Будущее плавающего ветра

С большим количеством демонстрантов в воде, более существенные игроки проявляют интерес к плавающему морскому ветру.

В течение некоторого времени плавающий ветер с берега был чем-то вроде ниши, но сейчас готовятся полномасштабные демонстранты, и крупные игроки, в том числе нефтяные и газовые компании, принимают это к сведению.

Эрик Рийкерс, директор по развитию рынка и стратегии в хьюстонской фирме Quest Floating Wind Energy, говорит: «Нет сомнений, что появление игроков нефтегазовой отрасли в качестве разработчиков / партнеров в проектах плавучих ветровых ветров открыло несколько глаз на ускорение эта индустрия. В настоящее время Equinor успешно эксплуатирует ветропарк Hywind Scotland и планирует применить концепцию, чтобы уменьшить углеродный след своих нефтегазовых операций в Норвегии, и, похоже, Aker BP последует этому примеру ».

Проект Equinor Hywind Tampen предусматривает использование 11 плавающих ветряных турбин для обеспечения электроэнергией нефтегазодобывающих объектов Snorre и Gullfaks в норвежском секторе Северного моря.

«Итальянская нефтяная компания Repsol и норвежский подрядчик Aker Solutions также присоединились к американской компании Principle Power Inc. (PPI), а Shell присоединилась к датской Stiesdal Offshore Technologies и шведской Hexicon AB», - добавляет Рийкерс.

Проект Equinor Hywind Tampen предусматривает использование 11 плавающих ветряных турбин для обеспечения электроэнергией объектов добычи нефти и газа Snorre и Gullfaks. (Изображение: Эквинор)

Конструкции поплавка
Несколько проектов были в воде более одного года. Самым ранним была марка Equinor с концепцией лонжеронов Hywind. Масштабный прототип был испытан на шельфе Норвегии до того, как в 2017 году Эквинор открыл Hywind Scotland, плавучую ветряную электростанцию мощностью 30 МВт, недалеко от Питерхеда, Шотландия.

Полуподстанция PPI WindFloat также обслуживалась на шельфе Португалии и в настоящее время используется на площадке Kincardine Offshore Windfarm Limited возле Абердина, Шотландия. Компания, контрольный пакет акций которой принадлежит испанской строительной компании Cobra Wind International, планирует получить согласие на строительство площадки для фермы мощностью 50 МВт с использованием турбин мощностью 8 МВт по проекту WindFloat компании PPI.

В прошлом году Ideol установил версии своих демонстраторов демпфирующих бассейнов в воде у Франции (Floatgen - бетон) и Японии (Hibiki - сталь), в то время как у корпорации Toda есть проект GOTO на шельфе Японии, где планируется до 10 турбин. Для этого и будущих проектов плавучих оффшорных ветров корпорация Toda построила специализированное полупогружное морское установочное судно длиной 110 метров под названием Float Riser (Hatayashi).

Два новых проекта должны войти во французские воды в 2021 году. Пилотный оффшорный проект EDF Energies Nouvelles Provence Grand Large будет состоять из трех турбин Siemens Gamesa мощностью 8,4 МВт, установленных на плавучей конструкции, спроектированной SBM Offshore и IFP Energies Nouvelles, на основе платформы с натяжной опорой. концепция.

В пилотном проекте Eolfi Groix и Belle-île для плавучих турбин предполагается установить четыре турбины мощностью 6 МВт, установленные на фундаментах, разработанных военно-морской компанией Франции, которые могут быть встроены в бетон, сталь или гибридную комбинацию стали и бетона. Это будет зафиксировано на морском дне с помощью системы анкеровки, которая контролирует его движения, в соответствии с военно-морскими энергиями.

Tetrafloat от Stiesdal и турбина Hexicon с двумя турбинами закроют ряды в концепциях первого поколения, которые, по мнению Рийкерса, будут доминировать на рынке к 2022-25 гг. Ряд альтернативных поплавков также находится на разных стадиях разработки (французский Eolink с четырехточечным поплавком с одной точкой швартовки; испанская технология Saitec Offshore Technology SATH, состоящая из двух соединенных цилиндрических и горизонтальных корпусов; шведская SeaTwirl с турбиной с вертикальной осью). и итальянская фирма Saipem Hexafloat, которая использует противовес под плавающим основанием). Вес этих систем колеблется от 410 метрических тонн на мегаватт (т / мВт) для стальной полузаправки до примерно 1110 т / мВт для бетонной полуавтомата.

По словам Райкерса, проекты, реализуемые в воде, привлекают к участию крупных разработчиков и финансистов в глобальном масштабе, ссылаясь на EDPR, Eolfi, Copenhagen Investment Partners и Macquarie). «Equinor и PPI являются (вместе с различными партнерами по развитию) основными игроками на западном побережье США, а также на Гавайях», - говорит он. «В то время как все разработчики и дизайнеры используют возможности в Азии (Eolfi / Cobra - главный кандидат на Тайване), а также в недавно анонсированных проектах в 1,7 ГВт в Южной Корее. Это также верно в Европе, где Шотландия разрабатывает новые раунды, которые будут включать в себя плавающий ветер, а также Францию, которая пока скромна, но Quadran Energies Marines (за проектом EolMed) и Eolfi уже объявили о предварительном развитии полномасштабное коммерческое сопровождение их французских демонстрантов. Например, Eolfi рассматривает проекты мощностью 3GW в заливе Льва и 1,5 ГВт на шельфе Бретани ».

Заглядывая вперед
По словам Райкерса, в то время как прогноз для ветра в прибрежной зоне обычно выражается в общей мощности МВт, число поплавков считается более актуальным, в настоящее время, чтобы продемонстрировать возможности на рынке. «В настоящее время во всем мире в процессе разработки находится до 50 плавучих установок, которые будут разрабатываться до 2022 года, но это число увеличится до 300 плавучих ветряных турбин к 2025 году и, возможно, более 1500 к 2030 году, то есть в пять раз», - говорит он. «Кроме того, турбинные мощности развиваются; MHI Vestas теперь имеет турбины мощностью до 9,5 МВт, а GE - 12 МВт ».

Ключ это стоимость. По словам Райкерса, средние капитальные затраты на плавучую турбину постепенно сократятся с 40 млн. Долл. США в 2022 году до 33 млн. Долл. США в 2030 году, но это сокращение затрат будет иметь гораздо больший потенциал, когда полный рынок поплавков выровняется. Он ожидает, что в конечном итоге он будет значительно ниже 25 миллионов долларов, в зависимости от стоимости турбин и кабелей.

Это не значит, что нет встречного ветра. За последние 18 месяцев Quest FWE пришлось отменить или установить дату 20% отслеживаемых проектов, большинство из которых были демонстраторами, которые оказались слишком трудными для финансирования. «Тем не менее, финансовое сообщество проявляет значительный интерес, - добавляет он, - и считается, что с каждым успешным подключением проекта к сети и получением более оперативной обратной связи риск и, следовательно, пороги финансирования для плавающих проектов будут снижаться. »

Фиксированный попутный ветер и плавающий ветер
По словам Райкерса, в то время как проекты с фиксированным прилегающим ветром достигают глубины воды, где некоторые плавучие системы могут быть развернуты с 30 метров воды, плавание за пределами примерно 60 метров будет иметь явное преимущество. «На северо-восточном побережье США преобладающие условия морского дна и почвы не всегда подходят для концепций с фиксированным дном, и забивка свай попадает в дорогое« рабочее »окно из-за экологических ограничений», - говорит Рийкерс. «Решения с плавающим ветром могут показывать преимущества как в техническом, так и в экономическом отношении в таких водах.

«Также разрабатываются новые решения, такие как монобакеты, моноблоки с присоединенным всасывающим устройством, но, пока не будет доказано, что они имеют дело с наличием больших валунов, разработчики могут быть заинтересованы в рассмотрении плавающих альтернатив в своей концепции и разработке концепции. фронт-инжиниринг и дизайн. »

Совместные усилия по созданию проекта плавучей подстанции (Изображение: Ideol)

Проекты плавучих подстанций приобретают форму
Группа по энергетике и автоматизации ABB не только использует свои возможности в плавучем ветре с берега, но и вместе с французским разработчиком фундаментов для плавучего ветра Ideol и STX Europe Offshore Energy разрабатывает проект плавучей подстанции.

Идея разрабатывается в рамках проекта исследований и разработок под названием OPTIFLOT, в который также вовлечена французская фирма SNEF, занимающаяся производственными процессами, и основанная на концепции демпфирующего пула Ideol.

«Мы наблюдаем очень быстрый рост интереса к расширению плавучего ветра с берега», - говорит Альфредо Паррес, отдел электросетей ABB, менеджер по развитию рынка, Renewables. «Мы знаем, что на чертежной доске был плавающий ветер с берега, и было несколько пилотов. Основное внимание было уделено конструкции поплавка для турбины. Это был первый шаг, чтобы продемонстрировать, что вы можете установить турбину на плавучую конструкцию и что она может работать. Теперь у нас есть несколько из них, и это подтолкнуло разработчиков посмотреть, что произойдет, если вы перейдете на полную мощность, до 500 МВт-1 ГВт. Когда вы туда доберетесь, вы должны подумать о подстанции.

Parres ожидает, что крупномасштабные проекты будут построены с 2030 года. К тому времени, есть некоторые ключевые элементы, которые нужно проработать. Один из них - индустриализация и стандартизация, другой - создание механической структуры, работающей в плавающих морских условиях, говорит он. «После того, как они решены, второй по величине проблемой является кабель (который должен будет подключаться к плавающей подстанции и выдерживать динамические нагрузки, которым он будет подвергаться). Мы видим много работы над этим ».

Например, в Великобритании у Carbon Trust есть проект, посвященный динамическим оффшорным кабелям. «Динамические кабели уже используются в оффшорной индустрии, но для этого потребуется более высокое напряжение, и это более сложно», - говорит Паррес. «Уровень разработки ниже, чем в других аспектах, но все же вы должны убедиться, что дизайн оборудования, технические характеристики и стандарты существуют. И стандарты еще не полностью разработаны. Стандарты важны для оптимизации отрасли ». Это позволит сократить энергосетевое оборудование, от трансформаторов до выключателей.

«Затем мы работаем над размером, размером и весом», - добавляет Паррес. «Вес и размер указаны в кен и как они составлены разумно, чтобы вся конструкция системы была наиболее эффективной. Цифровизация сыграет свою роль. Мы уже начали в цифровом, но гораздо больше можно сделать. Концепция цифровой подстанции может уменьшить количество меди, необходимой для передачи сигналов в диспетчерскую, может помочь с точки зрения ремонтопригодности и уменьшить площадь подстанции.

Паррес уверен, что решение будет жизнеспособным. «Оффшорные платформы не станут здесь пробкой», - говорит он. «Самая большая часть - это разработка турбин, и кабель придется наращивать. Но, двигаясь к полномасштабным подстанциям, я не думаю, что это станет главной проблемой ».