Flytende vindturbiner åpner store nye havtraktater for fornybar energi

I det stormfulle vannet i Nordsjøen, 15 miles utenfor kysten av Aberdeenshire, i Skottland, strekker fem flytende havvindmøller seg 574 fot (175 meter) over vannet. Verdens første flytende vindpark, et 30 megawatt anlegg drevet av det norske selskapet Equinor, har bare vært i drift siden 2017, men har allerede slått britiske rekorder for energiproduksjon.

Mens de fleste havvindmøllene er forankret til havbunnen på faste fundamenter, og begrenser dem til dybder på omtrent 165 fot, er flytende turbiner knyttet til havbunnen med fortøyningslinjer. Disse enorme konstruksjonene er samlet på land og trukket ut til sjøs med båter.

Evnen til å installere turbiner i dypere farvann, der vinden pleier å være sterkere, åpner store mengder av havet for å generere fornybar vindkraft: nær 80% av potensiell vindkraft til havs finnes på dypere vann. I tillegg bidrar posisjonering av flytende turbiner mye lenger utenfor kysten til å unngå konflikter med dem som motsetter seg deres innvirkning på kystutsikten.

Flytende havvind er fortsatt i en tidlig fase: bare ca. 80 megawatt av totalt ca. 32 gigawatt (0.25%) av installert havvindkapasitet er flytende. Men noen eksperter sier at den relativt nye teknologien kan bli en viktig del av fornybaringsmiks, hvis den kan overvinne hindringer, inkludert kostnader, design og motstand fra fiskeindustrien.

USA har tradisjonelt haltet bak Europa når det gjelder vindkraft til havs, men det kan være i endring. Joe Biden har lovet å bygge mer enn 30 GW havvind i 2030. Energidepartementet sier at det har investert mer enn $ 100 millioner i forskning og utvikling av flytende havvindteknologi i et forsøk på å etablere seg som ledende i sektoren.

Mens den pålitelige vinden og det relativt grunne vannet på den amerikanske østkysten har gjort det til det foretrukne målet for havvindprosjekter, som f.eks. den nylig godkjente stor vingård Vind utenfor kysten av Martha's Vineyard, på vestkysten er vannet stort sett for dypt for faste plattformturbiner. Det er her talsmennene håper flytende vind tar fart.

I mai kunngjorde Biden -administrasjonen og Californias guvernør, Gavin Newsom, en plan om å bringe flytende havvind til California. De har identifisert to steder: et område på nesten 400 kvadratkilometer nord-vest for Morro Bay, som kan være vert for 380 flytende vindturbiner, og et annet lenger nord for Humboldt Bay. Sammen kan disse prosjektene gi opptil 4.6 GW ren energi til nettet, nok til å drive 1.6 millioner hjem.

"[Kunngjøringen] var et virkelig gjennombrudd," sa Adam Stern, administrerende direktør i bransjeforeningen Offshore Wind California. "I en tid hvor virkningene av klimaendringer er tydelige i California hver dag, i form av branner og tørkeforhold," sa han, "havvind kan gi ren, pålitelig elektrisitet for millioner av innbyggere i California."

De Det internasjonale energibyrået anslår at for at verden skal holde seg på veien til karbonnøytralitet innen 2050, må den legge til 390 GW vindkraft (hvorav 80 GW vil være offshore) hvert år mellom 2030 og 2050.

Det er et stort hopp fra dagens tall, spesielt for havvindindustrien, som installerte litt over 6GW ny kapasitet i 2020. Men vindkraften har vokst ettersom kostnadene faller og land ser ut til å gå bort fra fossilt brensel for å nå klimamål.

Hvor mye flytende vind vil påvirke er uklart. Land inkludert Norge, Portugal, Sør-Korea og Japan installerer eller planlegger flytende vindprosjekter, med mer enn 26 GW av kapasitet anslått å være i rørledningen, ifølge ett estimat.

"Uten tvil er vind en stor del av løsningen for å gå til null," sa Michael Webber, energiekspert og ingeniørprofessor ved University of Texas i Austin. Men han tror flytende vind sannsynligvis vil ta tid å skalere opp, og forutsier at vind på land og havbunn med fast bunn vil dominere det neste tiåret.

Store hindringer gjenstår absolutt. Kostnaden er en betydelig. Flytende produksjonskostnader for havvind er omtrent det dobbelte av fast havvind, selv om disse forventes å falle etter hvert som teknologiske fremskritt og forsyningskjeder blir bedre. Anslag fra forskningsorganet National Renewable Energy Laboratory (NREL) antyder at flytende turbinprosjekter kan oppnå kostnadsparitet med sine faste bunn-kolleger rundt 2030.

En rynke er antall design for å forankre de flytende turbinene, som noen eksperter mener vil gjøre det vanskeligere å redusere kostnadene.

Det er tre hoveddesigner. Sparebøyen-utformingen av Hywind flytende turbiner i Skottland-har et langt, vektet sylinderrør som strekker seg ned fra turbinen og under havets overflate for å balansere det. Semi-nedsenkbare plattformer, som er de vanligste for installerte og planlagte prosjekter, er modulære og består av flytende sylindriske strukturer sikret med fortøyningslinjer. Spenningsbenstrukturen har en mindre plattform forankret til havbunnen med stramme fortøyningslinjer.

"Jeg har mistet tellingen på hvor mange konsepter som faktisk finnes der ute," sa Po Wen Cheng, leder for vindenergi ved universitetet i Stuttgart i Tyskland. "Ford gjorde ikke bilen rimelig for de store massene ved å lage 30 forskjellige typer biler - de laget bare en modell T. Hvis vi virkelig ønsker å senke kostnadene, kan vi ikke tolerere så mange forskjellige konsepter," sa han.

Les hele historien her ...