De race om 'supergrote' windturbines uit te rollen is begonnen

In de niet al te verre toekomst zullen wateren op 15 mijl van Martha's Vineyard de thuisbasis zijn van een potentieel cruciaal onderdeel van Amerika's energietoekomst: de 800 megawatt Vineyard Wind 1, een project dat is beschreven als "het eerste commerciële offshore windmolenpark van het land .”

De bouw van Vineyard Wind 1 begon vorig jaar, en de faciliteit zal 13 MW-versies van de Haliade-X-turbines van GE Renewable Energy gebruiken. Met een hoogte tot 260 meter (853 voet), een rotordiameter van 220 meter en bladen van 107 meter maakt de Haliade-X deel uit van een nieuwe generatie turbines die de komende jaren zal worden geïnstalleerd.

Naast GE, doen andere bedrijven mee aan de grote turbineact. In augustus 2021, China's MingYang Smart Energy details vrijgegeven van een 264 meter hoog ontwerp die bladen van 118 meter zal gebruiken.

Elders werkt de Deense firma Vestas aan een turbine van 15 megawatt met een rotordiameter van 236 meter en schoepen van 115.5 meter. Siemens Gamesa Renewable Energy ontwikkelt een turbine met bladen van 108 meter en een rotordiameter van 222 meter.

De redenen voor deze toename in omvang zijn duidelijk. Als het op hoogte aankomt, zegt het Amerikaanse ministerie van Energie dat de torens van turbines "groter worden om meer energie op te vangen, aangezien de wind over het algemeen toeneemt naarmate de hoogte toeneemt."

Een grotere rotordiameter is ook niet alleen voor de show, waarbij de DOE opmerkt dat ze "windturbines in staat stellen een groter gebied te vegen, meer wind op te vangen en meer elektriciteit te produceren."

Met mesjes is het ongeveer hetzelfde. De DOE zegt dat langere bladen "meer van de beschikbare wind kunnen vangen dan kortere bladen, zelfs in gebieden met relatief minder wind."

Het op de markt brengen van enorme turbines is allemaal goed en wel, maar hun enorme omvang kan een aantal uitdagingen op middellange tot lange termijn voor de sector met zich meebrengen, waardoor knelpunten ontstaan ​​die tot hoofdpijn kunnen leiden.

Scheepsvorm

Neem installaties. In februari, onderzoek van Rystad Energy scherpte op enkele van de mogelijke problemen met betrekking tot de schepen die worden gebruikt om offshore windturbines op zee te installeren.

China niet meegerekend, zei het dat windturbines de afgelopen jaren een zogenaamde "groeispurt hadden doorgemaakt, van gemiddeld 3 megawatt (MW) in 2010 tot 6.5 MW vandaag."

Deze verschuiving, zo legde hij uit, zou waarschijnlijk worden volgehouden. "Turbines groter dan 8 MW waren goed voor slechts 3% van de wereldwijde installaties tussen 2010 en 2021, maar dat percentage zal naar verwachting stijgen tot 53% in 2030."

Bovenstaande gegevens hebben alleen betrekking op offshore windturbines. Volgens het energieonderzoeks- en business intelligence-bedrijf zal de vraag naar schepen die grotere offshore-turbines kunnen installeren tegen het jaar 2024 het aanbod overtreffen.

Exploitanten, zo zei het, "zullen moeten investeren in nieuwe schepen of bestaande moeten upgraden om de supergrote turbines te installeren die naar verwachting tegen het einde van het decennium de norm zullen worden, anders zou het tempo van offshore windinstallaties kunnen vertragen."

"Toen de turbines kleiner waren, kon de installatie worden uitgevoerd door de eerste generatie offshore windschepen of omgebouwde jack-ups uit de olie- en gasindustrie", zei Martin Lysne, senior analist voor booreilanden en schepen bij Rystad Energy, in een verklaring op de tijd.

Nu exploitanten de voorkeur blijven geven aan grotere turbines, zei Lysne dat een "nieuwe generatie speciaal gebouwde schepen" nodig zou zijn om aan de vraag te voldoen.

Deze gespecialiseerde schepen zijn niet goedkoop. Amerikaanse firma Dominion Energy, staat bijvoorbeeld aan het hoofd van een consortium dat de 472 voet lange Charybdis bouwt, die ongeveer $ 500 miljoen zal kosten en in staat zal zijn om huidige turbines en volgende generatie van 12 MW of meer te installeren. Naarmate de turbines groeien, zullen in de toekomst meer schepen zoals de Charybdis nodig zijn.

"Van de huidige vloot van speciaal gebouwde schepen kan slechts een handvol eenheden 10 MW+ turbines installeren, en geen enkele is momenteel in staat om 14 MW+ turbines te installeren", aldus de analyse van Rystad Energy. "Dit zal tegen 2025 veranderen als nieuwbouw wordt opgeleverd en bestaande schepen kraanupgrades krijgen." 

poorten

De schepen die turbines vervoeren en installeren zullen de komende jaren belangrijk zijn, maar de havens waar ze aanmeren zijn een ander gebied waar investeringen en upgrades waarschijnlijk nodig zullen zijn om tegemoet te komen aan de groei van windenergie.

In een commentaar dat via e-mail naar CNBC werd gestuurd, beschreef Rystad Energy's Lysne de haveninfrastructuur als "zeer belangrijk" vanuit het perspectief van een schip.

In de toekomst lijkt het erop dat er veel geld nodig zal zijn. Afgelopen mei zei een rapport van de brancheorganisatie WindEurope dat de Europese havens zou 6.5 miljard euro moeten investeren (ongeveer $ 7.07 miljard) tegen 2030 om "de uitbreiding van offshore windenergie te ondersteunen".

Het rapport ging in op de nieuwe realiteit van grotere turbines en het effect dat dit zou kunnen hebben op havens en infrastructuur. "Opgewaardeerde of geheel nieuwe faciliteiten zijn nodig om grotere turbines en een grotere markt te hosten", zei het.

Havens, zei WindEurope, zouden ook "hun land moeten uitbreiden, kades moeten versterken, hun diepzeehavens moeten verbeteren en andere civiele werken moeten uitvoeren."

Meer recentelijk onderstreepte een rapport van de Global Wind Energy Council het belang van havens.

"Naarmate offshore windprojecten uitbreiden en drijvende windprojecten op commerciële schaal toenemen, zullen havenupgrades van cruciaal belang zijn voor het toekomstige succes van de industrie", zei het.

De in Brussel gevestigde organisatie zei dat de turbine-afmetingen het afgelopen decennium "drastisch waren toegenomen", en merkte op dat er 15 MW-turbines op de markt beschikbaar waren.

"Experts voorspellen nu dat turbines met een vermogen van 17 MW in 2035 gemeengoed zullen zijn", zei het, voordat hij eraan toevoegde dat projecten rond drijvende offshore wind "met enorme volumes" werden ontwikkeld.

Deze "drijvende projecten" hadden "aanzienlijke opslag en montage aan de kade nodig, waardoor ruimere faciliteiten, verbindingsverbindingen over land binnen havengebieden en diepere wateren noodzakelijk waren."

"Verschillende regeringen hebben havenupgrades als essentieel aangemerkt voor de vooruitgang van offshore windenergie, van Taiwan tot de staat New York."

Met betrekking tot havens vertelde Rystad Energy's Lysne aan CNBC dat de VS - waarvan de huidige offshore windmarkt klein is - "meer werk zou vergen omdat ze niet dezelfde infrastructuur hebben als Europa".

Verandering op dat front lijkt op komst. Begin maart, BP en Equinor — twee bedrijven beter bekend als olie- en gasproducenten — tekenden een overeenkomst om de South Brooklyn Marine Terminal om te bouwen tot een offshore windhaven.

In een aankondiging zei Equinor dat de haven "een hypermoderne ensceneringsfaciliteit zou worden voor de Empire Wind- en Beacon Wind-projecten van Equinor en bp." De site, zo beweerde het, zou "een bestemming zijn voor toekomstige offshore windprojecten in de regio." Investeringen in infrastructuurupgrades zullen naar verwachting $ 200 tot $ 250 miljoen bedragen.

De weg voor ons

Al het bovenstaande voedt het belang van infrastructuur en logistiek. Shashi Barla, wereldwijd hoofd van de toeleveringsketen en technologie voor wind bij Wood Mackenzie, vertelde CNBC dat hoewel bedrijven over de technologische capaciteiten beschikten, de logistieke uitdagingen "erg moeilijk" bleken te zijn.

"Het is niet dat het iets nieuws is ... we hebben het al sinds de eerste dag van de branche over logistieke uitdagingen", zei Barla. "Het is dat ... we zijn nu, vandaag, het kantelpunt naderen."

Over de hele wereld, grote economieën kondigen plannen aan om de capaciteit van windenergie op te voeren om onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.

Hoewel deze doelen ambitieus zijn, is het duidelijk dat ze met een aantal hindernissen worden geconfronteerd. Ondanks de problemen in verband met de grootte van de turbines, zal het een gigantische inspanning vergen om al deze installaties online te krijgen. Er is werk aan de winkel.   

"Steeds meer wordt een gebrek aan faciliterende infrastructuur gezien als een belangrijke beperkende factor in de groei van de windindustrie", aldus het GWEC-rapport.

"In veel landen", voegde het eraan toe, "beperkt een gebrek aan infrastructuur, zoals netwerk- en transmissienetwerken, logistieke snelwegen en havens, de uitbreiding van windenergie en verstikt het de innovatie die nodig is om het energiesysteem te transformeren."

Naast deze problemen zal de interactie van windturbines met dieren in het wild waarschijnlijk een ander onderwerp van groot debat en discussie zijn in de toekomst.

Vorige week maakte het Amerikaanse ministerie van Justitie bekend dat een bedrijf genaamd ESI Energy Inc had "schuldig gepleit voor drie tellingen van het schenden van de MBTA", of Migratory Bird Treaty Act.

Naarmate de 21e eeuw vordert, staat windenergie op een enorme expansie, maar de weg die voor ons ligt, ziet er verre van soepel uit. Nu de secretaris-generaal van de VN onlangs waarschuwde dat de planeet... 'slaapwandelen naar klimaatcatastrofe' de inzet kon niet veel hoger zijn.