С принятием Закона о сокращении инфляции, который включает 370 миллиардов долларов на климатические и энергетические программы, эксперты в области политики прогнозируют резкое расширение производства чистой энергии. Оффшорный ветер является надежным источником роста.
Сегодня в США действуют только две офшорные ветровые электростанции около Род-Айленда и Вирджинии, с общей мощностью 42 мегаватта. Для сравнения, новый Traverse Wind Center в Оклахоме имеет 356 турбин и 998 мегаватт генерирующей мощности. Но еще много проектов находятся в стадии разработки, в основном на побережье Атлантического океана.
Администрация Байдена определила две зоны развития ветроэнергетики в Мексиканском заливе, которые на данный момент хорошо определены для добычи нефти и газа. В рамках своей климатической стратегии президент Джо Байден поставил цель развернуть 30 гигаватт (30 000 мегаватт) ветроэнергетики к 2030 году — достаточно, чтобы обеспечить 10 миллионов домов электричеством без выбросов углерода.
Как исследователи в области энергетики в Техасе, мы рассматриваем это как захватывающую новую фазу в продолжающемся переходе нашей страны к чистой энергии. Мы считаем, что морская ветроэнергетика в Мексиканском заливе представляет собой уникальную возможность для этого географического региона с сильной рабочей силой и энергетической инфраструктурой, чтобы помочь удовлетворить потребность общества в надежной, низкоуглеродной энергии.
Установленная мощность в 2021 году в мегаваттах. (Графика: The Conversation/CC-BY-ND, источник: Глобальный совет по ветроэнергетике)
Зачем офшор? За последние 15 лет в США значительно выросла наземная ветроэнергетика, в том числе в Техасе, крупнейшем штате страны, производящем ветроэнергию. Относительная простота получения разрешений и размещения ветроэнергетики, доступные затраты на установку, обилие ресурсов, бесплатное топливо и более низкие предельные эксплуатационные расходы снижают расходы потребителей на электроэнергию. Ветроэнергетика позволяет избежать значительного загрязнения воздуха, выбросов парниковых газов и охлаждающей воды, связанных с электростанциями, работающими на угле, нефти или природном газе.
Но у морского ветра есть и свои недостатки. Обычно ветер слабее всего в самую жаркую часть лета, когда кондиционеры работают не покладая рук, чтобы поддерживать прохладу. Многие из лучших регионов ветроэнергетики находятся далеко от центров спроса на электроэнергию. Например, большинство ветровых электростанций в штате Lone Star расположены в высокогорьях западного Техаса и были построены после того, как штат потратил миллиарды на строительство линий электропередачи на большие расстояния, чтобы доставлять электроэнергию туда, где она была нужна.
Многие из лучших наземных ветряных электростанций в США (темно-синие области) находятся далеко от прибрежных поселений, но эти города могут обслуживаться морскими ветряными электростанциями. (Источник: NREL)
Солнечная энергия и батареи могут решить некоторые из этих проблем. Но морская генерация энергии также имеет много преимуществ.
Ожидается, что подобно тому, как наземная ветроэнергетика снижает затраты потребителей на электроэнергию, морская ветроэнергетика будет делать то же самое.
Поскольку более половины населения США проживает в радиусе 50 миль от побережья, морские ветровые электростанции находятся близко к центрам спроса на электроэнергию. Это особенно актуально для Мексиканского залива, где расположены такие крупные города, как Хьюстон и Новый Орлеан, а также сосредоточены нефтехимические заводы и порты. Вместо того, чтобы прокладывать сотни миль воздушных проводов и вытекающих из этого споров о праве прохода и землепользовании, энергетические компании могли бы использовать подводные кабели для подачи ветровой энергии на промышленные объекты.
Важно отметить, что морской ветер дополняет ветер с суши. В жаркий летний день скорость воздуха на западе Техаса замедлилась, а морские ветры постепенно усилились, что помогло удовлетворить пиковый летний спрос и повысить надежность сети.
Глобальный рынок морской ветроэнергетики уже силен, но до сих пор США практически не существовали. Обилие земли здесь подстегнуло рост наземной ветроэнергетики, но ослабило приток людей в воду.
Это меняется, поскольку более жесткие правила сдерживания в основных ветровых штатах, таких как Айова, ограничивают расстояние, на котором могут быть размещены турбины, увеличивая затраты на строительство и ограничивая доступность приемлемых площадок. Ограничения мощности энергосистемы США также затрудняют вывод ветроэнергетики на рынок.
Добро пожаловать в залив, вы все цените эти тенденции, и в сочетании с возросшей поддержкой морской ветроэнергетики в Законе о климате, похоже, что морская ветроэнергетика США наконец-то готова к золотому веку. Мы рассматриваем Мексиканский залив как особенно привлекательное место для ведения бизнеса.
Меньшая глубина залива, более высокие температуры и более спокойные волны относительно управляемы по сравнению с холодными и суровыми условиями Северного моря, Северной Атлантики и побережья Японии, где уже началась оффшорная ветроэнергетика. Глубина воды до 160 футов — в настоящее время максимальная глубина для ветровых турбин с фиксированным дном — простирается почти на 90 миль вдоль юго-восточного побережья Техаса и южного побережья Луизианы, с Нантакетом и Мартас-Винъярдом на северо-востоке всего около 40 миль.
Подводный рельеф залива характеризуется более пологими и плавными склонами, чем районы, уже рассматриваемые для развития вдоль побережья Вирджинии. Это означает, что ветровые турбины с фиксированным дном могут использоваться в большем количестве мест, чем плавучие системы, что снижает сложность.
Важно отметить, что на побережье Мексиканского залива развита оффшорная промышленность, обслуживающая производителей нефти и газа, а также множество специализированных компаний, предоставляющих такие услуги, как подводная сварка, изготовление платформ, а также услуги вертолетов и лодок для транспортировки людей и оборудования к морю. В 2019 году добыча нефти и газа в Мексиканском заливе обеспечила около 345 000 рабочих мест.
Ветряные электростанции в Персидском заливе могут использовать существующую инфраструктуру. Существует почти 1200 миль подводных кабелей, которые могут передавать энергию ветра на берег. Энергию ветра также можно интегрировать в более крупную энергетическую систему, которая включает производство и хранение зеленого водорода, а также улавливание углерода.
Поддержка рабочих и уязвимых людей Мы также считаем, что офшорная ветроэнергетика может помочь в достижении целей экологической справедливости. Производство более чистой и безуглеродной электроэнергии поможет заменить нефтеперерабатывающие заводы и фабрики, которые перерабатывают и генерируют электроэнергию из ископаемого топлива. Эти объекты нанесли серьезный ущерб здоровью таких городов, как Хьюстон, и цветных общин в Соединенных Штатах.
Развитие ветроэнергетики в Персидском заливе также дает возможность для плавного перехода рабочей силы, поскольку Соединенные Штаты постепенно снижают свою зависимость от ископаемого топлива. Луизиана начала разрабатывать правила использования ветроэнергетики в прибрежных водах штата и ищет федеральное финансирование совместно с Арканзасом и Оклахомой для создания регионального центра чистого водорода.
Зеленый означает, что одобрение федеральных энергетических проектов происходит очень медленно, а ветровые проекты в федеральных водах могут занять годы. Но проекты в водах штата — до 3 морских миль от берега в большинстве областей и 9 миль от берега в Техасе — могут быть завершены гораздо быстрее.
Многое зависит от того, увидят ли такие энергетические штаты, как Техас и Луизиана, возможность распространить свою репутацию лидеров в области энергетики на офшорную ветроэнергетику. Как мы видели, бум офшорной ветроэнергетики в Персидском заливе будет полезен для региона, страны и глобального климата.
Автор Майкл Э. Уэббер — профессор энергетики Техасского университета в Остине, посвященный столетию Джози.
Хью Дейгл — доцент кафедры нефтяной и геосистемной инженерии Техасского университета в Остине.
Время публикации: 20-авг-2022
