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Der Wettlauf um den Einsatz „überdimensionierter“ Windkraftanlagen ist eröffnet

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Eine Haliade-X-Windkraftanlage, abgebildet in den Niederlanden am 2. März 2022. Die Haliade-X ist Teil einer neuen Generation riesiger Windkraftanlagen, die in den kommenden Jahren installiert werden.

Peter Bur | Bloomberg | Getty Images

In nicht allzu ferner Zukunft werden die Gewässer 15 Meilen von Martha’s Vineyard entfernt einen möglicherweise entscheidenden Teil der amerikanischen Energiezukunft beherbergen: das 800-Megawatt-Projekt Vineyard Wind 1, ein Projekt, das als “das erste kommerzielle Projekt” beschrieben wurde Offshore-Windpark des Landes“. .”

Der Bau von Vineyard Wind 1 begann letztes Jahr und die Anlage wird 13-MW-Versionen der Haliade-X-Turbinen von GE Renewable Energy verwenden. Mit einer Höhe von bis zu 260 Metern (853 Fuß), einem Rotordurchmesser von 220 Metern und Blättern von 107 Metern gehört die Haliade-X zu einer neuen Generation von Windenergieanlagen, die in den kommenden Jahren installiert werden.

Neben GE steigen auch andere Unternehmen in den Big Turbine Act ein. Im August 2021 veröffentlichte das chinesische Unternehmen MingYang Smart Energy Einzelheiten zu einem 264 Meter hohen Design, das 118 Meter lange Rotorblätter verwenden wird.

An anderer Stelle arbeitet das dänische Unternehmen Vestas an einer 15-Megawatt-Turbine mit einem Rotordurchmesser von 236 Metern und Blättern von 115,5 Metern, während Siemens Gamesa Renewable Energy eine Turbine mit 108-Meter-Blättern und einem Rotordurchmesser von 222 Metern entwickelt.

Die Gründe für diese Größenzunahmen sind klar. In Bezug auf die Höhe sagt das US-Energieministerium, dass Turbinentürme „höher werden, um mehr Energie einzufangen, weil die Winde im Allgemeinen mit zunehmender Höhe zunehmen“.

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Größere Rotordurchmesser sind auch nicht nur Show, da das DOE feststellt, dass sie “Windkraftanlagen ermöglichen, mehr Fläche zu überstreichen, mehr Wind einzufangen und mehr Strom zu erzeugen”.

Mit den Klingen ist es ähnlich. Das DOE sagt, dass längere Rotorblätter “mehr vom verfügbaren Wind einfangen können als kürzere Rotorblätter, selbst in relativ windärmeren Gebieten”.

Die Ankunft riesiger Turbinen auf dem Markt ist eine gute Sache, aber ihre schiere Größe kann die Branche vor eine Reihe von mittel- bis langfristigen Herausforderungen stellen und zu Engpässen führen, die Kopfschmerzen verursachen können.

In Ordnung

Einrichtungen nehmen. Im Februar, Rystad Energieforschung hob einige der möglichen Probleme mit Schiffen hervor, die zur Installation von Offshore-Windkraftanlagen auf See eingesetzt werden.

Ohne China zu zählen, sagte er, Windkraftanlagen hätten in den letzten Jahren einen Wachstumsschub erlebt, wie er es nannte, von durchschnittlich 3 Megawatt (MW) im Jahr 2010 auf heute 6,5 MW.

Diese Veränderung, erklärte er, sei wahrscheinlich von langer Dauer. „Windturbinen über 8 MW machten zwischen 2010 und 2021 nur 3 % der weltweiten Installationen aus, aber dieser Prozentsatz wird voraussichtlich bis 2030 auf 53 % steigen.“

Die oben genannten Daten gelten nur für Offshore-Windenergieanlagen. Laut dem Energieforschungs- und Business-Intelligence-Unternehmen wird erwartet, dass die Nachfrage nach Schiffen, die größere Offshore-Turbinen installieren können, das Angebot bis 2024 übersteigen wird.

Die Betreiber, sagte er, „müssen in neue Schiffe investieren oder bestehende nachrüsten, um die übergroßen Turbinen zu installieren, die voraussichtlich bis zum Ende des Jahrzehnts zur Norm werden, sonst könnte sich das Tempo der Offshore-Windinstallationen verlangsamen.“ .

„Wo Windturbinen kleiner waren, konnte die Installation von der Flotte der ersten Generation von Offshore-Windschiffen oder umgebauten Jackups aus der Öl- und Gasindustrie bereitgestellt werden“, sagte Martin Lysne, Hauptplattformanalyst für Formen und Schiffe bei Rystad Energy, in einer Erklärung. Wetter.

Da die Betreiber weiterhin größere Turbinen bevorzugen, sagte Lysne, dass eine „neue Generation von speziell gebauten Schiffen“ benötigt wird, um die Nachfrage zu befriedigen.

Diese Spezialschiffe sind nicht billig. Die in den USA ansässige Dominion Energy leitet beispielsweise ein Konsortium, das die 472 Fuß lange Charybdis baut, die rund 500 Millionen US-Dollar kosten wird und Turbinen der aktuellen und der nächsten Generation mit 12 MW oder mehr installieren kann. Weitere Schiffe wie die Charybdis werden in Zukunft benötigt, wenn sich Turbinen entwickeln.

„Von der aktuellen Flotte speziell gebauter Schiffe können nur eine Handvoll Einheiten Turbinen mit über 10 MW installieren, und keine ist derzeit in der Lage, Turbinen mit über 14 MW zu installieren“, so die Analyse von Rystad. „Das wird sich um 2025 ändern, wenn Neubauten ausgeliefert werden und bestehende Schiffe von Kran-Upgrades profitieren.“

Häfen

Schiffe, die Turbinen transportieren und installieren, werden in den kommenden Jahren wichtig sein, aber die Häfen, in denen sie anlegen, sind ein weiterer Bereich, in dem wahrscheinlich Investitionen und Modernisierungen erforderlich sind, um dem Wachstum der Windkraft gerecht zu werden.

In einem per E-Mail an CNBC gesendeten Kommentar beschrieb Lysne von Rystad Energy die Hafeninfrastruktur aus Schiffsperspektive als „sehr wichtig“.

Installationsschiffe vor Anker in Ostende, Belgien. Industrieverbände im Windenergiesektor fordern erhebliche Investitionen in die Hafeninfrastruktur, um dem schnellen Ausbau von Windparks Rechnung zu tragen.

Philippe Clément/Arterra | Universelle Bildgruppe | Getty Images

In Zukunft scheint es, dass viel Geld benötigt wird. Im vergangenen Mai hieß es in einem Bericht des Branchenverbands WindEurope, dass europäische Häfen bis 2030 6,5 Milliarden Euro (etwa 7,07 Milliarden US-Dollar) investieren müssten, um „den Ausbau der Offshore-Windenergie zu unterstützen“.

Der Bericht befasst sich mit der neuen Realität größerer Turbinen und den Auswirkungen, die dies auf Häfen und Infrastruktur haben könnte. „Für größere Turbinen und einen größeren Markt sind modernisierte oder komplett neue Anlagen erforderlich“, sagte er.

Häfen, sagte WindEurope, müssten auch „ihr Territorium erweitern, Kais verstärken, ihre Häfen auf hoher See verbessern und andere Bauarbeiten durchführen“.

In jüngerer Zeit hat auch ein Bericht des Global Wind Energy Council die Bedeutung von Häfen unterstrichen.

„Da Offshore-Windprojekte expandieren und sich schwimmende Windprojekte im kommerziellen Maßstab vermehren, werden Hafen-Upgrades für den zukünftigen Erfolg der Branche von entscheidender Bedeutung sein“, sagte er.

Die in Brüssel ansässige Organisation sagte, die Größe der Turbinen sei in den letzten zehn Jahren „erheblich gestiegen“, und stellte fest, dass 15-MW-Turbinen auf dem Markt erhältlich seien.

„Experten sagen jetzt voraus, dass 17-MW-Turbinen bis 2035 alltäglich sein werden“, sagte er und fügte hinzu, dass Projekte, die sich auf schwimmende Offshore-Windenergie konzentrieren, „in enormen Mengen“ entwickelt würden.

Diese „schwimmenden Projekte“ erforderten „umfassende Lagerung und Montage am Hafen, was geräumigere Einrichtungen, Landverkehrsverbindungen in Hafengebieten und Tiefwasserhäfen erforderte“.

„Mehrere Regierungen haben Hafen-Upgrades als entscheidend für die Förderung der Offshore-Windenergie von Taiwan bis zum Bundesstaat New York identifiziert.“

Mit dem Wachstum der Windenergieanlagen müssen sich auch die Schiffe anpassen, mit denen ihre Komponenten transportiert werden.

Andrew Matthews – Pa Bilder | Pa Bilder | Getty Images

In Bezug auf die Häfen sagte Lysne von Rystad Energy gegenüber CNBC, dass die Vereinigten Staaten – deren derzeitiger Offshore-Windmarkt klein ist – „mehr Arbeit benötigen würden, weil sie nicht über die gleiche Infrastruktur wie Europa verfügen“.

Änderungen an dieser Front scheinen zu kommen. Anfang März unterzeichneten BP und Equinor – zwei Unternehmen, die besser als Öl- und Gasproduzenten bekannt sind – eine Vereinbarung zur Umwandlung des South Brooklyn Marine Terminal in einen Offshore-Windhafen.

In einer Ankündigung sagte Equinor, der Hafen werde „eine hochmoderne Midstream-Anlage für die Projekte Empire Wind und Beacon Wind von Equinor und bp“. Der Standort sei „ein erstklassiges Ziel für zukünftige Offshore-Windprojekte in der Region“. Die Investitionen in Infrastruktur-Upgrades werden voraussichtlich zwischen 200 und 250 Millionen US-Dollar betragen.

Die Straße entlang

All dies trägt zur Bedeutung von Infrastruktur und Logistik bei. Shashi Barla, Global Head of Supply Chain and Wind Technology bei Wood Mackenzie, sagte gegenüber CNBC, dass die Unternehmen zwar über die technologischen Fähigkeiten verfügten, sich die logistischen Herausforderungen jedoch als „sehr schwierig“ erwiesen.

„Das ist nichts Neues … wir haben seit dem ersten Tag in der Branche über logistische Herausforderungen gesprochen“, sagte Barla. „Es ist so … wir nähern uns heute irgendwie dem Wendepunkt.“

Auf der ganzen Welt kündigen große Volkswirtschaften Pläne zur Erhöhung der Windkraftkapazität an, um unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern.

Da die Komponenten von Windkraftanlagen immer größer werden, werden voraussichtlich auch die logistischen Herausforderungen für die Branche zunehmen. Dieses Bild vom August 2021 zeigt ein 69 Meter langes Rotorblatt, das nach Deutschland transportiert wurde.

Endrik Bälle | Istock Leitartikel | Getty Images

Obwohl diese Ziele ehrgeizig sind, ist klar, dass sie mit einer Reihe von Hindernissen konfrontiert sind. Ungeachtet der Probleme mit der Turbinengröße wird es einen gigantischen Aufwand erfordern, alle diese Einrichtungen online zu bringen. Es gibt Arbeit zu tun.

„Der Mangel an geeigneter Infrastruktur wird zunehmend als ein wesentlicher einschränkender Faktor für das Wachstum der Windindustrie angesehen“, stellt der GWEC-Bericht fest.

„In vielen Ländern“, fügte er hinzu, „bremst der Mangel an Infrastruktur, wie Verteilungs- und Übertragungsnetze, Logistikautobahnen und Häfen, den Ausbau der Windenergie und erstickt die Innovation, die für die Transformation des Energiesystems erforderlich ist.“

Neben diesen Themen dürfte die Interaktion von Windenergieanlagen mit Wildtieren in Zukunft ein weiterer wichtiger Diskussions- und Diskussionsgegenstand sein.

Erst letzte Woche gab das US-Justizministerium bekannt, dass ein Unternehmen namens ESI Energy Inc. hatte „sich in drei Fällen der Verletzung des MBTA schuldig bekannt“ oder des Migratory Bird Treaty Act.

Im Laufe des 21. Jahrhunderts wird die Windenergie massiv ausgebaut, aber der Weg vor uns scheint alles andere als einfach. Mit der kürzlichen Warnung des UN-Generalsekretärs, dass der Planet „in Richtung Klimakatastrophe schlafwandelt“, könnte der Einsatz nicht viel höher sein.

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