Под водой: дорожная карта для возобновляемой энергетики

© Fokke / Adobe Stock

Благодаря увеличению уровня долгового финансирования проектов, ориентированных на климат, ветроэнергетика стала одной из самых быстрорастущих отраслей промышленности. Джессика Уильямс, аналитик по инфраструктуре S & P Global Ratings, рассматривает технологии подводных лодок, которые делают этот прогресс возможным.

Возобновляемая энергия вносит все больший вклад в электрическую сеть. По данным REN21, к концу 2016 года источники «зеленой энергии» составляли почти четверть мирового электроснабжения. Ветровая энергия внесла значительный вклад в этот сдвиг и уступает только гидроэнергетике с точки зрения возобновляемых мощностей. И во многом благодаря усилиям по декарбонизации во всем мире растет проникновение на рынок энергии ветра; Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC) оценивает, что глобальный потенциал достигнет 817 гигаватт (ГВ) к 2021 году, что на 68 процентов больше, чем в 2016 году.

Этот рост стимулирует сильный трубопровод технологий. По мере совершенствования технологий это снижает затраты, делая энергию ветра более жизнеспособной. Например, усовершенствованная технология позволяет использовать большие ветровые турбины и фундаменты, что увеличивает эффективность производства и производства. Используя преимущества повышения эффективности, подводные кабели, таким образом, устраняют проблемы непоследовательного спроса и предложения; они позволяют передавать электроэнергию на шельфе - или в отдаленных географических точках - для передачи в наиболее важные городские районы.

География возобновляемых источников энергии
Возьмем штат Нью-Йорк, например, который имеет четыре густонаселенных графства, два из которых являются частью Нью-Йорка, расположенного на Лонг-Айленде. Остров сталкивается с серьезными проблемами, связанными с его существенными потребностями в электроэнергии из-за устаревших проблем с ограничениями на газ и электрическую передачу, а также ограниченным географическим доступом к альтернативам с возобновляемыми источниками энергии (такими как солнечная энергия или ветер). Тем не менее, штат Нью-Йорк сделал возобновляемое развитие главной целью политики в соответствии со своим Стандартом чистой энергии, который предусматривает, что к 2030 году 50 процентов его электроэнергии будет поступать из возобновляемых источников.

Таким образом, хотя цель амбициозна, цели сокращения выбросов в штате Нью-Йорк являются достаточно гибкими, чтобы включать зеленую энергию, передаваемую из других стран. Это особенно важно для Лонг-Айленда, который пользуется кросс-звуковым кабелем, подводной линией передачи, которая передает излишнюю чистую электроэнергию через Long Island Sound из возобновляемой богатой Новой Англии.

В дополнение к своим обширным гидрологическим и ветровым ресурсам в Новой Англии действуют собственные политики сокращения выбросов углерода на государственном уровне, которые относятся к десятилетию. Кросс-звуковой кабель может передавать 330 МВт гидрологической и ветровой энергии, происходящей в Новой Англии до Лонг-Айленда, что приравнивается к значительной экономии углерода наравне с мощностью около 600 МВт. В конечном счете, это не только обеспечивает Лонг-Айленд с улучшенной стабильностью сетки, но также обеспечивает использование избыточной энергии ветра Новой Англии.

Трансмиссия за рубежом
В Европе реализуются сопоставимые проекты. Например, инициатива Western Link - проект стоимостью 1 миллиард фунтов стерлингов, расположенный в Великобритании, - будет передавать электроэнергию, выделяемую обширными береговыми и оффшорными ветровыми ресурсами Шотландии в Англию и Уэльс с использованием подводных и подземных кабелей. Подобно Cross Sound Cable, Western Link также двунаправленна. Это означает, что, хотя эти кабели позволяют некоторым областям извлекать выгоду из избыточной возобновляемой энергии, генерируемой в других местах, электричество также может протекать в противоположном направлении в соответствии с требованиями электроснабжения и спроса. В свою очередь, это способствует стабильности сетки на обоих концах - и долговечности кабеля.

В Германии оператор системы передачи (TSO) TenneT Holding BV (TenneT) привлек 1 млрд евро зеленых облигаций для финансирования линий электропередачи, соединяющих проекты морского ветра в Северном море с немецкой сетью. Действительно, все большее число проектов в Северном море вносят вклад в впечатляющий рост ветровой энергии в Европе; по данным WindEurope, регион пользовался рекордным годом в 2017 году, добавив 14 ГВт к сетке возобновляемых источников энергии. В Азиатско-Тихоокеанском регионе также идет существенное предложение. Азиатский центр возобновляемой энергии охватывает 7 000 квадратных километров земли в восточном регионе Пилбара в Западной Австралии и предназначен для размещения как солнечных, так и ветроэнергетических установок с целью передачи энергии, производимой в Юго-Восточную Азию.

Азиатский центр возобновляемой энергии влечет за собой строительство береговых ветровых турбин мощностью 1200 300 м, а еще 2400 МВт - от солнечных панелей - все они будут экспортироваться через высоковольтные подводные кабели передачи в Джакарту и Сингапур. Проект будет генерировать электроэнергию для 7 миллионов домов в Индонезии и будет компенсировать почти 1 миллиард тонн углеродных выбросов в течение его срока службы.

Тщательная конструкция
Однако из-за скорости технологического развития постоянно меняется технологический риск, а также влияние строительства и реализации на окружающую среду.

Например, с более прочными подводными кабелями на большие расстояния до берега и более суровые морские условия - два важных соображения, когда речь идет о этапах строительства и эксплуатации оффшорных проектов ветра. Эти риски усиливаются, когда есть расхождения между технологиями, предложенными на этапе торгов, и теми, которые фактически установлены на этапе строительства. Действительно, некоторые немецкие коммунальные предприятия - в структурировании своих предполагаемых затрат - поверили в совершенствование технологий между нынешним и 2021 годами, когда будут построены будущие проекты по ветровому ветру. Снижение воздействия на окружающую среду на этапе строительства ветрового проекта также является ключевым приоритетом. Для этого можно использовать комплексные оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) и низкоуровневые технологии строительства, такие как процедуры мягкого запуска и технологии снижения шума.

Речь идет о проектах TenneT в Германии. Помимо повышения удобства использования устойчивой энергии, TenneT стремится минимизировать физическое воздействие своих операций на Северном море. Помимо использования ОВОС и технологий с низким уровнем воздействия, все суда-подрядчики, устанавливающие подводный кабель передачи TenneT, должны получить сертификацию, чтобы доказать, что они не выбрасывают сточные воды в море. В конечном итоге подводные кабели позволяют распределять возобновляемые источники энергии в районы, которые могут принести пользу. Эти проекты могли бы способствовать глобальному сдвигу в энергосистеме, что может означать, что все большее число домов и предприятий более полно использует возобновляемые источники энергии, тем самым уменьшая свои углеродные следы.

(Как опубликовано в издании « Морской репортер и инженерные новости» от апреля 2018 года)