Vuodesta 2010 lähtien tuulienergian kasvu on ollut jatkuvaa kaikkialla maailmassa, ja merituulen tuottama energian määrä on lisääntynyt XNUMX prosenttia lähes 30% vuodessa. Maailmanlaajuisten maiden on nopeutettava uusiutuvan energian tarjontaa nopeasti kasvavan kysynnän tyydyttämiseksi ja päästöjen vähentämiseksi nopeasti. Tästä kiireellisyydestä huolimatta merituuli tuottaa tällä hetkellä alle yhden prosentin maailman sähköntuotannosta.
Monia tuulipuistojen rakentamisen parhaimmista matalan veden alueista on kehitteillä. Mutta merellisen tuulen potentiaalia ei vieläkään käytetä suuresti hyödyntäen alla olevaa kuvaajaa maailmanlaajuisesta asennetusta kapasiteetista.
Maalla sijaitseva vs. merellisen tuulen kapasiteetti
Avain: merituuli = vaaleanharmaa, ja merituuli = tummanharmaa. IRENAn, Tekijä toimitti
Syy tähän käyttämättä olevaan potentiaaliin on se 80% tuulesta puhaltaa keskeytyksettä edelleen merelle - yli 60 metrin syvyyteen veteen, jonka merenpohjaan upotettujen turbiinien rakentaminen on hankalaa.
Ratkaisu voisi olla kelluva offshore-tuulipuisto. Joten mikä heitä pidättelee?
Kelluva merituuli
Kaikki palkki kourallinen olemassa olevia offshore-tuuliturbiineja on kiinnitetty merenpohjaan kiinteällä pohjalla - enimmäkseen suurella teräsputkimaisella kasalla, joka siirtyy merenpohjan yläpuolella olevaan turbiinimastoon. Nämä ns. Kiinteäpohjaiset turbiinit ovat rajoitettu 50 tai 60 metrin vesisyvyyteen.
Mutta viimeaikaiset projektit, mukaan lukien Hywind Skotlannin ja Tuulen kelluvuus Näytä Portugalin ulkopuolella, että on mahdollista rakentaa kelluvia tuuliturbiineja. Yksi kuuden megawatin turbiini - kuten Hywind-tilalla käytetty - voi tuottaa tarpeeksi sähköä 4,000 brittiläisen kodin käyttämiseen.
Mutta tarjota vastaava kotitalouksien sähkö maailman väestölle 9 miljardia, kirjoittanut 2050 vaatisi jotain puoli miljoonaa offshore-tuuliturbiinia - 100-kertainen lisäys nykyiseen määrään verrattuna - plus ylimääräinen kapasiteetti sähkön tuottamiseksi tulevaa energian kysyntää varten.
Valitettavasti, vaikka kelluvat tuulipuistot ovat teknisesti toteutettavissa, ne eivät ole taloudellisesti kannattavia. Mitä tahansa offshore-tekeminen on kallis. Yhden gigawatin kiinteän pohjan tuulipuiston rakentamiseksi tarvittavan paikatutkimuksen suorittamisen kustannukset ovat noin 15 miljoonaa puntaa. Tilan asennus ja käyttöönotto olisi noin 650 miljoonaa puntaa, kun taas käytöstä ja ylläpidosta aiheutuvat kustannukset olisivat noin 75 miljoonaa puntaa vuodessa. Elämänsä lopussa, joka voi olla noin 25 vuotta, käytöstäpoistoon tarvitaan vielä 300 miljoonaa puntaa.
Silti kelluvat tuulipuistot, joiden suunnittelu ja tekniikka ovat vielä alkuvaiheessa, ovat vielä kalliimpia. Kun merituulienergian toimittamisen hinta vuonna 2019 oli välillä 36–45 puntaa per MWh sähköä, kelluvan tuulen nykyiset huutokaupat ovat hinnoiteltuja. yli kaksinkertainen summa.
Myös offshore-rakenteet ovat erittäin suuria. Hywindin kuuden megawatin turbiinien halkaisija on 154 metriä - jokainen siipi on samanpituinen kuin A380-lentokoneen siipiväli. Siemens Gamesa 10 megawatin turbiinin roottorin halkaisija on 193 metriä, kun taas Yhdysvaltain kansallisen uusiutuvan energian laboratorion 15 megawatin vertailuturbiinin halkaisija on 240 metriä. Tämän mittaisen infrastruktuurin rakentaminen, asentaminen, käyttö, seuranta, ylläpito ja käytöstä poistaminen meressä ei ole vähäpätöinen tehtävä.
Kaksi viidestä turbiinista, joita käytettiin maailman ensimmäisessä kelluvassa tuulipuistossa, Hywind Scotlandissa. Terje Aase / Shutterstock
Energiayhtiöt rakentavat usein kaukana merellä, mutta yksi kelluva tuulivoimala tuottaa paljon vähemmän energiaa kuin yksi offshore-öljy- tai kaasulaite. Sen käyttöiän aikana se voisi olla molempien rakenteiden koosta riippuen 1,000 XNUMX kertaa pienempi. Jotta uusiutuvien energialähteiden samaan energiantuotantoon tarvitaan paljon enemmän infrastruktuuria. Merellä sijaitsevan tuuliturbiinin sijoittamisesta merelle ja pitämisestä siellä on muututtava paljon halvemmaksi vastaamaan offshore-öljyn tai -kaasun energiantuotannon kustannuksia.
Perinteisestä offshore-tekniikasta voidaan oppia paljon, jotta voidaan auttaa uusiutuvaan energiaan siirtymisessä. Mutta tarvittavia kustannussäästöjä ei voida saavuttaa tekemällä enemmän samoja tai lisäämällä nykyisten menetelmien ja tekniikoiden tehokkuutta.
Tekniset ratkaisut
Siksi kuluu todennäköisesti uutta tekniikkaa, jotta kelluvat tuulipuistot olisivat kustannustehokkaita. Esimerkiksi robottien ja muun itsenäisen tekniikan käyttäminen offshore-suunnittelutoimintojen ohjaamiseen - merenpohjan tutkimisesta kelluvan tuuliturbiinin käyttämiseen, tarkastamiseen ja ylläpitämiseen - voisi vähentää työntekijöille aiheutuvaa riskiä ja antaa näiden monimutkaisten järjestelmien tehokkaamman hallinnan.
Ihmisten suorittamilla säännöllisillä merellä tapahtuvien tuulipuistojen tarkastuksilla ei olisi käytännöllistä nykyisin rakennettavan valtavan kehityksen suhteen ja varmasti myös tulevaisuuden suunnittelulle. Älykkäät anturit, jotka on rakennettu kelluvan tuulipuiston kaikkiin osiin, voivat jatkuvasti arvioida kuinka rakenne etenee sen sijaan.
Koneen oppiminen - joka käyttää tietoja opettamaan tietokoneita tekemään päätöksiä itse - voitaisiin käyttää kertomaan meille tehokkain ankkuri suunnittelun aikana tai jos kiinnityslinja saattaa olla vaarassa vioittua käytön aikana.
Koneoppimisella voidaan jo säätietojen avulla hallita turbiinien siipien asentoja maksimoidakseen niiden tuottaman energian määrän tai estääksesi vahvan tuulen tai myrskyjen vaurioita. Uudet menetelmät yhdistämällä fysiikka koneoppimiseen voidaan tehdä luotettavia ennusteita vähemmällä tiedolla, mikä on hyödyllistä offshore-alueella, jos tiedon kerääminen voi olla vaikeaa.
Kun Yhdistyneen kuningaskunnan hallitus aloittaa tutkimus sellaisiin teknisiin innovaatioihin, jotka voisivat puuttua ilmastomuutokseen, merituuli on ensimmäinen käyntisatama. Investoimalla tulevaisuuden tekniikkaan, kelluvat tuulipuistot voisivat auttaa lataamaan maan ja maailman uusiutuvan energian kapasiteetin.
Susan Gourvenec, Kuninkaallisen teknillisen akatemian tuoli kehittyvissä teknologioissa - Älykäs ja joustava meritekniikka, University of Southampton
Tämä artikkeli julkaistaan uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.
Liittyvät kirjat
Laskutus: Kaikkein kattavin suunnitelma, jota koskaan ehdotettiin maailmanlaajuisen lämpenemisen kääntämiseksi
Paul Hawken ja Tom Steyer
Laajasti levinneen pelon ja apatian edessä kansainvälinen tutkijoiden, ammattilaisten ja tutkijoiden koalitio on koonnut tarjoamaan joukon realistisia ja rohkeita ratkaisuja ilmastonmuutokseen. Tässä on kuvattu sata tekniikkaa ja käytäntöä - jotkut ovat hyvin tunnettuja; jotkut, joita et ole koskaan kuullut. Ne vaihtelevat puhtaasta energiasta tyttärien kouluttamiseen pienituloisissa maissa maankäytön käytäntöihin, jotka vetävät hiiltä pois ilmassa. Ratkaisut ovat olemassa, ovat taloudellisesti kannattavia ja yhteisöt kaikkialla maailmassa toteuttavat niitä taitavasti ja päättäväisesti. Saatavana Amazon
Ilmastoratkaisujen suunnittelu: Poliittinen opas vähähiiliseen energiaan
Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Koska ilmastonmuutoksen vaikutukset ovat jo kohdanneet, tarve vähentää maailmanlaajuisia kasvihuonekaasupäästöjä on kiireellistä. Se on pelottava haaste, mutta tekniikat ja strategiat sen täyttämiseksi ovat olemassa tänään. Pieni joukko energiapolitiikkoja, jotka on suunniteltu ja toteutettu hyvin, voivat viedä meidät polulle vähähiiliseen tulevaisuuteen. Energiajärjestelmät ovat suuria ja monimutkaisia, joten energiapolitiikan on oltava kohdennettua ja kustannustehokasta. Yksi koko sopiva lähestymistapa ei yksinkertaisesti saa aikaan työtä. Päättäjät tarvitsevat selkeän, kattavan resurssin, jossa hahmotellaan energiapolitiikat, joilla on suurin vaikutus ilmastotulevaisuuteen, ja kuvataan, miten nämä politiikat suunnitellaan hyvin. Saatavana Amazon
Tämä muuttaa kaikkea: kapitalismi vs. ilmasto
kirjoittanut Naomi Klein
In Tämä muuttaa kaiken Naomi Klein väittää, että ilmastonmuutos ei ole pelkästään toinen asia, joka on jätettävä verojen ja terveydenhuollon välillä. Se on hälytys, joka kutsuu meitä vahvistamaan taloudellisen järjestelmän, joka on jo meitä monin tavoin epäonnistumassa. Klein rakentaa huolellisesti tapaa, jolla kasvihuonekaasupäästömme vähentäminen on meidän tilaisuutemme vähentää samanaikaisesti eriarvoisuutta, kuvitella rikkoutuneita demokratiojamme uudelleen ja rakentaa taloutemme. Hän paljastaa ilmastonmuutoksen denierien ideologisen epätoivon, mahdollisten geoengineerien messiaaniset harhaluulot ja liian monien vihreiden aloitteiden traagisen defeatismin. Ja hän osoittaa täsmälleen, miksi markkinat eivät ole - eivätkä voi - korjata ilmastokriisiä, vaan pahentavat sen sijaan entistä äärimmäisempiä ja ekologisesti haitallisia uuttomenetelmiä, joihin liittyy riehuva katastrofi kapitalismi. Saatavana Amazon
Julkaisijasta:
Ostot Amazon-palvelussa kulkevat sinut tuodakseen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ja ClimateImpactNews.com maksutta ja ilman mainostajia, jotka seuraavat seurantatapojasi. Vaikka napsautat linkkiä, mutta älä osta näitä valittuja tuotteita, kaikki muut, jotka ostat samassa Amazon-vierailussa, maksaa meille pienen palkkion. Sinulle ei aiheudu lisäkustannuksia, joten olkaa hyvä ja edistäkää työtä. Voit myös käytä tätä linkkiä käyttää Amazonia milloin tahansa, jotta voit auttaa tukemaan ponnisteluja.
