Оффшорный ветер - краткая история

Кредит: используется с разрешения Worldsfairchicago1893.com

© Peterjohn Chisholm / AdobeStock

Previous Next

Поздравляем с 80-летием Maritime Reporter & Engineering News ! Восемьдесят лет - это значительное издательское и деловое достижение!
Дни рождения всегда вызывают взгляд назад. 80-летний обзор начинается в 1939 году, закрытие одного очень сложного десятилетия, начало событий, которое все еще отражается и сегодня. Самая важная история истории содержится в последние 80 лет.

Энергия доминировала в каждом из этих десятилетий. Подумайте об использовании энергии, скажем, начиная со Второй мировой войны, с 1950 по 1975 год. Была сила для всего: от, казалось бы, бесконечных источников нефти, газа и угля, и ядерная энергия стояла в стороне.
Далее вспомним энергию с 1975 по 2000 год. Не так счастлив. Самое шокирующее - фактическая нехватка энергии и стремительный рост расходов. Столь же шокирующим: социальные и экологические катастрофы, которые уже нельзя было отодвинуть в сторону, от Эксона Вальдеса до разрушительных шахтных рудников, до Три-Майл-Айленда и до городского смога.
Теперь вспомним последние 19 лет. Баккенское поле. Пермский бассейн. Глубоководная добыча океана. И сложная индустрия, готовая к любой игре в любом месте, работающая на пике научно-технического мастерства.

Но за последние 19 лет произошли огромные изменения. Нефть, газ и уголь - это уже не вся история. Возобновляемые источники энергии - солнечные и ветровые - переместились ближе к центральной сцене, где они будут оставаться, и увеличиваться. Зачем? Потому что люди любят возобновляемые источники энергии. Они не хотят чувствовать энергетическую вину. Или, что еще точнее, виноват в воздействии энергии, от угольного шлама до глубоководного горизонта, до климата и мониторинга отработавшего ядерного топлива в течение тысячи лет.

Не заблуждайтесь, что в следующие 80 лет миру повезло, что в нем будет большое количество нефти и газа - ответственно извлечено и добыто, но в будущем будет потребляться, а не поглощаться, высокоэффективными двигателями.

В следующие 80 лет миру вдвойне повезло, что у него есть шанс включить производство электроэнергии из возобновляемых источников, опять же, прежде всего, из ветра и солнца. Это не случайные, отключенные возможности. Как и весь прогресс, этот выбор является эволюционным, обусловленным принятыми решениями и работой, начатой много лет назад.

В духе оглядки назад приведу краткий обзор офшорных ветров и того, как его развитие отслеживалось одновременно с 80-летним успехом Maritime Reporter. Для сравнения, оффшорный ветер - новичок (хорошо, не считая энергии ветра для кораблей и лодок). Первая коммерческая оффшорная ветропарка была построена в 1991 году в Дании. Первый американский проект на Острове Блока, RI, в 2016 году!

Чтобы установить временные рамки в современном контексте, этот обзор опирается на увлекательную историю ветроэнергетики, разработанную Министерством энергетики США. На суше история DOE начинается в 1850 году, когда Даниэлем Халлэем и Джоном Бернхэмом была основана американская компания по производству ветряных двигателей.
В 1890 году были изобретены стальные лопасти ветряной мельницы, что привело к развитию культового западного символа.
Важный урок: технологические разработки, как и сейчас, имеют решающее значение для всех достижений в области энергетики.

В 1893 году пятнадцать ветряных компаний продемонстрировали энергию ветра на Всемирной выставке в Чикаго. Различные модели, дерево, сталь и железо, были адаптированы к конкретным местам и условиям.

После 1893 года временная шкала Министерства энергетики США подскочила на 48 лет до 1941 года, что свидетельствует о том, что самая большая ветряная турбина того времени поставила 1,25 мегаватта для коммунального предприятия в Вермонте. Но в этом почти полувековом разрыве есть урок. Электроэнергетика Америки развивалась быстро, но без ветра. Электрические системы и новые требования, предъявляемые к системам, нуждались в постоянной, устойчивой мощности - подумайте об угле и гидроэнергетике. Переменный ветер был прекрасен для отдаленных, уникальных мест, но недостаточен для новых электрифицированных городских железных дорог, например.

Затем временная шкала подскочила еще на 29 лет до 1970 года. В ней записано: «Цена на нефтяные ракеты, а также интерес и исследования в области ветряных турбин и энергии, которую они генерируют».

Затем события ускоряются:

- 1978 - Президент Картер подписал Закон о регулировании коммунальных услуг, требующий от компаний покупать определенное количество электроэнергии у возобновляемых источников энергии, в том числе ветра.

- 1980 - В Калифорнии установлены первые ветряные электростанции.

- 1981 г. - ученые НАСА Ларри Витерна и Боб Корриган разрабатывают «Метод Витерны», который становится наиболее распространенным методом прогнозирования производительности ветряных турбин, повышая эффективность турбины до сегодняшнего дня.

- 1991 - Дания - Dong Energy (ныне Орстед) ввела в эксплуатацию Windby, первую морскую ветряную электростанцию, построенную на глубине от двух до пяти метров. 11 турбин Windby обеспечивали электроэнергией почти 2200 семей. Он продолжался в течение 25 лет, дольше, чем ожидалось, и был демонтирован в 2017 году. Windby был бесценной рабочей лабораторией, помогая датским компаниям приобретать опыт, как в техническом плане, так и в обучении экспорту этого нового оффшорного бизнеса. Возможно, самый важный урок: Windby служил электростанцией, дополняя и дополняя общую электрическую систему.

- 1992 год - Президент Буш подписал Закон об энергетической политике, разрешающий налоговую скидку на производство в размере 1,5 цента за киловатт-час электроэнергии, вырабатываемой ветряной энергией, и вновь уделяя особое внимание использованию возобновляемых источников энергии.

- 1993 г. - создан Национальный центр ветроэнергетики.

- 2011 г. - Важный документ: Национальная стратегия ветроэнергетики Министерства энергетики США, проект партнерства с Министерством внутренних дел. Цель: снизить стоимость энергии за счет разработки технологий и сокращения сроков развертывания.

Гари Нортон - старший консультант по технологиям возобновляемой энергии в Управлении ветроэнергетических технологий Министерства энергетики США. Нортон был автором Стратегии 2011 года и Обновления Стратегии 2016 года. Его спросили: как обстоят дела с оффшорным ветром - двигаясь слишком медленно или где мы должны быть?
«Я думаю, у нас все хорошо», - ответил Нортон. Он назвал межучрежденческое сотрудничество особенно важным и продуктивным, при этом Министерство энергетики сосредоточило внимание на технических достижениях, которые позволили бы снизить стоимость энергии ветра в море, в то время как Бюро управления океанской энергией (BOEM) работало над наилучшими способами ускорения сложного процесса регулирования для океанических ресурсов. проекты.

CutGary Norton
Гэри Нортон, старший консультант по технологиям использования возобновляемых источников энергии, Министерство энергетики США, Управление по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии, Управление ветроэнергетических технологий / Управление гидроэнергетических технологий

Нортон сказал, что первоначальные прогнозы в Стратегии 2011 года были «довольно амбициозными». Теперь, однако, «во многих штатах дела действительно идут на пользу со многими разработчиками проектов и обязались оказывать финансовую поддержку». Когда эта работа началась, он отметил, что неопределенность преобладает. «Сейчас это происходит», - сказал он, ссылаясь, например, на огромный рост стоимости сайта. «В Массачусетсе, - отмечает Нортон, - недавние заявки на аренду ветровой энергии BOEM подскочили до 135 миллионов долларов США по сравнению с 42 миллионами долларов несколькими годами ранее и всего лишь 1,5 миллионами долларов США на более ранних этапах торгов».

Еще один важный результат Стратегии: Национальный консорциум по исследованиям и разработкам, в настоящее время состоящий из большинства крупных разработчиков ветровых ветров и четырех государственных агентств Атлантического побережья от Массачусетса до Вирджинии. В 2018 году Министерство энергетики США выбрало Администрацию консорциума по управлению и исследованиям в области энергетики штата Нью-Йорк (NYERDA). Министерство энергетики выделило 20,5 млн. Долл. США на конкурсные проекты НИОКР, и NYSERDA соответствовала этой сумме.

Наконец, Нортон подчеркнул важность экономического анализа Министерства энергетики, касающегося ветровых ветров, и того, как он может наилучшим образом вписаться в общий энергетический рынок, максимально увеличив его ценность. Также важно: новая и растущая переоценка многих портов восточного побережья, поскольку они готовятся и позиционируют себя, чтобы играть ведущую роль в морской логистике, необходимой для создания совершенно новой энергетической отрасли.

2013 - Критический проект: строительство первой плавающей морской ветряной турбины, подключенной к сети. Это было партнерство Министерства энергетики с Университетом штата Мэн, на котором была развернута ветротурбина на 20 кВт с плавающей платформой в масштабе 1: 8 - первая в мире. Этот проект послужит основой для проектирования и строительства двух полномасштабных плавающих морских ветряных турбин, работа над которыми ведется в настоящее время и завершена в 2021 году. В проекте используется запатентованная технология платформы VolturnUS, плавающий бетонный корпус, который может поддерживать ветряные турбины на глубине воды 45 метров. или больше (вспомните глубину 2-5 метров Уиндби).

Хабиб Дагер, PhD, PE, является исполнительным директором Центра перспективных конструкций и композитов Университета штата Мэн.
Дагер объяснил, что Мэн пострадал от высоких энергетических затрат. Первоначальный интерес Мэна к морскому ветру начался с большого вопроса: сколько энергии нам нужно для всего, от тепловых насосов до электромобилей? В штате Мэн потенциальный ветер с суши оценивается в 160 гигаватт. Дагер сказал, что весь штат использует около 2,4 ГВт. Всего 3% потенциальной энергии океанского ветра удовлетворит все потребности ME!

Глубокая вода, тем не менее, предотвращает турбины с неподвижным дном. Отсюда и исследование плавучих технологий. UofM сосредоточился на ключевых проблемах: стабильность, штормы, дизайн. Дагер сказал, что уменьшенная модель прошла все тесты, от ее подключения к сети до выдерживания 500-летнего шторма.
Но самая большая отдача? Моделирование. Дагер сказал, что энергетические модели UofM позволят проводить более простые, быстрые и точные оценки и оценки для согласования проектной площадки с оборудованием, материалами и позиционированием. Все это означает более дешевую энергию от ветра с берега.

- 2016 - Запускается ветряная электростанция Block Island в штате Род-Айленд, первый коммерческий морской проект по производству ветровой энергии в США. Он относительно небольшой - 30 мегаватт, проект, разработанный Deepwater Wind.

- 2018 - Министерство энергетики сообщает (данные за 2017 год), что в трубопроводе США находится в общей сложности 25 434 МВт энергии ветроэнергетического шельфа, а проекты находятся в разработке в Нью-Йорке, Нью-Джерси, Массачусетсе и Вирджинии.

В глобальном масштабе (данные за 2017 год) было введено в эксплуатацию 3387 МВт мощности ветровых ветров в море, в результате чего совокупная установленная глобальная мощность составила 16,3 ГВт. Соединенное Королевство является крупнейшим морским ветроэнергетическим рынком с совокупной установленной мощностью 5824 МВт, за которым следуют Германия (4667 МВт), Китай (1823 МВт), Дания (1399 МВт) и Нидерланды (1124 МВт).

Министерство энергетики сообщает, что во всем мире аукционные цены продолжают падать. В 2017 году разработчики разместили четыре заявки, которые были названы «нулевой субсидией».