, cum ar fi Principle Power și Hexicon, favorizează un design de platformă semi-submersibilă care se bazează pe flotabilitate pentru stabilitate și este potrivit pentru adâncimi mai mici. Criticii remarcă faptul că dimensiunea mare a structurilor ar putea restricționa manevrabilitatea în porturi.
Un al treilea proiect, susținut de producătorul francez de fundații Ideol, este o barjă pătrată care conține un bazin de amortizare pentru a menține stabilitatea turbinei. Ca și modelul semisubmersibil, acesta este potrivit pentru ape mai puțin adânci, iar Ideol se laudă cu faptul că fabricarea betonului este utilă din perspectiva conținutului local.
În cele din urmă, un concept numit platformă cu picioare de tensiune se bazează pe un sistem de ancorare tensionat pentru a asigura stabilitatea. Acest lucru permite structurii să aibă o amprentă fizică mai mică și să fie potențial mai ieftină decât modelele concurente. Firma daneză Stiesdal Offshore Technologies conduce dezvoltarea acestui concept cu un produs numit TetraSpar.
Care dintre aceste modele va învinge?
Equinor a fost prima companie care a construit un parc eolian plutitor la scară comercială și, până în prezent, modelul său Hywind este singurul care are un istoric operațional semnificativ.
Gigantul energetic norvegian susține că a reușit să reducă costurile cu până la 70 la sută între primul său proiect demonstrativ, în largul coastei Scoției, și parcul său eolian comercial de 30 de megawați. Se așteaptă să reducă costurile de fundație cu până la încă 50 la sută pentru Tampen, un proiect de 88 MW programat să intre în funcțiune în largul coastei norvegiene în 2022.
În februarie, Sebastian Bringsværd, șeful departamentului de dezvoltare a eolienelor plutitoare de la Equinor, a citat un obiectiv de cost de 40-60 de euro (44-66 de dolari) pe megawatt-oră până în 2030. Aceste reduceri rapide ale costurilor ar putea oferi Equinor avantajul în viitoarele licitații pentru eoliene offshore plutitoare.
Dar o analiză din mai 2019 a cifrelor proiectelor viitoare, compilate de IHS Markit, a constatat că 90 % din capacitatea eoliană offshore plutitoare va fi probabil instalată pe platforme semisubmersibile, Principle Power fiind liderul pieței.
Cum sunt instalate turbinele eoliene offshore plutitoare?
Fundația spar buoy a companiei Equinor este, în esență, un cilindru de oțel gol care poate fi remorcat până la locul de amplasare înainte de a fi umplut parțial cu apă și balast pentru a-l forța să rămână în poziție verticală. Cea mai recentă iterație a fundației are nevoie de cel puțin 345 de picioare de apă atunci când este în poziție verticală, ceea ce înseamnă că instalarea turbinei ar avea loc cel mai probabil în largul mării, ca în cazul fundațiilor tradiționale.
Cu alte modele de fundații, adâncimea minimă necesară este mult mai mică – astfel încât instalarea turbinelor ar putea avea loc pe uscat, turbinele și fundațiile complet asamblate fiind apoi remorcate până la locul de amplasare, ceea ce ar reduce semnificativ costurile.
De ce ar dori cineva să plutească o turbină eoliană?
Punerea turbinelor pe dispozitive plutitoare permite dezvoltatorului să aibă acces la ape mai adânci, ceea ce înseamnă mai multe locuri potențiale pentru proiecte și o capacitate potențială mult mai mare.
Circa 60 la sută din resursele eoliene offshore disponibile în SUA se află dincolo de raza de acțiune a turbinelor cu fundație fixă pe fund, inclusiv practic întreaga Coastă de Vest, potrivit unei declarații din 2017 a organismului industrial WindEurope,
În Europa, energia eoliană offshore plutitoare ar putea furniza un plus de 4 terawați față de nivelul deja de vârf al continentului în ceea ce privește capacitatea fixată pe fund. Iar în Japonia, fundațiile plutitoare vor fi esențiale pentru dezvoltarea unui sector eolian offshore care ar putea oferi o capacitate de 500 de gigawați.
Peste capacitatea de a capta vaste resurse energetice neexploatate, energia eoliană offshore plutitoare este, de asemenea, o promisiune industrială semnificativă. Pentru SUA, ar putea fi o modalitate de a intra într-un sector al energiilor regenerabile pentru care țara abia a reușit să se califice până acum. Iar companiile de petrol și gaze din Europa, care par din ce în ce mai hotărâte să se alăture tranziției energetice, văd în eolienele plutitoare un domeniu în care experiența lor offshore existentă poate aduce dividende frumoase.
Cine intră în joc?
Companii europene de petrol și gaze, pentru început. Equinor este cel mai notabil exemplu, dar Royal Dutch Shell se profilează ca un jucător important, iar antreprenorul italian Saipem a dezvăluit anul trecut o platformă.
Compania franceză Total a intrat pe piață în martie și, la începutul acestei luni, a achiziționat o participație de 20 la sută în proiectul Eolmed din Marea Mediterană, care va folosi fundația Ideol și turbinele MHI Vestas.
Acești jucători par dornici să concureze sau să se asocieze cu o serie de dezvoltatori independenți de platforme plutitoare, cum ar fi Ideol, Principle Power și Stiesdal Offshore. În același timp, marile companii petroliere și-ar putea asuma roluri de dezvoltare de proiecte și de proprietate a activelor. În acest sens, ar putea concura cu dezvoltatorii consacrați de parcuri eoliene offshore, cum ar fi Ørsted și Iberdrola.
Ørsted nu a dezvăluit încă niciun plan eolian offshore plutitor, dar EDP Renewables și Engie și-au unit forțele în cadrul proiectului WindFloat Atlantic (alături de firma spaniolă de petrol și gaze Repsol), iar Iberdrola a anunțat două proiecte pilot în luna martie.
În cele din urmă, există producătorii de turbine eoliene. Liderii din domeniul turbinelor eoliene offshore, cum ar fi Siemens Gamesa, MHI Vestas și GE, au rămas departe de complexitatea proiectării fundațiilor plutitoare, dar nu trebuie să-și facă griji. Turbinele masive pe care le lansează sunt concepute din ce în ce mai mult pentru a funcționa departe în largul mării pe platforme plutitoare, iar potențialul de piață pe care îl au în vedere este impresionant.
Unde se îndreaptă piața?
Indiferent dacă decolează sau nu în SUA, nu există nicio îndoială că energia eoliană offshore plutitoare se îndreaptă la nivel global. Chiar și pe termen scurt, acest lucru ar putea duce la unele evoluții interesante în sectorul eolian offshore.
Compania americană Principle Power ar putea juca un rol de lider în dezvoltarea industriei, de exemplu. Japonia ar putea, în sfârșit, să dezvolte energia eoliană offshore. Iar marile companii europene de petrol și gaze ar putea deveni cu adevărat jucători în domeniul energiei eoliene.
.