Kappløpet om å rulle ut "superstore" vindturbiner er i gang

I en ikke altfor fjern fremtid vil farvann 15 miles utenfor Martha's Vineyard være hjemsted for en potensielt avgjørende del av USAs energifremtid: 800 megawatt Vineyard Wind 1, et prosjekt som er blitt beskrevet som "nasjonens første kommersielle vindpark til havs. ."

Byggingen av Vineyard Wind 1 startet i fjor, og anlegget vil bruke 13 MW versjoner av GE Renewable Energys Haliade-X-turbiner. Med en høyde på opptil 260 meter (853 fot), en rotordiameter på 220 meter og 107 meter blader, er Haliade-X en del av en ny generasjon turbiner som skal installeres i årene som kommer.

I tillegg til GE, andre selskaper går inn på den store turbinloven. I august 2021, Kinas MingYang Smart Energy utgitt detaljer om en 264 meter høy design som vil bruke 118-meters blader.

Andre steder jobber danske Vestas med en 15 megawatt turbin som vil ha en rotordiameter på 236 meter og 115.5 meter blad mens Siemens Gamesa fornybar energi utvikler en turbin som har 108 meter blader og en rotordiameter på 222 meter.

Årsakene til disse økningene i størrelse er klare. Når det kommer til høyde, sier det amerikanske energidepartementet at turbintårnene «blir høyere for å fange opp mer energi, siden vinden generelt øker når høyden øker».

En større rotordiameter er heller ikke bare for visning, og DOE bemerker at de "tillater vindturbiner å feie mer område, fange mer vind og produsere mer elektrisitet."

Det er omtrent det samme med kniver. DOE sier at lengre kniver kan "fange mer av den tilgjengelige vinden enn kortere kniver - selv i områder med relativt mindre vind."

Det er vel og bra å ha enorme turbiner på markedet, men omfanget deres kan utgjøre en rekke mellom- til langsiktige utfordringer for sektoren, og skape klempunkter som kan forårsake hodepine.

Skipsform

Ta installasjoner. I februar, forskning fra Rystad Energi finpusset på noen av de mulige problemene knyttet til skipene som brukes til å installere havvindmøller ute på havet.

Ikke medregnet Kina, sa den at vindturbiner hadde sett det de kalte "en vekstspurt de siste årene, som steg fra et gjennomsnitt på 3 megawatt (MW) i 2010 til 6.5 MW i dag."

Dette skiftet, forklarte det, var sannsynlig å bli opprettholdt. "Turbiner større enn 8 MW utgjorde bare 3% av globale installasjoner mellom 2010 og 2021, men den prosentandelen er spådd å øke til 53% innen 2030."

Ovennevnte data gjelder kun offshore vindturbiner. I følge energiforsknings- og business intelligence-firmaet vil etterspørselen etter fartøyer som kan installere større offshore-turbiner overgå tilbudet innen år 2024.

Operatører, heter det, "må investere i nye fartøy eller oppgradere eksisterende for å installere de superstore turbinene som forventes å bli normen innen slutten av tiåret, ellers kan tempoet i offshore vindinstallasjoner avta."

"Når turbinene var mindre, kunne installasjonen håndteres av førstegenerasjons flåte av havvindfartøyer eller konverterte jackups fra olje- og gassindustrien," sa Martin Lysne, senioranalytiker for rigger og fartøy i Rystad Energy, i en uttalelse. tid.

Med operatører som fortsetter å favorisere større turbiner, sa Lysne at en "ny generasjon spesialbygde fartøyer" ville være nødvendig for å tilfredsstille etterspørselen.

Disse spesialiserte fartøyene kommer ikke billige. amerikansk firma Dominion Energy, for eksempel, leder et konsortium som bygger den 472 fot store Charybdisen, som vil koste rundt 500 millioner dollar og være i stand til å installere nåværende turbiner og neste generasjons turbiner på 12 MW eller mer. Flere fartøyer som Charybdis vil være nødvendig i fremtiden ettersom turbinene vokser.

– Ut av dagens flåte av spesialbygde fartøyer er det bare en håndfull enheter som kan installere 10 MW+ turbiner, og ingen er i dag i stand til å installere 14 MW+ turbiner, ifølge Rystad Energis analyse. "Dette vil endre seg mot 2025 ettersom nybygg begynner å bli levert og eksisterende fartøy får kranoppgraderinger." 

porter

Skipene som transporterer og installerer turbiner vil være viktige i årene som kommer, men havnene der de legger til kai er et annet område hvor investeringer og oppgraderinger sannsynligvis vil være nødvendig for å imøtekomme vindenergiens vekst.

I en kommentar sendt til CNBC via e-post beskrev Rystad Energys Lysne havneinfrastruktur som «veldig viktig» fra et fartøysperspektiv.

Fremover ser det ut til at det vil være behov for mye penger. I mai i fjor sa en rapport fra industriorganet WindEurope at Europas havner måtte investere 6.5 milliarder euro (rundt 7.07 milliarder dollar) innen 2030 for å "støtte utvidelsen av havvind."

Rapporten tok for seg den nye virkeligheten med større turbiner og effekten dette kan ha i forhold til havner og infrastruktur. "Oppgraderte eller helt nye anlegg er nødvendig for å være vert for større turbiner og et større marked," het det.

Havner, sa WindEurope, vil også trenge å "utvide landet sitt, forsterke kaier, forbedre sine dyphavshavner og utføre andre sivile arbeider."

Nylig forsterket også en rapport fra Global Wind Energy Council viktigheten av havner.

"Når offshore vindprosjekter utvides og flytende vindprosjekter i kommersiell skala sprer seg, vil havneoppgraderinger være avgjørende for industriens fremtidige suksess," heter det.

Den Brussel-baserte organisasjonen sa at turbinstørrelsene hadde "økt dramatisk" i løpet av det siste tiåret, og la merke til at 15 MW turbiner var tilgjengelig på markedet.

"Eksperter spår nå at turbiner med en 17 MW-rating vil være vanlig innen 2035," sa den, før de la til at prosjekter sentrert rundt flytende havvind ble utviklet "med enorme volumer."

Disse "flytende prosjektene" trengte "betydelig lagring og montering ved kai, noe som nødvendiggjorde mer romslige fasiliteter, sammenkoblede transportforbindelser på land innenfor havneområder og havner på dypere vann."

"Flere regjeringer har identifisert havneoppgraderinger som avgjørende for å utvikle havvind, fra Taiwan til New York State."

Når det gjelder havner, sa Rystad Energys Lysne til CNBC at USA – hvis nåværende havvindmarked er lite – ville "kreve mer arbeid siden de ikke har den samme infrastrukturen på plass som Europa."

Endringer på den fronten ser ut til å komme. I begynnelsen av mars, BP og Equinor — to virksomheter bedre kjent som olje- og gassprodusenter — signerte en avtale å gjøre om South Brooklyn Marine Terminal til en offshore vindhavn.

I en kunngjøring sa Equinor at havnen ville bli "et banebrytende iscenesettelsesanlegg for Equinor og bps Empire Wind and Beacon Wind-prosjekter." Nettstedet, hevdet det, ville være "et reisemål for fremtidige havvindprosjekter i regionen." Investeringer i infrastrukturoppgraderinger forventes å komme inn på $200 til $250 millioner.

Veien fremover

Alt det ovennevnte er med på viktigheten av infrastruktur og logistikk. Shashi Barla, som er global leder for vindforsyningskjede og teknologi hos Wood Mackenzie, sa til CNBC at selv om selskapene hadde den teknologiske kapasiteten, viste logistiske utfordringer seg å være «veldig vanskelig».

"Det er ikke det at det er noe nytt ... vi har snakket om logistikkutfordringer siden første dag i bransjen," sa Barla. "Det er at ... vi på en måte nærmer oss vippepunktet nå, i dag."

Rundt om i verden, store økonomier kunngjør planer om å øke vindkraftkapasiteten i et forsøk på å redusere vår avhengighet av fossilt brensel.

Selv om disse målene er ambisiøse, er det klart at de møter en rekke hindringer. Til tross for problemene knyttet til turbinstørrelse, vil det kreve en gigantisk innsats å bringe alle disse installasjonene online. Det er arbeid å gjøre.   

"I økende grad blir mangel på tilrettelagt infrastruktur sett på som en viktig begrensende faktor i vindindustriens vekst," bemerket GWECs rapport.

"I mange land," la den til, "begrenser mangel på infrastruktur, som nett- og overføringsnettverk, logistikkmotorveier og havner, utvidelsen av vindkraft og kveler selve innovasjonen som trengs for å transformere energisystemet."

Ved siden av disse problemene vil vindturbiners samhandling med dyrelivet sannsynligvis være et annet område for stor debatt og diskusjon fremover.

Først i forrige uke kunngjorde det amerikanske justisdepartementet at et firma kalt ESI Energy Inc hadde "erkjent seg skyldig i tre tilfeller av brudd på MBTA," eller Migratory Bird Treaty Act.

Etter hvert som det 21. århundre skrider frem, er vindenergi satt for en massiv utvidelse, men veien fremover ser langt fra jevn ut. Med FNs generalsekretær som nylig advarte planeten var «søvngang til klimakatastrofe» innsatsen kunne ikke vært mye høyere.