Írta: Guillaume Lechaton, az Akselos szél- és újenergia értékesítési igazgatója
A tengeri szél egyre erősödik. 2021 rekordév volt az iparágban, globális szinten közel 21 GW kapacitással bővült, szemben a 2020-as 6,1 GW-tal. A tengeri szélenergia teljes kapacitása jelenleg 57 GW, és 2050-re várhatóan eléri a 630 GW-ot.
Kína 2022-ben immár negyedik éve volt a világelső a tengeri szélerőművek terén, közel 17 GW hozzáadott értékkel. Ugyanebben az időszakban Európa kapacitása 3,1 GW-tal nőtt, és a kontinens vállalta, hogy a REPowerEU cselekvési terv részeként 2050-re 150 GW-ra növeli kapacitását. Az Egyesült Államok 2022-ben nem épített be új tengeri turbinákat, de 700 000 hektárnyi potenciális tengeri szélerőmű-fejlesztést azonosított a Mexikói-öbölben.
A tengeri szélenergia döntő szerepet játszik a tiszta energiagazdaságra való átállásban. A Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) 2050-re kitűzött globális nettó nulla kibocsátási céljának eléréséhez mostantól 2050-ig évente 80 GW új kapacitást kell kiépíteni. soha nem látott sebességgel és léptékkel, hogy elérje a nettó nullát.
A pozitív hír az, hogy az iparágban megvan a lehetőség a nettó nulla célértékek elérésére, sőt túllépésére. Az IEA szerint a jelenlegi globális villamosenergia-szükséglet több mint 18-szorosát képes előállítani. Az Egyesült Államokban a tengeri szélenergia több mint 2000 GW energiát biztosíthat – ez kétszerese a teljes hálózat jelenlegi termelésének.
A növekedés akadályai
Óriási globális potenciáljával a tengeri szélenergia-ipar élen jár az IEA 2050-re kitűzött nettó nulla célkitűzésének teljesítésében. Sajnos a növekedést akadályok gátolják, amelyek megakadályozzák, hogy teljes mértékben kiaknázza a benne rejlő lehetőségeket.
Például az engedély kiadása lassú és fáradságos folyamat. Ennek eredményeként jelenleg körülbelül 11 évbe telik, amíg a szélerőműparkok bérbeadásától a telepítésig eljutnak. Mire a mérnökök turbinákat telepítenek, az ipar kiváló technológiát fejlesztett ki, és a telepített turbinák elavultak.
A tengeri szélipar drága építőipari nyersanyagokra is támaszkodik, például rézre, vasra és acélra. Ezeknek az áruknak az ára az egekbe szökik. Globálisan az acélköltségek 215%-kal, míg a vas és a réz globális ára körülbelül 50%-kal nőtt tavaly. Az ilyen meredek növekedést részben az ukrajnai háború okozta, amely megemelte a nyersanyagárakat, különösen mivel Oroszország és Ukrajna jelentős acéltermelők.
A mérnöki szimulációs technológia innovatív megoldást kínál
Az Akselos digitális iker szimulációja tengeri szélkabát alapozáshoz
A tengeri szélenergia-ipar leküzdheti a növekedési akadályokat a mérnöki szimulációs szoftverek felhasználásával. A szimulációs szoftver segítségével a mérnökök részletes modelleket készíthetnek szélturbinákról, hogy elemezzék a teljesítményt különböző körülmények között. Ezek a modellek alacsonyabb költségekhez, rövidebb időkeretekhez vezethetnek a turbinák tervezéséhez és megépítéséhez, valamint a megújuló energia nagyobb arányú használatához. A továbbfejlesztett konstrukciók révén elért megtakarítások átcsoportosíthatók az ellátási lánc különböző részeire, ami nagyobb profitot eredményez.
Például egy közelmúltbeli projektben Akselos tengeri szélvédőköpeny-alapokat modellezett, hogy azonosítsa a speciális stresszforrásokat az optimalizáláshoz. A modellezési eredmények azt mutatták, hogy a szoftver akár 20%-kal is képes volt csökkenteni a tengeri szélköpeny-alapzatok acéltömegét, miközben megfelelt a pontos tervezési követelményeknek, és nem befolyásolta a széltermelés mértékét.
Az elért acéltömeg-csökkentés jelentős, mivel segítheti az ipart a növekedés két fő akadályának leküzdésében. A kevesebb acél használata ellensúlyozza a nyersanyag magas költségét, csökkenti a technológia árát és növeli a telepítést. Ezenkívül minél kevesebb alapanyagra van szükség, annál gyorsabban építhető egy turbina, ami némileg lerövidíti a turbina tervezésétől a telepítésig eltelt időt.
Globális vonatkozások
Globális szempontból e projekt eredményeinek messzemenő következményei lehetnek. Ahogy a széliparban sokan hiszik, a nagyobb turbinák nem automatikusan jobbak. A szükségtelen súlyt eltávolító karcsúbb kialakítások jobbak, mert kevesebb erőforrást használnak fel, felgyorsítják az építési folyamatot és növelik az alkalmazást.
Ezen túlmenően, ha a szimulációs szoftver jelentősen csökkenti az offshore kabátok súlyát, akkor máshol is van hova fejlődni. A mérnökök szimulációs szoftvert használhatnak a szélturbina több alkatrészének – például a torony és a rotorlapátok – optimalizálására, hogy más hatástalanságokat találjanak és csökkentsék a költségeket.
Végül pedig a hatékonyabb turbinatervek létrehozásával és az árak csökkentésével a szimulációs szoftver segíthet legyőzni korunk két másik alapvető kihívását: az energiabiztonságot és a megfizethetőséget. A megújuló energia költségeit csökkentő és elterjedtebb mérnöki szimulációs szoftver segít diverzifikálni az országok energiaszerkezetét és csökkenteni a fosszilis tüzelőanyagok exportjától való függőséget. Ez a diverzifikáció kulcsfontosságú, mivel Oroszország azzal fenyeget, hogy megszakítja Európa gázellátását, és egyre nagyobb szükség van a megújuló energia villamosenergia-hálózatba történő integrálására. Az alacsonyabb megújuló energiaköltségek enyhíthetik a jelenlegi globális megélhetési költségeket is.
Szilárd alap, amire építeni lehet
A tengeri szélenergia erős pozícióban van, a kapacitás világszerte növekszik, és bővítést tervez. Az ipar azonban nem éri el a nettó nulla célokat, és gyorsan növekednie kell, hogy segítsen megelőzni a legrosszabb éghajlatváltozást. A tengeri szélenergia hatalmas potenciállal rendelkezik ahhoz, hogy olyan sebességgel és léptékben növekedjen, amely ahhoz szükséges, hogy 2050-re elérje a nettó nulla kibocsátást. Ennek a lehetőségnek a mérnöki szimulációs szoftverekkel való kombinálása az ipart a nettó nullára hajthatja, miközben növeli az energiabiztonságot és a megfizethetőséget.
Guillaume Lechaton az Akselos szélenergia és új energiákért felelős értékesítési igazgatója, aki globális értékesítést és üzletfejlesztést irányít a tengeri szélenergia-iparban. Guillaume több mint 11 éves tapasztalattal rendelkezik a széliparban, miután egy vezető eszköztulajdonosnál és a három vezető szélturbina-gyártónál dolgozott.
Iktatás alatt: Kiemelt