Κάτω από τη θάλασσα: Χάρτης πορείας για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

© Fokke / Adobe Stock

Χάρη στα αυξανόμενα επίπεδα χρηματοδότησης του χρέους για έργα ευθυγραμμισμένα με το κλίμα, η αιολική ενέργεια έχει καταστεί μία από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες πράσινες βιομηχανίες. Η Jessica Williams, αναλυτής υποδομών της S & P Global Ratings, θεωρεί τις υποβρύχιες τεχνολογίες που καθιστούν δυνατή την πρόοδο αυτή.

Η ανανεώσιμη ενέργεια συμβάλλει όλο και περισσότερο στο ηλεκτρικό δίκτυο. Μέχρι το τέλος του 2016, οι πηγές "πράσινης ενέργειας" αντιπροσώπευαν σχεδόν το ένα τέταρτο του παγκόσμιου εφοδιασμού με ηλεκτρισμό, σύμφωνα με την REN21. Η αιολική ενέργεια έχει συμβάλει σημαντικά στην αλλαγή αυτή και είναι η δεύτερη μόνο στην υδροηλεκτρική ενέργεια αναφορικά με την ανανεώσιμη δυναμικότητα. Και σε μεγάλο βαθμό χάρη στις παγκόσμιες προσπάθειες απομάκρυνσης του άνθρακα, η διείσδυση της αιολικής ενέργειας στην αγορά αυξάνεται. το Παγκόσμιο Συμβούλιο Αιολικής Ενέργειας (GWEC) εκτιμά ότι η παγκόσμια δυναμικότητα θα φτάσει τα 817 gigawatts (GW) έως το 2021, αύξηση 68% από το 2016.

Ένας ισχυρός αγωγός τεχνολογιών οδηγεί αυτή την ανάπτυξη. Καθώς βελτιώνονται οι τεχνολογίες, αυτό ωθεί το κόστος, καθιστώντας την αιολική ενέργεια πιο βιώσιμη. Για παράδειγμα, η βελτιωμένη τεχνολογία επιτρέπει μεγαλύτερες ανεμογεννήτριες και θεμέλια, γεγονός που αυξάνει την παραγωγικότητα και την αποδοτικότητα της παραγωγής. Επωφελούμενοι από αυτά τα οφέλη απόδοσης, τα υποθαλάσσια καλώδια αντιμετωπίζουν έτσι τις προκλήσεις της ασυνεπούς προσφοράς και ζήτησης. επιτρέπουν τη μετάδοση των ηλεκτρισμών που παράγονται σε υπεράκτιες περιοχές - ή σε απομακρυσμένες γεωγραφικές τοποθεσίες - στις αστικές περιοχές που το χρειάζονται περισσότερο.

Γεωγραφία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
Πάρτε την πολιτεία της Νέας Υόρκης, για παράδειγμα, η οποία έχει τέσσερις πυκνοκατοικημένες κομητείες, δύο που είναι μέρος της Νέας Υόρκης, που βρίσκεται στο Long Island. Το νησί αντιμετωπίζει σημαντικές προκλήσεις που ικανοποιούν τις σημαντικές απαιτήσεις του για ηλεκτρικό ρεύμα εξαιτίας των κληροδοτημένων ζητημάτων περιορισμού του φυσικού αερίου και της ηλεκτρικής μετάδοσης, καθώς και περιορισμένης γεωγραφικής πρόσβασης σε ανανεώσιμες εναλλακτικές λύσεις (όπως ηλιακή ή αιολική). Ωστόσο, το κράτος της Νέας Υόρκης έχει καταστήσει την ανανεώσιμη ανάπτυξη πρωταρχικό στόχο πολιτικής σύμφωνα με το πρότυπο καθαρής ενέργειας - το οποίο προβλέπει ότι το 50% της ηλεκτρικής ενέργειας προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές μέχρι το 2030.

Έτσι, παρόλο που ο στόχος είναι φιλόδοξος, οι στόχοι μείωσης του άνθρακα της Πολιτείας της Νέας Υόρκης είναι αρκετά ευέλικτοι ώστε να ενσωματώσουν την πράσινη ενέργεια που μεταδίδεται από αλλού. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για το Long Island, το οποίο ωφελείται από το Cross Sound Cable, μια υποθαλάσσια γραμμή μεταφοράς που μεταδίδει την υπερβολική καθαρή ηλεκτρική ενέργεια στο Long Island Sound από πλούσια σε ανανεώσιμες πηγές Νέα Αγγλία.

Εκτός από τους τεράστιους υδρολογικούς και αιολικούς πόρους, η Νέα Αγγλία έχει τις δικές της κρατικές πολιτικές μείωσης του άνθρακα που χρονολογούνται από μια δεκαετία. Το Cross Sound Cable μπορεί να μεταφέρει 330 MW υδρολογικής και αιολικής ενέργειας από τη Νέα Αγγλία στο Long Island, γεγονός που ισοδυναμεί με ουσιαστική εξοικονόμηση άνθρακα ισοδύναμη με περίπου 600MW αιολικής χωρητικότητας. Τελικά, αυτό όχι μόνο παρέχει Long Island με ενισχυμένη σταθερότητα του δικτύου, αλλά παρέχει επίσης μια χρήση για την πλεονάζουσα αιολική ενέργεια της Νέας Αγγλίας.

Μεταφορά στο εξωτερικό
Στην Ευρώπη, παρόμοια έργα βρίσκονται σε εξέλιξη. Για παράδειγμα, η πρωτοβουλία Western Link - ένα έργο ύψους 1 δισ. Ευρώ που βρίσκεται στο Ηνωμένο Βασίλειο - θα μεταφέρει την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τους άφθονους αιολικούς πόρους ξηράς και ανοικτής θαλάσσης της Σκωτίας στην Αγγλία και την Ουαλία χρησιμοποιώντας υποθαλάσσια και υπόγεια καλώδια. Παρόμοια με το Cross Sound Cable, το Western Link είναι επίσης αμφίδρομο. Αυτό σημαίνει ότι, ενώ αυτά τα καλώδια επιτρέπουν σε ορισμένες περιοχές να επωφεληθούν από την πλεονάζουσα ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται αλλού, η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί επίσης να ρεύσει προς την αντίθετη κατεύθυνση, σύμφωνα με τις απαιτήσεις παροχής ηλεκτρικής ενέργειας και ζήτησης. Με τη σειρά του, αυτό προάγει τη σταθερότητα του δικτύου σε αμφότερα τα άκρα - και τη μακροζωία του καλωδίου.

Στη Γερμανία, ο διαχειριστής συστήματος μεταφοράς TenneT Holding BV (TenneT), αύξησε πράσινα ομόλογα ύψους 1 δισεκατομμυρίου ευρώ για τη χρηματοδότηση γραμμών μεταφοράς που συνδέουν υπεράκτια αιολικά έργα στη Βόρεια Θάλασσα με το γερμανικό δίκτυο. Πράγματι, ένας αυξανόμενος αριθμός έργων στη Βόρεια Θάλασσα συμβάλλει στην εντυπωσιακή ευρωπαϊκή ανάπτυξη της αιολικής ενέργειας. σύμφωνα με την WindEurope, η περιοχή γνώρισε ένα χρόνο ρεκόρ το 2017, προσθέτοντας 14 GW στο δίκτυο ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Στον τομέα της Ασίας και του Ειρηνικού, βρίσκεται επίσης σε εξέλιξη μια ουσιαστική πρόταση. Ο Ασιατικός Κέντρος Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας περιλαμβάνει 7.000 τετραγωνικά χιλιόμετρα γης στην περιοχή Ανατολική Πιμπάρα της Δυτικής Αυστραλίας και προορίζεται να φιλοξενήσει εγκαταστάσεις ηλιακής και αιολικής ενέργειας με σκοπό τη μετάδοση της ενέργειας που παράγεται στη Νοτιοανατολική Ασία.

Ο Ασιατικός Κέντρος Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) συνεπάγεται την κατασκευή 1.200 αιολικών στροβίλων χερσαίων αγωγών 300m, με επιπλέον 2.400MW από ηλιακούς συλλέκτες - οι οποίοι θα εξαχθούν μέσω υποθαλάσσιων καλωδίων υψηλής τάσης στη Τζακάρτα και τη Σιγκαπούρη. Το έργο θα παράγει ενέργεια για 7 εκατομμύρια σπίτια στην Ινδονησία και θα αντισταθμίσει σχεδόν 1 δισεκατομμύριο τόνους εκπομπών άνθρακα κατά τη διάρκεια της ζωής του.

Προσεκτική κατασκευή
Ωστόσο, λόγω της ταχύτητας της τεχνολογικής ανάπτυξης, υπάρχει συνεχώς μεταβαλλόμενος κίνδυνος τεχνολογίας που πρέπει να ληφθεί υπόψη - καθώς και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις της κατασκευής και της εφαρμογής.

Για παράδειγμα, με πιο ισχυρά υποθαλάσσια καλώδια υπάρχουν μεγαλύτερες αποστάσεις από την ακτή και από τις σκληρότερες θαλάσσιες συνθήκες - δύο σημαντικές εκτιμήσεις όσον αφορά τόσο τις φάσεις κατασκευής όσο και λειτουργίας των υπεράκτιων αιολικών έργων. Οι κίνδυνοι αυτοί ενισχύονται όταν υπάρχουν αποκλίσεις μεταξύ των τεχνολογιών που προτείνονται στη φάση υποβολής προσφορών και εκείνων που εγκαθίστανται στην φάση της κατασκευής. Πράγματι, ορισμένες γερμανικές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας - για τη διάρθρωση του υποτιθέμενου κόστους τους - έβαλαν την πίστη τους στην τεχνολογία βελτιώνοντας από τώρα έως το 2021, όταν θα κατασκευαστούν μελλοντικά υπεράκτια αιολικά έργα. Η μείωση του περιβαλλοντικού αντίκτυπου κατά τη φάση κατασκευής ενός έργου αιολικής ενέργειας αποτελεί επίσης βασική προτεραιότητα. Για το σκοπό αυτό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν εκτεταμένες αξιολογήσεις περιβαλλοντικών επιπτώσεων (ΕΠΕ) και τεχνικές κατασκευής χαμηλών επιπτώσεων - όπως οι διαδικασίες μαλακής εκκίνησης και οι τεχνολογίες μείωσης του θορύβου.

Τα έργα TenneT στη Γερμανία είναι ένα παράδειγμα. Εκτός από την ενίσχυση της χρηστικότητας της βιώσιμης ενέργειας, η TenneT στοχεύει στην ελαχιστοποίηση των φυσικών επιπτώσεων των δραστηριοτήτων της στη Βόρεια Θάλασσα. Πέρα από τη χρήση των ΕΠΕ και των τεχνολογιών χαμηλού αντίκτυπου, όλα τα πλοία των εργολάβων που εγκαθιστούν το υποθαλάσσιο καλώδιο μετάδοσης TenneT πρέπει να έχουν πιστοποίηση για να αποδείξουν ότι δεν εκλύουν απόβλητα στη θάλασσα. Τελικά, τα υποθαλάσσια καλώδια επιτρέπουν τη διανομή ανανεώσιμης ενέργειας σε περιοχές που μπορούν να ωφεληθούν. Τα έργα αυτά θα μπορούσαν να συμβάλουν στη σφαιρική μεταστροφή του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία μπορεί να δει όλο και περισσότερα σπίτια και επιχειρήσεις να χρησιμοποιούν πληρέστερα τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας - μειώνοντας έτσι τα αποτυπώματα άνθρακα τους.

(Όπως δημοσιεύθηκε στην έκδοση του Απριλίου 2018 των Ναυτικών Reporter & Engineering News )