Морская ветроэнергетика стала ключевым компонентом возобновляемой энергетики в условиях глобальной борьбы с изменением климата и перехода к устойчивой энергетике. Морская ветроэнергетика обеспечивает чистый, обильный и масштабируемый способ удовлетворения мировых энергетических потребностей, используя непрекращающиеся ветры, дующие над океанами. В подтверждение ее растущей значимости в энергетическом переходе, новые проекты морской ветроэнергетики в 2023 году увеличили глобальную мощность до более чем 68 ГВт морской ветроэнергетики на основе 319 существующих проектов, в которых работают более 13 000 турбин . В данной статье, с акцентом на последние статистические данные и достижения, влияющие на этот динамично развивающийся сектор, рассматриваются технологии, преимущества, трудности и перспективы морской ветроэнергетики.

Что такое оффшорная ветроэнергетика?

Оффшорная ветроэнергетика относится к производству электроэнергии с использованием ветровых турбин, установленных в водоемах, как правило, океанах или крупных озерах. Более высокая выработка энергии становится возможной благодаря преднамеренному размещению оффшорных ветровых турбин в регионах с более сильными и надежными ветрами, в отличие от наземных ветровых электростанций. Благодаря использованию подводных кабелей эти турбины преобразуют энергию ветра в электроэнергию, которая отправляется на побережье. Технология является зрелой, но быстро развивающейся, с инновациями в конструкции турбин, плавучих фундаментов и интеграции в сеть, повышающими ее эффективность и осуществимость.

Оффшорная ветроэнергетика — это возобновляемый источник энергии, не производящий выбросов парниковых газов во время работы. Его способность производить электроэнергию в больших масштабах делает его критически важным инструментом для декарбонизации энергетических систем. Такие страны, как Великобритания, Китай и Дания, лидируют в этом, но развивающиеся рынки, включая США и Индию, быстро наращивают свои мощности оффшорной ветроэнергетики.

Технологические достижения, способствующие развитию морской ветроэнергетики

Успех морской ветроэнергетики во многом зависит от передовых технологий. Современные морские ветротурбины с лопастями длиной с футбольное поле представляют собой инженерные чудеса, часто достигающие высоты более 250 метров. Благодаря улавливанию большего количества энергии ветра, эти более крупные турбины позволяют снизить затраты за счет уменьшения необходимого количества для достижения заданной мощности. Например, средняя мощность вновь установленных ветротурбин в США в 2023 году составляла 3.4 мегаватта (МВт), что представляет собой увеличение на 375% по сравнению с 1998-1999 годами и на 5% по сравнению с 2022 годом.

Плавучие ветротурбины — это революционное нововведение, позволяющее расширить применение морской ветроэнергетики на более глубокие воды, где использование турбин с неподвижным дном нецелесообразно. В 2023 году ветроэнергетическая отрасль установила дополнительные мощности в морской ветроэнергетике на 10.8 ГВт , доведя общую мощность до 75.2 ГВт в мире . По сравнению с прошлым годом новые мощности выросли на 24%. Такие проекты, как норвежская Hywind Tampen, демонстрируют этот потенциал. Интеграция в энергосистему также развивается: морские ветропарки соединены многоцелевыми межсетевыми соединениями, что позволяет обмениваться энергией между странами. Ожидается , что строящаяся в Великобритании ветроэлектростанция Dogger Bank станет крупнейшей в мире мощностью 3.6 ГВт и сможет обеспечивать электроэнергией до 6 миллионов домов в год.

Читайте также: Великобритания удвоила инвестиции в морскую ветроэнергетику до 544 миллионов фунтов стерлингов на фоне растущего спроса.

Преимущества морской ветроэнергетики

• Обильный ресурсный потенциал: Морские ветры сильнее и постояннее, чем наземные, что обеспечивает более высокие коэффициенты мощности. Национальная лаборатория возобновляемой энергии США оценивает технический ресурсный потенциал более 4,200 ГВт для морской ветроэнергетики США, что достаточно для выработки электроэнергии, в три раза превышающей годовое потребление страны.
• Воздействие на окружающую среду: Оффшорная ветровая энергетика производит нулевые выбросы углерода во время работы, значительно сокращая выбросы парниковых газов при замене энергии на основе ископаемого топлива. Отчет показывает, что Соединенные Штаты имеют один из лучших в мире потенциалов оффшорной ветровой энергетики, достаточно для обеспечения до 5% в 2035 году и 25% от общей потребности Америки в электроэнергии в 2050 году.
• Экономический рост и создание рабочих мест: Индустрия морской ветроэнергетики стимулирует экономическое развитие за счет создания рабочих мест и инвестиций в инфраструктуру. По оценкам Министерства энергетики, федеральное финансирование составит 10 миллиардов долларов. было объявлено или инвестировано в цепочку поставок морской ветроэнергетики США с начала 2021 года, что позволило создать тысячи рабочих мест.
• Энергетическая безопасность и меньше конфликтов: Используя внутренние ветровые ресурсы, морская ветроэнергетика снижает зависимость от импортного ископаемого топлива, повышая энергетическую независимость. Мощности морской ветроэнергетики Великобритании, которые, как прогнозируется, будут обеспечивать электроэнергией почти половину ее домов к концу 2023 года, подчеркивают это преимущество. Расположенные вдали от населенных пунктов, морские ветровые электростанции избегают споров по использованию земли, часто связанных с проектами на суше, сводя к минимуму шум и визуальное воздействие.

Проблемы, с которыми сталкиваются

• Высокие первоначальные затраты: Проекты по строительству ветровых электростанций на море требуют значительных первоначальных инвестиций из-за сложных процессов установки, дорогостоящих фундаментов и подводной прокладки кабелей. В 2019 году Средняя мировая приведенная стоимость электроэнергии (LCOE) для ветроэнергетики в открытом море составила приблизительно 0.115 долл. США за киловатт-час., что выше, чем у наземного ветра и солнца.
• Проблемы окружающей среды: Рыбы, морские животные и морские птицы могут пострадать от нарушения среды обитания, вызванного строительством и эксплуатацией. Согласно исследованию 2018 года, могут быть последствия для мест кормления и миграционных схем, что требует осторожного выбора места и наблюдения.
• Ограничения цепочки поставок: Стремительный рост морской ветроэнергетики оказал давление на цепочки поставок, особенно в отношении таких деталей, как плавучие основания и высоковольтные кабели.
• Риски кибербезопасности: Поскольку морские ветряные электростанции зависят от цифровых сетей, они подвержены кибератакам. Три кибератаки, повлиявшие на производство ветроэнергии в Германии в 2022 году четко указали на важность принятия серьезных мер кибербезопасности.

Читайте также: Мощность ветровой и солнечной энергетики Китая впервые превысила мощность тепловой энергетики.

Глобальный и региональный прогресс

Развитие морской ветроэнергетики во всем мире набирает обороты благодаря амбициозным политическим целям и технологическим достижениям. В 2023 году глобальная мощность морской ветроэнергетики выросла на 10%, достигнув 2,330 тераватт-часов . Китай лидировал с 76 ГВт новых мощностей, включая 5 ГВт от морских ветропарков , в то время как Европейский союз добавил 15 ГВт благодаря таким политическим инициативам, как план REPowerEU.

В Соединенных Штатах 2024 год ознаменовался важной вехой: был введен в эксплуатацию ветропарк South Fork мощностью 132 МВт , первый коммерческий проект морской ветроэнергетики, обеспечивающий электроэнергией более 70 000 домов в Нью-Йорке . В США имеется портфель проектов общей мощностью 453.6 ГВт, из которых 104.4 ГВт приходится на плавучие установки, что свидетельствует о значительном будущем росте. Великобритания стремится увеличить свои мощности морской ветроэнергетики в четыре раза, до 40 ГВт к 2030 году , что достаточно для обеспечения электроэнергией каждого дома при текущем уровне потребления. Индия, хотя и находится на начальном этапе развития, поставила перед собой цели в 5 ГВт к 2022 году и 30 ГВт к 2030 году , при этом ее первый проект мощностью 1,000 МВт будет расположен у побережья Гуджарата.

Заключение

Как устойчивый и масштабируемый ответ на мировые энергетические проблемы, морская ветроэнергетика лидирует в революции возобновляемой энергии. Она позиционируется как ключевой игрок в достижении нулевых выбросов, с 68 ГВт мировой мощности в 2023 году и сильным портфелем проектов. Морская ветроэнергетика имеет потенциал для обеспечения энергией миллионов домов, стимулирования экономического роста и защиты окружающей среды для будущих поколений, если ее можно будет использовать для преодоления препятствий и использования технологических достижений. В стремлении к более чистому, более зеленому будущему морская ветроэнергетика, несомненно, продолжит оставаться лучом надежды, поскольку страны обязуются достичь амбициозных целей в области климата.

Читайте также: Словакия достигла рекордно низкого уровня выбросов углекислого газа благодаря атомной энергетике