Allora, cos’è esattamente l’eolico offshore galleggiante?

Le turbine eoliche a terra si trovano ovunque, dai tropici all’Artico. Tre decenni fa, gli sviluppatori hanno iniziato a metterle su fondamenta fisse in mare, scatenando l’ascesa del mercato eolico offshore, che ha aggiunto 6,1 gigawatt di nuova capacità nel 2019.

Più recentemente, l’industria eolica ha intrapreso un’impresa ancora più ambiziosa: mettere le turbine su piattaforme galleggianti in acqua, piuttosto che su fondamenta fisse. Ora sull’orlo della maturità commerciale, l’eolico galleggiante ha il potenziale per diventare uno dei più importanti nuovi mercati delle energie rinnovabili.

Quindi, cos’è l’eolico offshore galleggiante?

E’ più o meno esattamente quello che sembra. Invece di mettere una turbina eolica su una fondazione fissa nel mare, la si attacca a una struttura che galleggia nell’acqua. La struttura è legata al fondale marino per impedire che vada alla deriva in una spiaggia o in una corsia di navigazione.

I progetti eolici galleggianti di oggi prevedono l’utilizzo di turbine offshore standard, cavi di esportazione e materiali per l’equilibrio dell’impianto. La differenza chiave tra l’eolico offshore galleggiante e quello a fondazione fissa è che quest’ultimo è limitato a profondità d’acqua fino a circa 165 piedi.

Come funziona l’eolico offshore galleggiante?

Per mantenere le turbine in posizione verticale, le fondazioni galleggianti si basano sul principio dell’iceberg: La maggior parte della massa è sott’acqua.

A Hywind Scotland, l’unico parco eolico commerciale galleggiante al mondo, ogni turbina Siemens SWT-6.0-154 ha una massa della testa della torre di circa 350 tonnellate e si trova su una fondazione con circa 6.060 tonnellate di zavorra solida e un dislocamento di circa 13.230 tonnellate.

Se l’acqua sotto la turbina è abbastanza profonda, la forma della fondazione può non avere molta importanza. In pratica, però, gli sviluppatori di fondazioni galleggianti si sono concentrati su progetti che saranno economici da costruire e facili da lavorare dal punto di vista delle operazioni e della manutenzione.

Questo lascia ancora molto spazio all’immaginazione: Ogni sviluppatore ha un concetto diverso e un argomento convincente sul perché è il migliore. Quattro progetti di base sono oggi in testa al mercato.

Utilizzando la sua esperienza nell’industria del petrolio e del gas, Equinor (ex Statoil) ha basato la sua pionieristica piattaforma galleggiante Hywind su un progetto di boa a longheroni che si basa sulla gravità per la stabilità. La boa è assemblata in sezioni e si estende fino a circa 260 piedi sotto la superficie del mare, rendendola appropriata per profondità d’acqua comprese tra circa 310 e 390 piedi.

Altri sviluppatori, come Principle Power e Hexicon, favoriscono un design di piattaforma semi-sommergibile che si basa sulla galleggiabilità per la stabilità ed è adatto a pescaggi meno profondi. I critici notano che le grandi dimensioni delle strutture potrebbero limitare la manovrabilità nei porti.

Un terzo progetto, sostenuto dal produttore francese di fondazioni Ideol, è una chiatta quadrata che contiene una piscina di smorzamento per mantenere la stabilità della turbina. Come il modello semisommergibile, questo è adatto ad acque meno profonde, e Ideol vanta il fatto che la sua fabbricazione in calcestruzzo è utile dal punto di vista del contenuto locale.

Infine, un concetto chiamato piattaforma a gamba tesa si basa su un sistema di ormeggio teso per fornire stabilità. Questo permette alla struttura di avere un’impronta fisica più piccola e di essere potenzialmente più economica dei modelli concorrenti. L’azienda danese Stiesdal Offshore Technologies sta guidando lo sviluppo di questo concetto con un prodotto chiamato TetraSpar.

Quale di questi progetti avrà la meglio?

Equinor è stata la prima azienda a costruire un parco eolico galleggiante su scala commerciale, e ad oggi, il suo progetto Hywind è l’unico che ha un significativo track record operativo.

Il gigante norvegese dell’energia sostiene di essere stato in grado di tagliare i costi fino al 70 per cento tra il suo primo progetto dimostrativo, al largo della costa della Scozia, e il suo parco eolico commerciale da 30 megawatt. Si aspetta di tagliare i costi di fondazione fino a un ulteriore 50 per cento per Tampen, un progetto da 88 MW previsto per entrare in funzione al largo della costa norvegese nel 2022.

A febbraio, Sebastian Bringsværd, capo dello sviluppo eolico galleggiante di Equinor, ha citato un obiettivo di costo di 40-60 euro (44-66 dollari) per megawatt-ora entro il 2030. Queste rapide riduzioni dei costi potrebbero dare a Equinor il sopravvento nelle prossime gare d’appalto per l’eolico offshore galleggiante.

Ma un’analisi del maggio 2019 delle prossime cifre del progetto raccolte da IHS Markit ha rilevato che il 90% della capacità eolica offshore galleggiante sarà probabilmente installata su piattaforme semisommergibili, con Principle Power che guida il mercato.

Come vengono installate le turbine eoliche offshore galleggianti?

La fondazione spar buoy di Equinor è essenzialmente un cilindro d’acciaio cavo che può essere rimorchiato fino al sito prima di essere parzialmente riempito con acqua e zavorra per costringerlo a rimanere in piedi. L’ultima iterazione della fondazione ha bisogno di almeno 345 piedi d’acqua quando è in posizione verticale, il che significa che l’installazione della turbina avverrebbe molto probabilmente in mare aperto, come con le fondazioni tradizionali.

Con altri progetti di fondazioni, il requisito di profondità minima è molto più basso – così l’installazione della turbina potrebbe avvenire a terra con le turbine completamente assemblate e le fondazioni poi rimorchiate in loco, tagliando significativamente i costi.

Perché qualcuno vorrebbe far galleggiare una turbina eolica?

Mettere le turbine sui galleggianti permette allo sviluppatore di accedere ad acque più profonde, il che significa più siti potenziali del progetto e molta più capacità potenziale.

Circa il 60% delle risorse eoliche offshore disponibili negli Stati Uniti è al di là della portata delle turbine con fondazioni fisse, compresa praticamente tutta la costa occidentale, secondo una dichiarazione del 2017 dell’ente industriale WindEurope,

In Europa, l’eolico offshore galleggiante potrebbe fornire altri 4 terawatt oltre al livello già leader del continente di capacità fisse sul fondo. E in Giappone, le fondazioni galleggianti saranno fondamentali per lo sviluppo di un settore eolico offshore che potrebbe offrire 500 gigawatt di capacità.

Oltre alla capacità di catturare vaste risorse energetiche non sfruttate, l’eolico offshore galleggiante porta anche una significativa promessa industriale. Per gli Stati Uniti, potrebbe essere un modo per entrare in un settore delle energie rinnovabili che il paese è stato finora a malapena in grado di qualificarsi. E le compagnie petrolifere e del gas europee, che sembrano sempre più impegnate a partecipare alla transizione energetica, vedono l’eolico galleggiante come un’area in cui la loro esperienza offshore esistente può pagare dividendi considerevoli.

Chi sta entrando nel gioco?

Le compagnie petrolifere e del gas europee, per cominciare. Equinor è l’esempio più notevole, ma Royal Dutch Shell sta emergendo come un giocatore importante, e l’appaltatore italiano Saipem ha presentato una piattaforma l’anno scorso.

La francese Total ha comprato nel mercato a marzo e all’inizio di questo mese ha acquisito una quota del 20% nel progetto Eolmed nel Mediterraneo che utilizzerà le fondamenta di Ideol e le turbine MHI Vestas.

Questi giocatori sembrano desiderosi di competere o collaborare con una serie di sviluppatori indipendenti di piattaforme galleggianti, come Ideol, Principle Power e Stiesdal Offshore. Allo stesso tempo, le major petrolifere potrebbero assumere ruoli di sviluppo del progetto e di proprietà degli asset. In questo senso, potrebbero competere con gli sviluppatori di parchi eolici offshore stabiliti come Ørsted e Iberdrola.

Ørsted non ha ancora rivelato alcun piano eolico offshore galleggiante, ma EDP Renewables ed Engie hanno unito le forze sul progetto WindFloat Atlantic (insieme alla società spagnola di petrolio e gas Repsol), e Iberdrola ha annunciato due progetti pilota a marzo.

Fine, ci sono i produttori di turbine eoliche. I leader delle turbine eoliche offshore come Siemens Gamesa, MHI Vestas e GE sono rimasti lontani dalle complessità del design delle fondazioni galleggianti, ma non devono preoccuparsi. Le massicce turbine che stanno lanciando sono sempre più progettate per operare molto al largo su piattaforme galleggianti, e il potenziale di mercato che stanno guardando è impressionante.

Dove sta andando il mercato?

A prescindere dal fatto che decolli negli Stati Uniti, non c’è dubbio che l’eolico offshore galleggiante sta facendo strada a livello globale. Anche a breve termine, questo potrebbe portare ad alcuni sviluppi interessanti nel settore dell’eolico offshore.

La compagnia americana Principle Power potrebbe giocare un ruolo di primo piano nello sviluppo del settore, per esempio. Il Giappone potrebbe finalmente sviluppare l’eolico offshore. E le major europee del petrolio e del gas potrebbero davvero affermarsi come attori dell’energia eolica.