19 de Outubro de 2020
Turbinas eólicas terrestres podem ser encontradas em todo o lado desde os trópicos até ao Árctico. Há três décadas, os desenvolvedores começaram a colocá-las em fundações fixas no mar, provocando a ascensão do mercado eólico offshore, que acrescentou 6,1 gigawatts de nova capacidade em 2019.
Mais recentemente, a indústria eólica embarcou num esforço ainda mais ambicioso: colocar turbinas em plataformas flutuantes na água, em vez de fundações fixas. Agora à beira da maturidade comercial, o vento flutuante tem o potencial de se tornar um dos mais importantes novos mercados de energia renovável.
Então, o que é vento flutuante offshore?
É exactamente o que parece. Em vez de colocar uma turbina eólica sobre uma fundação fixa no mar, você a prende a uma estrutura que flutua na água. A estrutura é amarrada ao fundo do mar para impedi-lo de derivar para uma praia ou faixa de navegação.
Os projetos de vento flutuante de hoje em dia prevê usando turbinas offshore padrão, cabos de exportação e materiais de balanço da planta. A principal diferença entre o vento flutuante e o eólico offshore de fundação fixa é que este último está limitado a profundidades de água de até cerca de 165 pés.
Como funciona o vento flutuante offshore?
Para manter as turbinas em pé, as fundações flutuantes dependem do princípio do iceberg: A maior parte da massa está debaixo de água.
Na Hywind Scotland, o único parque eólico flutuante comercial do mundo, cada turbina SWT-6.0-154 da Siemens tem uma massa de cabeça de torre de cerca de 350 toneladas e assenta numa fundação com cerca de 6.060 toneladas de lastro sólido e um deslocamento de cerca de 13.230 toneladas.
Desde que a água por baixo da turbina seja suficientemente profunda, a forma da fundação pode não importar muito. Na prática, porém, os desenvolvedores de fundações flutuantes se concentraram em projetos que serão baratos de construir e fáceis de trabalhar sob a perspectiva de operações e manutenção.
Isso ainda deixa muito espaço para a imaginação: Cada desenvolvedor tem um conceito diferente e um argumento convincente para que ele seja o melhor. Quatro projetos básicos estão liderando o mercado hoje.
Usando sua experiência na indústria de petróleo e gás, a Equinor (antiga Statoil) baseou sua plataforma flutuante Hywind pioneira em um projeto de bóia de apoio que depende da gravidade para obter estabilidade. A bóia de reserva é montada em secções e estende-se até cerca de 260 pés abaixo da superfície do mar, tornando-a adequada para profundidades de água entre cerca de 310 e 390 pés.
Outros desenvolvedores, tais como Principle Power e Hexicon, favorecem um projeto de plataforma semi-submersível que depende da flutuabilidade para a estabilidade e é adequado para correntes de ar mais rasas. Os críticos observam que o grande tamanho das estruturas poderia restringir a manobrabilidade nas portas.
Um terceiro projeto, defendido pelo fabricante francês de fundações Ideol, é uma barcaça quadrada que contém uma piscina amortecedora para manter a estabilidade da turbina. Tal como o modelo semi-submersível, este é adequado para águas mais rasas, e o Ideol destaca o facto de a sua fabricação de betão ser útil do ponto de vista do conteúdo local.
Finalmente, um conceito chamado plataforma de pernas de tensão baseia-se num sistema de amarração esticado para proporcionar estabilidade. Isto permite que a estrutura tenha uma pegada física menor e seja potencialmente mais barata do que os modelos concorrentes. A empresa dinamarquesa Stiesdal Offshore Technologies está liderando o desenvolvimento deste conceito com um produto chamado TetraSpar.
Qual destes projetos irá ganhar?
Equinor foi a primeira empresa a construir um parque eólico flutuante em escala comercial, e até hoje, seu projeto Hywind é o único que tem um histórico operacional significativo.
O gigante energético norueguês afirma ter sido capaz de cortar custos em até 70% entre seu primeiro projeto demo, ao largo da costa da Escócia, e seu parque eólico comercial de 30 megawatts. A empresa espera cortar os custos de fundação em até 50% adicionais para Tampen, um projeto de 88 MW programado para entrar em operação ao largo da costa norueguesa em 2022.
Em fevereiro, Sebastian Bringsværd, chefe de desenvolvimento eólico flutuante da Equinor, citou uma meta de custo de 40 a 60 euros (US$ 44 a US$ 66) por megawatt-hora até 2030. Estas rápidas reduções de custos poderiam dar à Equinor a liderança nos próximos concursos eólicos flutuantes offshore.
Mas uma análise de Maio de 2019 dos próximos números de projectos recolhidos pela IHS Markit revelou que 90% da capacidade eólica flutuante offshore será provavelmente instalada em plataformas semi-submersíveis, com a Principle Power a liderar o mercado.
Como são instaladas as turbinas eólicas flutuantes offshore?
A fundação da bóia de apoio da Equinor é essencialmente um cilindro de aço oco que pode ser rebocado para o local antes de ser parcialmente preenchido com água e lastro para forçá-lo a permanecer na vertical. A última iteração da fundação necessita de pelo menos 345 pés de água quando em pé, o que significa que a instalação da turbina provavelmente aconteceria no mar, como nas fundações tradicionais.
Com outros projetos de fundações, a exigência mínima de profundidade é muito menor – assim a instalação de turbinas poderia acontecer em terra com as turbinas e fundações totalmente montadas e depois rebocadas para o local, reduzindo significativamente os custos.
Por que alguém iria querer flutuar uma turbina eólica?
Pôr turbinas em flutuadores dá a um desenvolvedor acesso a águas mais profundas, o que significa mais potenciais locais de projeto e muito mais capacidade potencial.
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Cerca de 60% dos recursos eólicos offshore disponíveis nos EUA estão além do alcance das turbinas de fundação fixa, incluindo praticamente toda a costa oeste, de acordo com uma declaração de 2017 do organismo industrial WindEurope,
Na Europa, o vento flutuante offshore poderia fornecer 4 terawatts a mais do que o nível já líder do continente em termos de capacidade fixa de fundo. E no Japão, as fundações flutuantes serão fundamentais para o desenvolvimento de um setor eólico offshore que poderia oferecer 500 gigawatts de capacidade.
Além da capacidade de capturar vastos recursos energéticos inexplorados, a energia eólica offshore flutuante também carrega uma promessa industrial significativa. Para os EUA, poderia ser uma forma de entrar num sector de energias renováveis para o qual o país mal se conseguiu qualificar até agora. E as empresas de petróleo e gás da Europa, que parecem cada vez mais empenhadas em aderir à transição energética, vêem o vento flutuante como uma área onde a sua experiência offshore existente pode pagar dividendos bonitos.
Quem está a entrar no jogo?
As empresas europeias de petróleo e gás, para começar. Equinor é o exemplo mais notável, mas a Royal Dutch Shell está emergindo como um jogador importante, e o contratante italiano Saipem revelou uma plataforma no ano passado.
A Total da França comprou no mercado em março e no início deste mês adquiriu uma participação de 20% no projeto Eolmed, no Mediterrâneo, que usará a fundação da Ideol e turbinas MHI Vestas.
Estes jogadores parecem interessados em competir ou estabelecer parcerias com uma série de desenvolvedores de plataformas flutuantes independentes, tais como Ideol, Principle Power e Stiesdal Offshore. Ao mesmo tempo, as grandes companhias petrolíferas podem assumir funções de desenvolvimento de projetos e de propriedade de ativos. A este respeito, poderiam competir com os desenvolvedores de parques eólicos offshore estabelecidos, como Ørsted e Iberdrola.
Ørsted ainda não revelou nenhum plano eólico offshore flutuante, mas a EDP Renewables e a Engie uniram forças no projeto WindFloat Atlantic (ao lado da empresa espanhola de petróleo e gás Repsol), e a Iberdrola anunciou dois projetos piloto em março.
Finalmente, existem os fabricantes de turbinas eólicas. Os líderes de turbinas eólicas offshore como Siemens Gamesa, MHI Vestas e GE ficaram longe dos meandros do projeto de fundações flutuantes, mas eles não precisam se preocupar. As enormes turbinas que eles estão lançando são cada vez mais projetadas para operar em plataformas flutuantes, e o potencial de mercado que eles estão olhando é impressionante.
Onde está indo o mercado?
Independentemente de decolar nos EUA, não há dúvida de que o vento flutuante offshore está indo para lugares a nível global. Mesmo a curto prazo, isso poderia levar a alguns desenvolvimentos interessantes no sector eólico offshore.
A empresa americana Principle Power poderia desempenhar um papel de liderança no desenvolvimento do sector, por exemplo. O Japão poderia finalmente desenvolver a energia eólica offshore. E as grandes empresas europeias de petróleo e gás poderiam realmente tornar-se intervenientes no sector da energia eólica.