Wraz z uchwaleniem ustawy Inflation Reduction Act, która obejmuje 370 miliardów dolarów w programach klimatycznych i energetycznych, eksperci od polityki przewidują drastyczną ekspansję produkcji czystej energii. Morska energetyka wiatrowa jest niezawodnym źródłem wzrostu.
Obecnie w Stanach Zjednoczonych działają tylko dwie farmy wiatrowe na morzu w pobliżu Rhode Island i Wirginii o łącznej mocy 42 megawatów. Dla porównania, nowe Traverse Wind Center w Oklahomie ma 356 turbin i 998 megawatów mocy wytwórczej. Nadal jednak jest wiele projektów w fazie rozwoju, głównie na wybrzeżu Atlantyku.
Administracja Bidena zidentyfikowała dwie strefy rozwoju morskiej energetyki wiatrowej w Zatoce Meksykańskiej, które do tej pory zostały dobrze zdefiniowane pod kątem produkcji ropy naftowej i gazu. W ramach swojej strategii klimatycznej prezydent Joe Biden postawił sobie za cel wdrożenie 30 gigawatów (30 000 megawatów) morskiej energii wiatrowej do 2030 r. — wystarczająco dużo, aby zasilić 10 milionów domów energią elektryczną bezemisyjną.
Jako badacze energii w Teksasie, widzimy to jako ekscytujący nowy etap w trwającej transformacji naszego kraju w kierunku czystej energii. Wierzymy, że morska energetyka wiatrowa w Zatoce Meksykańskiej stanowi wyjątkową okazję dla tego regionu geograficznego z silną siłą roboczą i infrastrukturą energetyczną, która pomoże zaspokoić zapotrzebowanie społeczeństwa na niezawodną, niskoemisyjną energię.
Zainstalowana moc w 2021 r. w megawatach. (Grafika: The Conversation/CC-BY-ND, źródło: Global Wind Energy Council)
Dlaczego warto inwestować w energię wiatrową na morzu? W ciągu ostatnich 15 lat energia wiatrowa na lądzie znacznie wzrosła w USA, w tym w Teksasie, największym stanie produkującym energię wiatrową w kraju. Względna łatwość uzyskiwania pozwoleń i lokalizacji energii wiatrowej, przystępne koszty instalacji, obfitość zasobów, darmowe paliwo i niższe koszty operacyjne obniżają koszty energii elektrycznej dla konsumentów. Energia wiatrowa pozwala uniknąć znacznego zanieczyszczenia powietrza, emisji gazów cieplarnianych i emisji wody chłodzącej związanych z elektrowniami zasilanymi węglem, ropą naftową lub gazem ziemnym.
Ale wiatr na morzu ma też swoje wady. Wiatr jest zazwyczaj najsłabszy w najgorętszej części lata, kiedy klimatyzatory ciężko pracują, aby zapewnić ludziom chłód. Wiele najlepszych regionów energetyki wiatrowej znajduje się daleko od centrów zapotrzebowania na energię. Na przykład większość farm wiatrowych w stanie Lone Star znajduje się na wyżynach zachodniego Teksasu i zostały zbudowane po tym, jak stan wydał miliardy na budowę dalekobieżnych linii przesyłowych, aby dostarczyć energię tam, gdzie była potrzebna.
Wiele z najlepszych farm wiatrowych na lądzie w USA (ciemnoniebieskie obszary) znajduje się daleko od społeczności nadmorskich, ale miasta te mogą być obsługiwane przez farmy wiatrowe na morzu. (Źródło: NREL)
Energia słoneczna i baterie mogą rozwiązać niektóre z tych problemów. Ale generacja energii na morzu ma również wiele zalet.
Podobnie jak energia wiatrowa na lądzie pozwala ograniczyć koszty energii dla konsumentów, tak samo można oczekiwać, że energia wiatrowa na morzu przyniesie takie same efekty.
Ponieważ ponad połowa populacji USA mieszka w odległości 50 mil od wybrzeża, farmy wiatrowe na morzu znajdują się blisko centrów zapotrzebowania na energię. Dotyczy to zwłaszcza Zatoki Meksykańskiej, gdzie znajdują się duże miasta, takie jak Houston i Nowy Orlean, a także skupiska zakładów petrochemicznych i portów. Zamiast układać setki mil napowietrznych przewodów i wynikających z tego sporów o prawo drogi i użytkowanie gruntów, firmy energetyczne mogłyby wykorzystać kable podmorskie, aby dostarczyć energię wiatrową do obiektów przemysłowych.
Ważne jest, aby zauważyć, że wiatr morski uzupełnia wiatr lądowy. W upalny letni dzień prędkość powietrza w zachodnim Teksasie spadła, a wiatry morskie stopniowo wzrosły, pomagając sprostać szczytowemu zapotrzebowaniu w lecie i poprawiając niezawodność sieci.
Globalny rynek energii wiatrowej na morzu jest już silny, ale do tej pory USA praktycznie nie istniały. Obfitość ziemi tutaj pobudziła wzrost energii wiatrowej na lądzie, ale osłabiła napływ ludzi do wody.
Zmienia się to, ponieważ surowsze przepisy dotyczące powstrzymywania w głównych stanach wiatrowych, takich jak Iowa, ograniczają odległość, na jaką można umieszczać turbiny, zwiększając koszty budowy i ograniczając dostępność akceptowalnych lokalizacji. Ograniczenia przepustowości amerykańskiej sieci energetycznej również utrudniają wprowadzanie energii wiatrowej na rynek.
Witamy w Zatoce Meksykańskiej, wszyscy doceniacie te trendy, a w połączeniu ze zwiększonym poparciem dla morskiej energetyki wiatrowej w Climate Act, wygląda na to, że amerykańska morska energetyka wiatrowa jest wreszcie gotowa na złoty wiek. Uważamy, że Zatoka Meksykańska jest szczególnie atrakcyjnym miejscem do prowadzenia działalności gospodarczej.
Płytsza głębokość zatoki, wyższe temperatury i spokojniejsze fale są stosunkowo łatwe do opanowania w porównaniu z zimnymi i surowymi warunkami Morza Północnego, północnego Atlantyku i wybrzeża Japonii, gdzie morska energetyka wiatrowa już się rozpoczęła. Głębokość wody do 160 stóp – obecnie maksymalna głębokość dla turbin wiatrowych o stałym dnie – rozciąga się na prawie 90 mil wzdłuż południowo-wschodniego wybrzeża Teksasu i południowego wybrzeża Luizjany, a Nantucket i Martha's Vineyard na północnym wschodzie są oddalone tylko o około 40 mil.
Podwodna topografia zatoki charakteryzuje się coraz łagodniejszymi zboczami niż obszary już rozważane pod kątem rozwoju wzdłuż wybrzeża Wirginii. Oznacza to, że turbiny wiatrowe ze stałym dnem można stosować w większej liczbie lokalizacji niż systemy pływające, co zmniejsza złożoność.
Ważne jest, aby zauważyć, że Gulf Coast ma silny przemysł offshore obsługujący producentów ropy naftowej i gazu oraz wiele wyspecjalizowanych firm świadczących usługi, takie jak spawanie podwodne, produkcja platform oraz usługi helikopterowe i łodziowe w celu transportu ludzi i sprzętu na morze. W 2019 r. produkcja ropy naftowej i gazu w Zatoce Meksykańskiej zapewniła około 345 000 miejsc pracy.
Farmy wiatrowe w Zatoce Perskiej mogą wykorzystywać istniejącą infrastrukturę. Istnieje prawie 1200 mil kabli podmorskich, które mogą przesyłać energię wiatru na brzeg. Energię wiatrową można również zintegrować z większym systemem energetycznym, który obejmuje produkcję i magazynowanie zielonego wodoru, a także wychwytywanie dwutlenku węgla.
Wspieranie pracowników i osób narażonych Wierzymy również, że morska energetyka wiatrowa może pomóc w osiągnięciu celów sprawiedliwości środowiskowej. Produkcja czystszej i bezemisyjnej energii elektrycznej pomoże zastąpić rafinerie i fabryki przetwarzające i wytwarzające energię elektryczną z paliw kopalnych. Obiekty te wyrządziły poważne szkody dla zdrowia miast takich jak Houston i społeczności kolorowych w Stanach Zjednoczonych.
Rozwój energetyki wiatrowej w Zatoce Perskiej daje również możliwość płynnego przejścia siły roboczej, ponieważ Stany Zjednoczone stopniowo zmniejszają swoją zależność od paliw kopalnych. Luizjana rozpoczęła opracowywanie przepisów dotyczących wiatru na morzu na wodach stanowych i stara się o fundusze federalne z Arkansas i Oklahomą w celu utworzenia regionalnego centrum czystego wodoru.
Zielony oznacza, że federalne zatwierdzenia projektów energetycznych są bardzo powolne, a projekty wiatrowe na wodach federalnych mogą trwać lata. Ale projekty na wodach stanowych – do 3 mil morskich od brzegu w większości obszarów i 9 mil od brzegu w Teksasie – mogą być ukończone znacznie szybciej.
Wiele zależy od tego, czy stany energetyczne, takie jak Teksas i Luizjana, dostrzegą szansę na rozszerzenie swojej reputacji liderów energetycznych na morską energetykę wiatrową. Jak widzieliśmy, boom morskiej energetyki wiatrowej w Zatoce Perskiej będzie korzystny dla regionu, kraju i globalnego klimatu.
Autor Michael E. Webber jest profesorem energetyki na Uniwersytecie Teksańskim w Austin i poświęcił tę książkę setnej rocznicy urodzin Josie.
Hugh Daigle jest profesorem nadzwyczajnym inżynierii naftowej i geosystemów na Uniwersytecie Teksańskim w Austin.
Czas publikacji: 20-08-2022
