Perlumbaan untuk melancarkan turbin angin 'bersaiz super' sedang dijalankan

Dalam masa yang tidak lama lagi, perairan 15 batu dari Martha's Vineyard akan menjadi rumah kepada bahagian yang berpotensi penting dalam masa depan tenaga Amerika: 800-megawatt Vineyard Wind 1, sebuah projek yang digambarkan sebagai "ladang angin luar pesisir berskala komersial pertama negara. .”

Pembinaan Vineyard Wind 1 bermula tahun lepas, dan kemudahan itu akan menggunakan turbin Haliade-X GE Renewable Energy versi 13 MW. Dengan ketinggian sehingga 260 meter (853 kaki), diameter rotor 220 meter dan bilah 107 meter, Haliade-X adalah sebahagian daripada turbin generasi baharu yang akan dipasang pada tahun-tahun akan datang.

Di samping GE, syarikat lain terlibat dalam akta turbin besar. Pada Ogos 2021, Tenaga Pintar MingYang China mengeluarkan butiran reka bentuk setinggi 264 meter yang akan menggunakan bilah 118 meter.

Di tempat lain, firma Denmark Vestas sedang mengusahakan turbin 15 megawatt yang akan mempunyai diameter rotor 236 meter dan bilah 115.5 meter manakala Siemens Gamesa Tenaga Boleh Diperbaharui sedang membangunkan turbin yang menggabungkan bilah 108 meter dan diameter rotor 222 meter.

Sebab-sebab peningkatan saiz ini adalah jelas. Apabila bercakap mengenai ketinggian, Jabatan Tenaga AS mengatakan menara turbin "menjadi lebih tinggi untuk menangkap lebih banyak tenaga, kerana angin biasanya meningkat apabila ketinggian meningkat."

Diameter pemutar yang lebih besar bukan hanya untuk dipamerkan, dengan DOE menyatakan bahawa mereka "membenarkan turbin angin menyapu lebih banyak kawasan, menangkap lebih banyak angin dan menghasilkan lebih banyak elektrik."

Ia hampir sama dengan bilah. DOE mengatakan bilah yang lebih panjang boleh "menangkap lebih banyak angin yang tersedia daripada bilah yang lebih pendek-walaupun di kawasan yang mempunyai angin yang agak kurang."

Mempunyai turbin besar yang tiba di pasaran semuanya baik dan bagus, tetapi skala besarnya mungkin menimbulkan beberapa cabaran jangka pertengahan hingga panjang untuk sektor itu, mewujudkan titik cubit yang boleh menyebabkan sakit kepala.

Bentuk kapal

Ambil pemasangan. Pada Februari, penyelidikan daripada Rystad Energy mengasah beberapa isu yang mungkin berkaitan dengan kapal yang digunakan untuk memasang turbin angin luar pesisir di laut.

Tidak termasuk China, ia berkata turbin angin telah melihat apa yang dipanggil "pertumbuhan pesat dalam beberapa tahun kebelakangan ini, meningkat daripada purata 3 megawatt (MW) pada 2010 kepada 6.5 MW hari ini."

Peralihan ini, jelasnya, berkemungkinan akan berterusan. "Turbin yang lebih besar daripada 8 MW menyumbang hanya 3% daripada pemasangan global antara 2010 dan 2021, tetapi peratusan itu diramalkan meningkat kepada 53% menjelang 2030."

Data di atas berkaitan dengan turbin angin luar pesisir sahaja. Menurut firma penyelidikan tenaga dan risikan perniagaan, permintaan untuk kapal yang boleh memasang turbin luar pesisir yang lebih besar ditetapkan untuk mengatasi bekalan menjelang tahun 2024.

Pengendali, katanya, "perlu melabur dalam kapal baharu atau menaik taraf yang sedia ada untuk memasang turbin bersaiz super yang dijangka menjadi kebiasaan menjelang akhir dekad, atau kadar pemasangan angin luar pesisir boleh menjadi perlahan."

"Apabila turbin lebih kecil, pemasangan boleh dikendalikan oleh armada generasi pertama kapal angin luar pesisir atau jackup yang ditukar daripada industri minyak dan gas," Martin Lysne, penganalisis kanan untuk pelantar dan kapal di Rystad Energy, berkata dalam satu kenyataan di masa.

Dengan pengendali yang terus memihak kepada turbin yang lebih besar, Lysne berkata "generasi baharu kapal yang dibina khas" akan diperlukan untuk memenuhi permintaan.

Kapal khusus ini tidak murah. firma AS Dominion Energy, sebagai contoh, sedang mengetuai konsortium membina Charybdis 472 kaki, yang akan menelan kos sekitar $500 juta dan boleh memasang turbin semasa dan turbin generasi seterusnya 12 MW atau lebih. Lebih banyak kapal seperti Charybdis akan diperlukan pada masa hadapan apabila turbin berkembang.

"Daripada kumpulan kapal yang dibina khas sekarang, hanya segelintir unit boleh memasang turbin 10 MW+, dan tidak ada yang boleh memasang turbin 14 MW+ pada masa ini," menurut analisis Rystad Energy. "Ini akan berubah ke arah 2025 apabila binaan baharu mula dihantar dan kapal sedia ada mendapat peningkatan kren." 

pelabuhan

Kapal-kapal yang mengangkut dan memasang turbin akan menjadi penting pada tahun-tahun akan datang, tetapi pelabuhan tempat mereka berlabuh adalah kawasan lain di mana pelaburan dan naik taraf mungkin diperlukan untuk memenuhi pertumbuhan tenaga angin.

Dalam ulasan yang dihantar kepada CNBC melalui e-mel, Lysne dari Rystad Energy menggambarkan infrastruktur pelabuhan sebagai "sangat penting" dari perspektif kapal.

Melangkah ke hadapan, nampaknya banyak wang akan diperlukan. Mei lalu, laporan daripada badan industri WindEurope berkata pelabuhan Eropah perlu melabur 6.5 bilion euro (sekitar $7.07 bilion) menjelang 2030 untuk "menyokong pengembangan angin luar pesisir."

Laporan itu membincangkan realiti baharu turbin yang lebih besar dan kesan yang mungkin ada berkaitan dengan pelabuhan dan infrastruktur. "Kemudahan yang dinaik taraf atau baharu sepenuhnya diperlukan untuk menjadi tuan rumah turbin yang lebih besar dan pasaran yang lebih besar," katanya.

Pelabuhan, kata WindEurope, juga perlu "mengembangkan tanah mereka, mengukuhkan dermaga, meningkatkan pelabuhan laut dalam mereka dan menjalankan kerja-kerja awam yang lain."

Baru-baru ini, laporan daripada Majlis Tenaga Angin Global turut mengukuhkan kepentingan pelabuhan.

"Memandangkan projek angin luar pesisir berkembang dan projek angin terapung berskala komersial berkembang pesat, peningkatan pelabuhan akan menjadi kritikal untuk kejayaan masa depan industri," katanya.

Organisasi yang berpangkalan di Brussels berkata saiz turbin telah "meningkat secara mendadak" sepanjang dekad yang lalu, dengan menyatakan bahawa turbin 15 MW tersedia di pasaran.

"Pakar kini meramalkan turbin dengan penarafan 17 MW akan menjadi perkara biasa menjelang 2035," katanya, sebelum menambah bahawa projek berpusat di sekitar angin luar pesisir terapung sedang dibangunkan "pada jumlah yang besar."

"Projek terapung" ini memerlukan "penyimpanan dan pemasangan tepi dermaga yang ketara, memerlukan kemudahan yang lebih luas, rangkaian pengangkutan penghubung darat dalam kawasan pelabuhan dan pelabuhan air yang lebih dalam."

"Beberapa kerajaan telah mengenal pasti peningkatan pelabuhan sebagai penting untuk memajukan angin luar pesisir, dari Taiwan ke New York State."

Berhubung dengan pelabuhan, Lysne dari Rystad Energy memberitahu CNBC bahawa AS - yang pasaran angin luar pesisir semasanya kecil - akan "memerlukan lebih banyak kerja kerana mereka tidak mempunyai infrastruktur yang sama seperti Eropah."

Perubahan di hadapan itu nampaknya akan datang. Pada awal bulan Mac, BP and Equinor — dua perniagaan yang lebih dikenali sebagai pengeluar minyak dan gas — menandatangani perjanjian untuk menukar Terminal Marin Brooklyn Selatan menjadi pelabuhan angin luar pesisir.

Dalam satu pengumuman, Equinor berkata pelabuhan itu akan menjadi "kemudahan pementasan termaju untuk projek Equinor dan Empire Wind dan Beacon Wind." Tapak itu, dakwanya, akan menjadi "tujuan untuk projek angin luar pesisir masa depan di rantau ini." Pelaburan dalam peningkatan infrastruktur dijangka masuk pada $200 hingga $250 juta.

Jalan depan

Semua perkara di atas memberi tumpuan kepada kepentingan infrastruktur dan logistik. Shashi Barla, yang merupakan ketua rantaian bekalan dan teknologi angin global di Wood Mackenzie, memberitahu CNBC bahawa walaupun syarikat mempunyai keupayaan teknologi, cabaran logistik terbukti "sangat sukar."

“Bukannya ia sesuatu yang baharu… kami telah bercakap tentang cabaran logistik sejak hari pertama industri,” kata Barla. “Itulah … kita agak sekarang, hari ini, menghampiri titik kritis.”

Di seluruh dunia, ekonomi utama sedang mengumumkan rancangan untuk meningkatkan kapasiti tenaga angin dalam usaha mengurangkan pergantungan kita kepada bahan api fosil.

Walaupun matlamat ini bercita-cita tinggi, jelas ia menghadapi beberapa halangan. Walau apa pun isu yang berkaitan dengan saiz turbin, ia akan memerlukan usaha yang besar untuk membawa semua pemasangan ini dalam talian. Ada kerja yang perlu diselesaikan.   

"Semakin lama, kekurangan infrastruktur pemudah cara dilihat sebagai faktor pengehad utama dalam pertumbuhan industri angin," kata laporan GWEC.

"Di banyak negara," tambahnya, "kekurangan infrastruktur, seperti rangkaian grid dan penghantaran, lebuh raya logistik dan pelabuhan, menyekat pengembangan kuasa angin dan menyekat inovasi yang diperlukan untuk mengubah sistem tenaga."

Di samping isu ini, interaksi turbin angin dengan hidupan liar berkemungkinan menjadi satu lagi bidang perdebatan dan perbincangan utama pada masa hadapan.

Hanya minggu lalu, Jabatan Kehakiman AS mengumumkan bahawa sebuah firma bernama ESI Energy Inc telah "mengaku bersalah atas tiga pertuduhan melanggar MBTA," atau Akta Perjanjian Burung Migrasi.

Semasa abad ke-21 berkembang, tenaga angin ditetapkan untuk pengembangan besar-besaran, tetapi jalan di hadapan kelihatan jauh dari lancar. Dengan amaran setiausaha agung PBB baru-baru ini planet itu adalah "berjalan tidur ke bencana iklim," pertaruhannya tidak boleh lebih tinggi.