З прийняттям Закону про скорочення інфляції, який включає 370 мільярдів доларів на кліматичні та енергетичні програми, експерти з політики прогнозують різке розширення виробництва чистої енергії. Морська вітроенергетика є надійним джерелом зростання.
Сьогодні у Сполучених Штатах поблизу Род-Айленда та Вірджинії діють лише дві морські вітрові електростанції загальною потужністю 42 мегавати. Для порівняння, новий вітровий центр Traverse Wind Center в Оклахомі має 356 турбін та 998 мегават генеруючої потужності. Але все ще існує багато проектів, які розробляються, переважно на Атлантичному узбережжі.
Адміністрація Байдена визначила дві зони розвитку морської вітроенергетики в Мексиканській затоці, які наразі добре визначені для видобутку нафти та газу. У рамках своєї кліматичної стратегії президент Джо Байден поставив за мету розгорнути 30 гігават (30 000 мегават) морської вітроенергетики до 2030 року — достатньо для забезпечення 10 мільйонів будинків електроенергією без викидів вуглецю.
Як дослідники енергетики в Техасі, ми розглядаємо це як захопливий новий етап у переході нашої країни до чистої енергії. Ми вважаємо, що морська вітрова енергетика в Мексиканській затоці представляє унікальну можливість для цього географічного регіону з сильною робочою силою та енергетичною інфраструктурою допомогти задовольнити потреби суспільства в надійній енергії з низьким вмістом вуглецю.
Встановлена потужність у 2021 році в мегаватах. (Зображення: The Conversation/CC-BY-ND, джерело: Global Wind Energy Council)
Чому варто виходити на шельф? За останні 15 років наземна вітроенергетика значно зросла в США, зокрема в Техасі, штаті, що найбільше виробляє вітроенергетику в країні. Відносна легкість отримання дозволів та розміщення вітроелектростанцій, доступні витрати на встановлення, велика кількість ресурсів, безкоштовне паливо та нижчі граничні експлуатаційні витрати знижують витрати на електроенергію для споживачів. Вітрова енергетика дозволяє уникнути значного забруднення повітря, викидів парникових газів та викидів охолоджувальної води, пов'язаних з електростанціями, що працюють на вугіллі, нафті або природному газі.
Але морська вітроенергетика також має свої недоліки. Вітер зазвичай найслабший у найспекотнішу частину літа, коли кондиціонери наполегливо працюють, щоб охолоджувати людей. Багато з найкращих регіонів вітроенергетики знаходяться далеко від центрів попиту на електроенергію. Наприклад, більшість вітрових електростанцій у штаті Лоун-Стар розташовані у високогір'ї західного Техасу та були побудовані після того, як штат витратив мільярди на будівництво ліній електропередачі на великі відстані, щоб доставляти електроенергію туди, де вона була потрібна.
Багато найкращих наземних вітрових електростанцій у США (темно-сині області) розташовані далеко від прибережних населених пунктів, але ці міста можуть обслуговуватися морськими вітровими електростанціями. (Джерело: NREL)
Сонячна енергія та акумулятори можуть вирішити деякі з цих проблем. Але виробництво електроенергії на морі також має багато переваг.
Так само, як наземна вітроенергетика знижує витрати споживачів на енергію, очікується, що морська вітроенергетика зробить те саме.
Оскільки понад половина населення США проживає в межах 50 миль від узбережжя, офшорні вітрові електростанції розташовані поблизу центрів попиту на електроенергію. Це особливо актуально в Мексиканській затоці, де розташовані великі міста, такі як Х'юстон і Новий Орлеан, а також зосереджені нафтохімічні заводи та порти. Замість прокладання сотень миль повітряних проводів та виникнення суперечок щодо права відведення та землекористування, енергетичні компанії могли б використовувати підводні кабелі для доставки вітрової енергії до промислових об'єктів.
Важливо зазначити, що морський вітер доповнює вітер з суші. У спекотний літній день швидкість повітря в західному Техасі сповільнилася, а морські вітри поступово посилилися, що допомогло задовольнити піковий літній попит і підвищити надійність мережі.
Глобальний ринок морської вітроенергетики вже є сильним, але досі ринок США практично не існував. Велика кількість землі тут стимулювала зростання наземної вітроенергетики, але послабила приплив людей до води.
Ситуація змінюється, оскільки суворіші правила стримування у штатах, що займаються вітровою енергетикою, таких як Айова, обмежують відстань між турбінами, що збільшує витрати на будівництво та обмежує доступність прийнятних місць. Обмеження потужності енергосистеми США також ускладнюють виведення вітроенергетики на ринок.
Ласкаво просимо до Мексиканської затоки, ви всі цінуєте ці тенденції, і в поєднанні зі зростанням підтримки морської вітроенергетики в Законі про клімат, схоже, що морська вітроенергетика США нарешті готова до золотого віку. Ми бачимо Мексиканську затоку як особливо привабливе місце для ведення бізнесу.
Менша глибина затоки, вищі температури та спокійніші хвилі є відносно контрольованими порівняно з холодними та суворими умовами Північного моря, Північної Атлантики та узбережжя Японії, де вже почалася розробка морської вітроенергетики. Глибина води до 160 футів – наразі максимальна глибина для вітрових турбін з фіксованим дном – простягається майже на 90 миль уздовж південно-східного узбережжя Техасу та південного узбережжя Луїзіани, а Нантакет і Мартас-Він'ярд на північному сході знаходяться лише близько 40 миль.
Підводний рельєф затоки характеризується дедалі пологішими схилами, ніж ділянки, які вже розглядаються для розвитку вздовж узбережжя Вірджинії. Це означає, що вітрові турбіни з фіксованим дном можна використовувати в більшій кількості місць, ніж плавучі системи, що зменшує складність.
Важливо зазначити, що узбережжя Мексиканської затоки має потужну офшорну промисловість, яка обслуговує виробників нафти і газу, а також багато спеціалізованих компаній, що надають такі послуги, як підводне зварювання, виготовлення платформ, а також послуги вертольотів і човнів для транспортування людей і обладнання до моря. У 2019 році видобуток нафти і газу в Мексиканській затоці забезпечив близько 345 000 робочих місць.
Вітрові електростанції в Перській затоці можуть використовувати існуючу інфраструктуру. Існує майже 1200 миль підводних кабелів, які можуть передавати енергію вітру до берега. Вітрову енергетику також можна інтегрувати в більшу енергетичну систему, яка включає виробництво та зберігання зеленого водню, а також уловлювання вуглецю.
Підтримка працівників та вразливих верств населення. Ми також вважаємо, що морська вітроенергетика може допомогти досягти цілей екологічної справедливості. Виробництво чистішої та безвуглецевої електроенергії допоможе замінити нафтопереробні заводи та фабрики, які переробляють та виробляють електроенергію з викопного палива. Ці установки завдали серйозної шкоди здоров'ю таких міст, як Х'юстон, та кольорових громад у Сполучених Штатах.
Розвиток вітроенергетики в Перській затоці також забезпечує можливість для плавного переходу робочої сили, оскільки Сполучені Штати поступово зменшують свою залежність від викопного палива. Луїзіана почала розробляти правила щодо морської вітроенергетики у водах штатів і разом з Арканзасом та Оклахомою шукає федерального фінансування для створення регіонального центру чистого водню.
Зелений колір означає, що схвалення федеральних енергетичних проектів відбувається дуже повільно, а реалізації вітрових проектів у федеральних водах може зайняти роки. Але проекти у водах штатів – до 3 морських миль від берега в більшості районів та 9 миль від берега в Техасі – можна завершити набагато швидше.
Багато що залежить від того, чи побачать енергетичні штати, такі як Техас і Луїзіана, можливість поширити свою репутацію лідерів енергетики на морську вітроенергетику. Як ми бачили, бум морської вітроенергетики в Перській затоці буде корисним для регіону, країни та глобального клімату.
Автор Майкл Е. Веббер — професор енергетики в Техаському університеті в Остіні, присвячений сторіччю Джозі.
Г'ю Дейгл — доцент кафедри нафтової та геосистемної інженерії в Техаському університеті в Остіні.
Час публікації: 20 серпня 2022 р.
