La corsa per il lancio di turbine eoliche "super-dimensioni" è iniziata

In un futuro non troppo lontano, le acque a 15 miglia al largo di Martha's Vineyard ospiteranno una parte potenzialmente cruciale del futuro energetico dell'America: il Vineyard Wind 800 da 1 megawatt, un progetto che è stato descritto come "il primo parco eolico offshore su scala commerciale della nazione .”

La costruzione di Vineyard Wind 1 è iniziata lo scorso anno, e la struttura utilizzerà versioni da 13 MW delle turbine Haliade-X di GE Renewable Energy. Con un'altezza fino a 260 metri (853 piedi), un diametro del rotore di 220 metri e pale da 107 metri, l'Haliade-X fa parte di una nuova generazione di turbine destinate ad essere installate negli anni a venire.

Oltre GE, altre società stanno entrando nel grande atto delle turbine. Nell'agosto 2021, la cinese MingYang Smart Energy ha rilasciato i dettagli di un design alto 264 metri che utilizzerà lame da 118 metri.

Altrove, l'azienda danese Vestas sta lavorando a una turbina da 15 megawatt che avrà un diametro del rotore di 236 metri e pale da 115.5 metri mentre Siemens Gamesa Renewable Energy sta sviluppando una turbina che incorpora pale da 108 metri e un diametro del rotore di 222 metri.

Le ragioni di questi aumenti di dimensioni sono chiare. Per quanto riguarda l'altezza, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti afferma che le torri delle turbine "stanno diventando più alte per catturare più energia, poiché i venti generalmente aumentano all'aumentare dell'altitudine".

Anche un diametro del rotore più grande non è solo per lo spettacolo, con il DOE che osserva che "consentono alle turbine eoliche di spazzare più area, catturare più vento e produrre più elettricità".

È più o meno lo stesso con le lame. Il DOE afferma che le pale più lunghe possono "catturare più vento disponibile rispetto alle pale più corte, anche in aree con vento relativamente minore".

L'arrivo di enormi turbine sul mercato va bene, ma la loro vastità potrebbe rappresentare una serie di sfide a medio e lungo termine per il settore, creando punti critici che potrebbero causare mal di testa.

a forma di nave

Prendi installazioni. A febbraio, ricerca di Rystad Energy ha approfondito alcune delle possibili questioni relative alle navi utilizzate per installare le turbine eoliche offshore in mare aperto.

Senza contare la Cina, ha affermato che le turbine eoliche hanno visto quello che ha definito "uno scatto di crescita negli ultimi anni, passando da una media di 3 megawatt (MW) nel 2010 a 6.5 ​​MW di oggi".

Questo cambiamento, ha spiegato, sarebbe stato probabilmente sostenuto. "Le turbine più grandi di 8 MW hanno rappresentato solo il 3% delle installazioni globali tra il 2010 e il 2021, ma si prevede che tale percentuale salirà al 53% entro il 2030".

I dati di cui sopra si riferiscono solo alle turbine eoliche offshore. Secondo la società di ricerca energetica e business intelligence, la domanda di navi in ​​grado di installare turbine offshore più grandi supererà l'offerta entro il 2024.

Gli operatori, ha affermato, "dovranno investire in nuove navi o aggiornare quelle esistenti per installare le turbine di grandi dimensioni che dovrebbero diventare la norma entro la fine del decennio, altrimenti il ​​ritmo delle installazioni eoliche offshore potrebbe rallentare".

"Quando le turbine erano più piccole, l'installazione poteva essere gestita dalla flotta di prima generazione di navi eoliche offshore o convertitori jackup dall'industria petrolifera e del gas", ha affermato Martin Lysne, analista senior per impianti di perforazione e navi di Rystad Energy, in una dichiarazione al tempo.

Con gli operatori che continuano a favorire turbine più grandi, Lysne ha affermato che sarebbe necessaria una "nuova generazione di navi appositamente costruite" per soddisfare la domanda.

Queste navi specializzate non costano poco. azienda statunitense Dominion Energy, ad esempio, è a capo di un consorzio che costruisce il Charybdis da 472 piedi, che costerà circa 500 milioni di dollari e sarà in grado di installare turbine attuali e di nuova generazione da 12 MW o più. In futuro saranno necessarie più navi come la Charybdis man mano che le turbine crescono.

"Dall'attuale flotta di navi appositamente costruite, solo una manciata di unità può installare turbine da 10 MW+ e nessuna è attualmente in grado di installare turbine da 14 MW+", secondo l'analisi di Rystad Energy. "Ciò cambierà verso il 2025 quando inizieranno a essere consegnate nuove costruzioni e le navi esistenti riceveranno aggiornamenti delle gru". 

porte

Le navi che trasportano e installano turbine saranno importanti negli anni a venire, ma i porti in cui attraccano sono un'altra area in cui saranno probabilmente necessari investimenti e ammodernamenti per soddisfare la crescita dell'energia eolica.

In un commento inviato alla CNBC via e-mail, Lysne di Rystad Energy ha descritto l'infrastruttura portuale come "molto importante" dal punto di vista della nave.

Andando avanti, sembrerebbe che saranno necessari molti soldi. Lo scorso maggio, un rapporto dell'ente industriale WindEurope ha affermato che i porti europei dovrebbe investire 6.5 miliardi di euro (circa 7.07 miliardi di dollari) entro il 2030 per "sostenere l'espansione dell'eolico offshore".

Il rapporto ha affrontato la nuova realtà delle turbine più grandi e l'effetto che ciò potrebbe avere in relazione ai porti e alle infrastrutture. "Sono necessarie strutture aggiornate o completamente nuove per ospitare turbine più grandi e un mercato più ampio", ha affermato.

I porti, ha affermato WindEurope, avrebbero anche bisogno di "espandere la loro terra, rafforzare le banchine, migliorare i loro porti d'altura e realizzare altre opere civili".

Più di recente, anche un rapporto del Global Wind Energy Council ha rafforzato l'importanza dei porti.

"Man mano che i progetti eolici offshore si espandono e proliferano i progetti eolici galleggianti su scala commerciale, gli aggiornamenti portuali saranno fondamentali per il futuro successo del settore", ha affermato.

L'organizzazione con sede a Bruxelles ha affermato che le dimensioni delle turbine sono "aumentate notevolmente" nell'ultimo decennio, rilevando che sul mercato erano disponibili turbine da 15 MW.

"Gli esperti ora prevedono che le turbine con una potenza nominale di 17 MW saranno comuni entro il 2035", ha affermato, prima di aggiungere che i progetti incentrati sull'eolico offshore galleggiante sono stati sviluppati "a volumi enormi".

Questi "progetti galleggianti" richiedevano "un significativo stoccaggio e assemblaggio in banchina, che richiedevano strutture più spaziose, collegamenti di trasporto terrestre di collegamento all'interno delle aree portuali e porti di acque più profonde".

"Diversi governi hanno identificato gli aggiornamenti portuali come vitali per il progresso dell'eolico offshore, da Taiwan allo Stato di New York".

In relazione ai porti, Lysne di Rystad Energy ha detto alla CNBC che gli Stati Uniti, il cui attuale mercato eolico offshore è piccolo, "richiederebbero più lavoro poiché non hanno la stessa infrastruttura in atto come l'Europa".

Il cambiamento su quel fronte sembra essere imminente. All'inizio di marzo, BP ed Equinor — due aziende meglio conosciute come produttori di petrolio e gas — hanno firmato un accordo convertire il South Brooklyn Marine Terminal in un porto eolico offshore.

In un annuncio, Equinor ha affermato che il porto sarebbe diventato "una struttura di allestimento all'avanguardia per i progetti Empire Wind e Beacon Wind di Equinor e bp". Il sito, ha affermato, sarebbe "una destinazione ideale per futuri progetti eolici offshore nella regione". Si prevede che gli investimenti per l'ammodernamento delle infrastrutture oscilleranno tra i 200 ei 250 milioni di dollari.

La strada da percorrere

Tutto quanto sopra contribuisce all'importanza delle infrastrutture e della logistica. Shashi Barla, che è responsabile globale della catena di approvvigionamento e della tecnologia eolica presso Wood Mackenzie, ha detto alla CNBC che, sebbene le aziende avessero le capacità tecnologiche, le sfide logistiche si stavano rivelando "molto difficili".

"Non è che si tratti di qualcosa di nuovo... si parla di sfide logistiche sin dal primo giorno del settore", ha affermato Barla. "È che... in questo momento, oggi, ci stiamo avvicinando al punto di svolta".

In tutto il mondo, grandi economie stanno annunciando piani per aumentare la capacità di energia eolica nel tentativo di ridurre la nostra dipendenza dai combustibili fossili.

Sebbene questi obiettivi siano ambiziosi, è chiaro che devono affrontare una serie di ostacoli. Nonostante i problemi relativi alle dimensioni della turbina, sarà necessario uno sforzo gigantesco per portare in linea tutte queste installazioni. C'è del lavoro da fare.   

"Sempre più, la mancanza di infrastrutture facilitanti è vista come un importante fattore limitante nella crescita del settore eolico", osserva il rapporto del GWEC.

"In molti paesi", ha aggiunto, "la mancanza di infrastrutture, come reti di rete e di trasmissione, autostrade logistiche e porti, sta frenando l'espansione dell'energia eolica e soffocando l'innovazione stessa necessaria per trasformare il sistema energetico".

Accanto a questi problemi, è probabile che l'interazione delle turbine eoliche con la fauna selvatica sia un'altra area di grande dibattito e discussione in futuro.

Solo la scorsa settimana, il Dipartimento di Giustizia degli Stati Uniti ha annunciato che un'azienda chiamata ESI Energy Inc si era "dichiarato colpevole di tre capi di imputazione per aver violato l'MBTA", o Migratory Bird Treaty Act.

Con il progredire del 21° secolo, l'energia eolica è destinata a una massiccia espansione, ma la strada da percorrere sembra tutt'altro che liscia. Con il segretario generale delle Nazioni Unite che ha recentemente avvertito che il pianeta lo era "il sonnambulismo verso la catastrofe climatica", la posta in gioco non potrebbe essere molto più alta.