На каждую тонну надводной части морского ветрогенератора необходимо четыре тонны подводного балласта, что делает такие проекты крайне затратными. Выход предложен в виде плавучих ветрогенераторов пирамидальной конструкции вместо традиционной «вентилятор на палочке». Ранее на этой неделе в США спущен на воду первый прототип такого ветрогенератора, что позволит оценить новшество в реальных условиях.

Источник изображений: T-Omega

Прототип в масштабе 1:16 спущен на воду недалеко от города Нью-Бедфорд в штате Массачусетс. Ранее компания T-Omega, предложившая уникальную конструкцию морского ветрогенератора, провела испытания на плавучесть прототипа в масштабе 1:60. Утверждается, что конструкция сможет выдержать волны высотой до 30 м.

Конечной (или промежуточной) целью компании заявлено строительство 10-МВт ветровой установки высотой 119 м со сторонами 70 м и ротором диаметром 198 м. Ориентировочный вес установки составит от 1200 до 1800 т.

Пирамидальная конструкция опоры на поплавках создаст две точки для поддержки оси ротора вместе с генератором. Две точки опоры для ротора уменьшат нагрузку на подшипники. Благодаря поплавкам и точке крепления якоря на дне конструкция будет самостоятельно разворачиваться по ветру. Для ремонта и обслуживания трапециевидный плавающий генератор можно будет отбуксировать в сухой док, что снизит стоимость обслуживания и исключит необходимость арендовать дорогостоящие плавучие краны.

Похожий проект разрабатывает французская компания Eolink. В сентябре прошлого года она получила инвестиции на сумму около $23 млн от испанской компании Acciona Energy и фирмы по управлению проектами Valorem. На эти деньги будет построен 5-МВт прототип, который к 2024 году должен был пройти проверку на испытательном полигоне SEM-REV в французских водах Атлантического океана. Пока об этом не сообщалось.

Добавим, морские ветрогенераторы обещают оказаться эффективнее прибрежных, поскольку ветра в открытом море, как правило, сильнее. Но в открытом море «вентилятор на палочке» — это практически невозможное решение ввиду больших глубин. Однако для плавучего ветрогенератора трапециевидный конструкции это не проблема. Бросить якорь — это не сваи вбивать. А какая экономия на материале… В идеале от подобных систем ожидают LCoE около $50 за МВт·ч, что очень и очень хорошо.

Американская компания Airloom Energy сообщила о планах создать принципиально новые ветряные генераторы, которые в три раза снизят стоимость выработки электричества силой ветра. Возглавил Airloom Energy выходец из Google, а среди первых инвесторов главным стал фонд Breakthrough Energy Ventures Билла Гейтса (Bill Gates).

Источник изображений: Airloom Energy

Традиционные ветровые установки — «пропеллер на палочке» — начали упираться в высокую стоимость развёртывания. Гигантские пропеллеры достигли высот до 300 м с учётом подъёма лопастей. Ступица ротора при этом крутится с намного меньшей скоростью, чем кончики лопастей, с чем в данной конструкции приходится мириться. Стоит ли продолжать в том же духе и терять на растущей стоимости проектов, или нужно искать что-то новое и более эффективное? Билл Гейтс в лице фонда Breakthrough Energy Ventures проголосовал за второе.

Оригинальный ветряк Airloom Energy совершенно непохож на типичную ветроустановку. Вместо одиночных башен и пропеллеров, предложенная установка представляет собой овальный трек. Также можно сказать, что это линейный ветрогенератор. На верхушках столбов крепится свободно двигающийся трос, к которому на равных расстояниях прикреплены паруса-крылья. Такая система всегда будет приходить в движение вне зависимости от направления ветра. В ней одновременно работают все лопасти за исключением тех, которые попадают в зону поворота. И скорость вращения ступицы генератора всегда соответствует скорости прохождения лопасти (троса).

Установка таких систем будет намного дешевле стоимости установки ветряков, что также касается обслуживания, ведь в случае трекового ветрогенератора всё будет невысоко от поверхности земли. По оценкам разработчика, 2,5-МВт трековый ветряк на 25-м столбах с 10-м лопастями будет стоить примерно $225 тыс. Аналогичный классический ветрогенератор с лопастями диаметром 100 м и 85-м башней обойдётся в десять раз дороже. Колоссальная экономия, если проект докажет свою состоятельность.

Для оценки эффективности разработки Airloom Energy создала прототип мощностью 50 кВт. После обкатки технологии на практике она займётся масштабированием установки и вопросами коммерциализации.

Немецкий энергетический гигант RWE приступил к демонтажу ряда ветряных генераторов, чтобы очистить место для расширения своего угольного карьера Гарцвайлер. Всего будет демонтировано восемь ветроустановок. Делается это для обеспечения энергетической безопасности Германии, которая продолжает бороться с последствиями кризиса в энергетике, связанного с санкциями в отношении России.

Источник изображения: Alle Dörfer bleiben \ euobserver.com

Расширение карьера по добыче так называемого бурого угля — самого грязного по создаваемым выбросам — согласовано с властями страны и региона. Компании разрешили добыть дополнительно 15-20 млн т угля в этом разрезе в обмен на обещание поэтапно свернуть добычу угля в стране до 2030 года (на 8 лет раньше, чем было оговорено ранее). Министр экономики Германии Роберт Хабек преподнёс эту договорённость как «правильное решение», а политик партии зеленых Оливер Криш описал расширение карьера и более ранний поэтапный отказ как «одно из величайших достижений, которых мы добились за последние годы».

Следует сказать, что демонтируемые ветрогенераторы эксплуатировались около 10 лет. При этом построившая их компания больше не занималась проектом, и поддержание генераторов в рабочем состоянии было сопряжено с трудностями. Поэтому демонтаж объекта был объективно оправданным решением, хотя само по себе расширение добычи бурого угля было встречено резкой критикой со стороны экоактивистов. С ними во многом согласны аналитики. По оценкам специалистов компании Aurora, расширение карьера Гарцвайлер приведёт к тому, что страна превысит свои обязательства по влиянию на изменение климата.

За последние десять лет мощности ветряных турбин выросли во много раз. С одной стороны, это снижает себестоимость получения электричества за счёт силы ветра, но с другой стороны, инфраструктура рискует не выдержать увеличения массы гондол (генераторов), более высоких башен и предельно длинных лопастей. Каждая лопасть современной турбины длиннее футбольного поля, а вес гондол достигает 1000 т, что граничит с предельной нагрузкой на суда и причалы.

Монтаж 18-МВт ветровой турбины. Источник изображений: China Three Gorges Corporation

Прежде всего, рекорды ставят китайцы. В Китае уже подключена к сети ветряная турбина высотой с 50 этажный дом мощностью 16 МВт и лопастями длиной 123 м. На очереди запуск 18-МВт ветрогенератора высотой с 70-этажный дом и ещё более длинными лопастями. Это пока уникальные и единичные проекты, но массовыми они станут нескоро даже при желании вкладывать в них деньги. Точнее, деньги в них вложить можно, но рентабельность может оказаться не очень хорошей.

Гонка и конкуренция заставляют соперников наращивать мощность оффшорных турбин, вот только флот для установки всё более тяжёлых и больших по размеру конструкций для этого не предназначен. Суда для монтажных работ на море должны работать достаточно долго — десятилетиями, чтобы их стоимость и эксплуатация окупилась и, в конечном итоге, чтобы это не сказалось на стоимости ветроэнергетики. Но современный флот и причальная инфраструктура банально не готовы взять на свои плечи новый груз.

Более того, глядя на всё это, компании-подрядчики не хотят вкладывать деньги в постройку судов большей грузоподъёмности. Они намерены делать это только под долгосрочные контракты со всеми необходимыми мерами страховки. Надо ли говорить, что это не делает проекты оффшорных электростанций дешевле?

Эксперты настаивают, что мы всё ещё плохо понимаем плюсы и минусы ветрогенераторов сравнительно небольшой мощности — до нескольких МВт на установку. И в этом есть зерно истины. Недавно компания Siemens Energy AG выяснила, что треть ветроустановок компании имеют неустранимые простым образом дефекты. И это выяснилось без исследований оффшорных ветрогенераторов, инспектировать которые сложнее, чем наземные. Отрасль может ждать очень неприятный сюрприз, если нечто подобное обнаружится в области морской ветроэнергетики. Неудивительно, что специалисты призывают сделать паузу в гонке за мощностью ветрогенераторов.

Паузу можно использовать для стандартизации индустрии производства и использования ветрогенераторов. Стандартизация поможет избежать ошибок и лишних затрат на проекты, которых можно было бы избежать просто изучая накопленный опыт. Также общие стандарты позволят предсказуемым образом зарабатывать всем участникам цепочек поставок и, тем самым, развивать отрасль с прицелом на дальнюю перспективу, а не на сиюминутную выгоду. А если кто-то хочет быть революционером, то никто не будет против. Желаете удивить? Но только за свой счёт.

Китайская компания Three Gorges Energy сообщила о подключении к сети первого в мире ветрогенератора мощностью 16 МВт. Высота башни этой морской установки достигает 152 м, что примерно равно высоте типичного 50-этажного жилого дома. Колоссальная установка сможет выдержать порывы ветра со скоростью почти 290 км/ч и обеспечит чистой энергией до 36 тыс. китайских домохозяйств.

Источник изображений: China Three Gorges Corporation

Каждая из лопастей обладает длиной 123 м. Общий вес трёх лопастей равен 54 т. Вес «машинного отделения» с генератором на вершине башни составляет 385 т. За один оборот лопасти очерчивают в воздухе круг площадью около 50 тыс. м². «Урожай» энергии с этой площади составляет 34,2 кВт·ч. Ожидается, что в год объём выработки с этой турбины будет достигать 66 ГВт·ч.

Демонстрационная установка размещена в Фуцзяньском морском ветропарке в Тайваньском проливе, где проявляется эффект естественной аэродинамической трубы. По данным компании Three Gorges Group, в этом месте более 200 дней в году наблюдаются условия «почти шторма» с ветром, превышающим скорость 51 км/ч. Расчётная устойчивость установки к ветру составляет 287 км/ч. Это выше, чем ранее зарегистрированный тайфун рекордной ураганной силы, который случился в 1979 году, когда скорость ветра достигала 260 км/ч.

Самое интересное, что Китай продолжит наращивать размеры ветроустановок, поскольку каждый новый метр лопасти даёт ощутимый прирост к генерируемой мощности. Ближе к концу года может начаться монтаж или даже запуск 18-МВт турбины, высота башни которой превысит 70-этажный дом. А также велика вероятность, что будет объявлено о разработке или даже производстве 20-МВт турбины.

Два дня назад компания Siemens Energy AG сообщила буквально о катастрофе. Аудит показал «существенное увеличение частоты отказов компонентов ветряных турбин». В брак может уйти до 30 % уже развёрнутых по всему миру ветрогенераторов компании, а это до 30 ГВт установленных мощностей, что эквивалентно работе 30 атомных электростанций. Это невообразимый удар по всей ветроэнергетике и сектору возобновляемой энергии.

Источник изображения: Pixabay

По данным Reuters, проблема затрагивает от 15 % до 30 % турбин производства Siemens Gamesa Renewable Energy SA — дочерней компании Siemens Energy AG. В основном это дефекты в подшипниках и лопастях — от полного разрушения до трещин. На устранение дефектов понадобится не менее $1,1 млрд. Угроза подобной дыры моментально сказалась на акциях Siemens Energy, которые вчера обрушились на 37 %. Провал потянул за собой падение акций европейских производителей ветроустановок — компаний Nordex и Vestas, которые были клиентами Siemens Gamesa.

Уточняется, что проблема в основном затронула наземные ветроустановки. Но может так статься, что до морских просто не дошли руки, поскольку их сложнее инспектировать. К тому же, разрушение ветроустановок намного опаснее на суше, поскольку угрожает жизни и здоровью людей.

Сегодня во всём мире установлено свыше 132 ГВт ветрогенераторов с компонентами производства Siemens Gamesa. Это эквивалентно работе 132 атомных электростанций. Потерять до трети этого парка, а может даже больше, это будет очень и очень обидно.

Генеральный директор Siemens Gamesa Йохен Айкхольт (Jochen Eickholt) сказал журналистам: «Результат нынешнего обзора оказался гораздо хуже, чем я мог предположить. Проблемы с качеством выходят далеко за рамки того, что было известно до сих пор, особенно на суше. Мы занимаемся этой темой, но это отнимает много времени и требует определенных затрат. Хотя это должно быть понятно всем, я хотел бы еще раз подчеркнуть, насколько это горько для всех нас».

Согласно предварительным данным Управления энергетической информации США (EIA), за первые пять месяцев этого года благодаря энергии солнца и ветра было произведено рекордное количество электроэнергии, превысившее объёмы генераций от угольных электростанций. Солнце и ветер сгенерировали 252 ТВт·ч электроэнергии, а уголь лишь 249 ТВт·ч с января по май включительно.

Источник изображения: Wikipedia

Согласно отраслевому изданию E&E News, впервые за всю историю наблюдений ветровая и солнечная энергетика превзошли угольную за период в пять месяцев. Если же учитывать гидроэлектроэнергию в числе возобновляемых источников энергии, то рекордный период длится более шести месяцев подряд, причём возобновляемые источники энергии опережают уголь по выработке электроэнергии, начиная с октября прошлого года, утверждает EIA. Для сравнения, ещё 10 лет назад угольные электростанции производили 40 % электроэнергии страны.

«С точки зрения производственных затрат, возобновляемые источники энергии — ветер и солнечная энергия — самые дешёвые в использовании. Таким образом, нам предстоит наблюдать всё больше и больше таких рекордов», — отметил Рам Раджагопал (Ram Rajagopal), профессор гражданской и экологической инженерии в Стэнфордском университете.

В течение многих лет угольная энергетика сокращалась, вытесняемая все более дешёвым природным газом. Но в прошлом году цены на природный газ подскочили после начала событий на Украине, и уголь начал отвоёвывать позиции, поскольку некоторые коммунальные предприятия в США и Европе заключили контракты на поставку электроэнергии с угольных электростанций.

В 2022 году потребление угля достигло нового максимума во всем мире, однако в США восстановление его позиций было недолгим, поскольку здесь угольные электростанции планомерно выводятся из эксплуатации. В этом году в США уже закрыли шесть угольных энергоблоков.

С вступлением в силу Закона о снижении инфляции, в рамках реализации которого выделяются миллиарды долларов на развитие экологически чистой энергии, использование возобновляемых источников энергии должно значительно вырасти. Но построить больше экологически чистых энергетических установок — это только полдела, говорит Раджагопал. Другая половина связана с подключением этих новых возобновляемых источников к национальной электрической сети, что занимает всё больше и больше времени.

Согласно отчёту Национальная лаборатория им. Лоуренса в Беркли (LBNL), в среднем на то, чтобы проект по строительству ветряной, солнечной или гибридной электростанций, запущенный в эксплуатацию в 2022 году, был принят в коммерческую эксплуатацию, потребовалось пять лет с момента подачи запроса на подключение к сети. Для сравнения, у проектов, построенных между 2000 и 2007 годами, на эту процедуру уходило менее двух лет.

По данным LBNL, сейчас в ожидании подключения к сети в стране находится более 10 000 проектов, способных обеспечить выработку 1350 ГВт электроэнергии.

На этой неделе Глобальный совет по ветроэнергетике (GWEC) сообщил, что в июне 2023 года глобальная установленная мощность в ветроэнергетике достигла знаковой величины 1 ТВт. К этой отметке мир шёл примерно 40 лет, но рубеж 2 ТВт будет преодолён намного быстрее. Тем не менее, это только начало пути, и идти по нему надо быстрее и быстрее.

Источник изображения: Pixabay

С конструкциями ветроустановок и генераторами первыми серьёзно начали экспериментировать датские инженеры, что началось в 70-е годы прошлого века. По крайней мере, сегодняшние ветряные установки во многом опираются на разработки скандинавских исследователей. Точка отсчёта мировой ветроэнергетики выбрана советом GWEC именно из этих соображений.

Достижение рекорда обнародовали в Твиттере представители Рамочной конвенции ООН по изменению климата (UNFCCC, РКИКООН): «Хорошие новости. Спустя 40 лет глобальная установленная мощность ветроэнергетики в этом месяце достигла 1 тераватта. И трансформация к возобновляемой энергии ускоряется. Согласно оценкам, рубеж в 2 ТВт будет пройден до конца десятилетия».

В GWEC прогнозируют, что 2 ТВт установленной мощности в ветроэнергетике будут достигнуты менее чем через 7 лет. Но глобально задача ставится так, чтобы к 2050 году развернуть не менее 8 ТВт ветряных электростанций, без чего не получится достичь поставленных ранее климатических целей. «Нет времени и нет необходимости медлить», — заявил председатель GWEC Джонатан Коул (Jonathan Cole). Иначе мир, по его словам, постигнет экологическая катастрофа.

По данным немецких СМИ, грузовое судно врезалось в ветряную турбину массива Gode Wind 1 у побережья Германии в Северном море. Инцидент произошёл в апреле. Вчера стало известно, что корабль шёл на автопилоте и отклонился от курса на несколько километров.

Источник изображения: Wasserschutzpolizeiinspektion Oldenburg

Компания-оператор массива Gode Wind 1 — датская Ørsted A/S — зафиксировала вход судна в зону электростанции, но с капитаном корабля не связывалась. Капитан корабля также не уведомил оператора о столкновении с турбиной. Турбина в инциденте не пострадала. Её вывели из эксплуатации на 24 часа для осмотра и потом запустили в работу. Зато судну не повезло. Сухогруз Petra L под флагом Антигуа с 1500 тоннами зерна получил пробоину по правому борту размерами 5×3 м.

В инциденте никто не пострадал. Вода проникла внутрь, но идущий из польского Щецина в Бельгию сухогруз смог своим ходом добраться до порта Эмден в Германии.

Турбина мощностью 330 МВт оказалась настолько прочной, что её системы мониторинга даже не зафиксировали столкновения с сухогрузом. По этой причине компания-оператор не сочла нужным связываться с капитаном судна, хотя позже выяснилось, что причины для связи всё-таки были. Турбина могла получить более серьёзные повреждения, и эксплуатировать её без инспекции могло быть опасным.

Массив Gode Wind 1 состоит из 55 ветряных турбин с роторами диаметром 154 м. Он расположен на удалении 45 км от побережья Германии и принадлежит датскому ветроэнергетическому гиганту Ørsted. В Германии по инциденту начато расследование.

Подавляющее большинство лопастей ветряных турбин окажутся на свалке, что в значительной степени нивелирует их вклад в низкоуглеродную энергетику. К 2050 году это составит свыше 43 млн тонн неперерабатываемых отходов. Учёные из Калифорнийского университета в Дэвисе занялись вопросом экологической утилизации лопаток ветряных турбин, положив в основу их изготовления мицелий грибов, органический субстрат и каркас из бамбука.

Источник изображений: University of California, Davis

Группа исследователей занялась вопросами совместимости мицелия ряда грибов, включая съедобные, субстратов и материалов для каркасов. Разработчики уверены, что мицелий в сочетании с субстратом из органических отходов способен заменить полиуретан и акрил. Собственно, разработка органических лопастей началась с проекта 2018 года по созданию органического шлема для велосипедистов с подкладкой из мицелия.

Благодаря попавшему в группу выходцу из Китая нашлось кому плести каркас лопасти из бамбука. Без этого специалиста, признаются в университете, развитие проекта не перешло бы в фазу испытаний прототипа. Учёные готовятся испытать органическую лопасть с мицелием внутри на турбине мощностью 1 кВт и с имитацией скорости ветра до 137 км/ч. Если испытания пройдут успешно, то можно будет начинать говорить с настоящими производителями лопаток, ведь вопрос масштабирования проблем не принесёт, уверены учёные.

Менее экологически чистый, но более надёжный способ утилизации лопастей ветряных турбин предлагают немцы. Они создали лопасти и подобрали к ним кислоты, которые растворяют эпоксидную смолу до разделения лопастей на составные материалы. И такие лопасти уже дают первую энергию.

По данным Ember, прошлый год характеризовался достижением рекордных показателей по доле электроэнергии, генерируемой солнечными и ветровыми электростанциями. Если в 2021 году эта доля достигла 10 %, то по итогам 2022 года выросла до 12 % в масштабах мировой энергетики. По итогам текущего года доля генерируемой за счёт ископаемых источников электроэнергии достигнет исторического максимума и начнёт снижаться в дальнейшем, как считают эксперты.

Источник изображения: EPA, Picture Alliance

Статистика Ember учитывает данные по энергопотреблению из 78 стран, охватывающие 93 % мирового рынка. Солнечные электростанции уже восемнадцатый год подряд представляют собой самый активно растущий сегмент энергетики, в прошлом году они прибавили 24 % или 245 ТВт‧ч. Этого хватило бы для энергоснабжения всей Южной Африки. Ветряные электростанции в прошлом году прибавили в генерируемой мощности 17 % или 312 ТВт‧ч — такого прироста достаточно для энергоснабжения почти всей Великобритании.

Свыше 60 стран, попавших в статистику, по данным источника, получают более 10 % своей электроэнергии от ветряных и солнечных генерирующих мощностей. Если учитывать и объекты атомной энергетики, которые специалисты Ember тоже относят к экологически чистым, то доля таких источников по итогам 2022 года достигла рекордно высоких 39 % в масштабах планеты. При этом страны Евросоюза до 22 % всей электроэнергии получают от ветряных и солнечных электростанций, но на первом направлении они немного отстают от общемировых темпов.

Локомотивом перехода на солнечную и ветряную энергетику в прошлом году оказался Китай, но он же активнее всего потребляет и электроэнергию, вырабатываемую за счёт сжигания угля. В целом, данный вид ископаемого топлива остаётся наиболее популярным, занимая 36 % в мировой энергетической системе. Впрочем, рост спроса на электроэнергию в прошлом году достигал 80 %, и на этом фоне прогресс угольных электростанций в 1,1 % не кажется существенным, поскольку альтернативные источники развивались более активно. Генерация электричества с использованием природного газа в прошлом году сократилась на 0,2 %, но весь энергетический сектор всё же увеличил углеродные выбросы на 1,3 % до рекордного значения. Эксперты ожидают, что по итогам текущего года генерация электричества с использованием ископаемого топлива сократится на 0,3 % и положит начало тенденции к дальнейшему сокращению.

По прогнозам специалистов, энергетический сектор должен первым перейти к углеродной нейтральности уже в 2040 году, чтобы позволить достичь полной нейтральности в масштабах всех отраслей мировой экономики к 2050 году. Сейчас основной объём выбросов углекислого газа осуществляется именно объектами мировой энергетической системы. К 2040 году ветряные и солнечные электростанции должны будут генерировать до 41 % всего электричества в мире.

Свежий отчёт BloombergNEF говорит, что ветроэнергетика демонстрирует признаки восстановления после тревожного спада в 2022 году. В прошлом году по множеству причин было создано на 15 % меньше мощностей на энергии ветра, чем годом ранее, а в число морских установок и вовсе упало на 46 %. Впервые дающая надежды на обильную и чистую энергетику отрасль дала сбой, что заставляет задуматься о новых путях, усилиях и возможностях для расширения области ветроэнергетики.

Источник изображения: Pixabay

Согласно собранным источником данным, в 2022 году в эксплуатацию во всём мире были введены ветротурбины общей мощностью 86 ГВт. Годом и двумя годами ранее, например, каждый год вводилось примерно по 100 ГВт мощностей ветрогенераторов.

«Это, безусловно, тревожный знак для правительств по всему миру, — заметил Оливер Меткалф (Oliver Metcalfe), руководитель отдела исследований ветровой энергетики в BloombergNEF (BNEF). — Даже когда стремления правительств [в продвижении ветроэнергетики] растут, мы видим, что новые проекты медленно продвигаются по Земле <..> одних лишь стремлений недостаточно».

Аналитики поясняют, что в 2022 году по производителям и разработчикам ветроустановок сильно ударила инфляция. Проекты стали дороже с подорожанием доставки и ростом цен на основные материалы, включая смолы, используемые при создании лопастей. Кто-то пытался перезаключить договора на новых условиях, кто-то нёс убытки и выполнял договор, а кто-то отменил контракты или отложил планы.

К концу года ценовое давление на компоненты начало спадать, но возникло новое опасение, что правительства отменят льготы для ветроэнергетики. Особенно опасно это было для Китая и США, как для крупнейших рынков ветроэнергетики. К счастью для отрасли, в США льготы были продлены Законом об инфляции. В Китае этого не произошло и субсидирование, в частности, морских проектов прекращено с 2021 года.

В настоящее время в США и в Европе заключаются многочисленные договора на развёртывание новых ветряных мощностей. В Европе к ветроэнергетике всерьёз собирается подключиться Франция (известная своей любовью к АЭС). Начинает активизироваться на новом для себя поприще Тайвань. В США запущены крупнейшие аукционы на аренду площадей под ветропарки у берегов Нью-Йорка, Нью-Джерси, Северной и Южной Каролины и Калифорнии. Это даёт надежду, что в этом году произойдет оживление в установке морских ветряных установок, и даже может быть достигнут рекордный рост.

В то же время остаётся множество проблем. Судов для установки ветряных турбин в прибрежной зоне скоро будет не хватать для выполнения растущего объёма работ. Рыболовецкие общины активнее протестуют против установки турбин в море, если это грозит рыболовству или местной культуре. Наконец, в развитых странах развитию морской ветроэнергетики мешает местная бюрократия. Это и другие причины удерживают ветрогенерацию на уровне 7 % в мировой выработке электроэнергии и не очень понятно, когда же ждать изобилия.

Ветряные турбины и солнечные электростанции Китая вырабатывают почти столько же электроэнергии, сколько требуется для обеспечения почти каждого жилого дома в стране, пишет издание Bloomberg, ссылающееся на данные Национальной энергетической администрации (National Energy Administration, NEA).

Источник изображения: Sungrow EMEA / unsplash.com

В отчёте ведомства указывается, что объёмы генерации ветряной и солнечной энергии в прошлом году увеличились на 21 % и составили 1190 ТВт·ч (тераватт-часов). Согласно тем же данным, совокупный уровень энергопотребления жилых помещений в Китае составил 1340 ТВт·ч, что на 14 % больше, чем было годом ранее.

Отчёт NEA говорит о стремительном росте источников возобновляемой энергии в стране на фоне миллиардных инвестиций Китая в этом направлении для решения экологических проблем и сокращения зависимости от дорогостоящих видов ископаемого топлива. Однако следует иметь в виду, что на жилые помещения в Китае приходится относительно малая часть всех энергозатрат страны, в сравнении с другими странами. По данным Международного энергетического агентства, в 2020 году лишь 17 % от общего производимого объёма электричества в Китае использовались непосредственно домовладениями. В то время как в Японии на жилые помещения в том же году приходились 29 %, а в США — 39 % от всего объёма вырабатываемой энергии. В Китае основными потребителями по-прежнему являются фабрики и заводы. На производства приходятся 60 % от всего добываемого объёма электроэнергии.

Таким образом, даже если возобновляемые источники и способны обеспечить практически каждый дом в Китае чистой энергией, китайским производителям по-прежнему приходится сжигать огромное количество топлива и как следствие выбрасывать в атмосферу огромные объёмы парниковых газов для поддержания темпов экономического роста.

По мнению аналитиков, после отмены в этом году жёстких антиковидных ограничений в Китае ожидается более бурный экономический рост. А это в свою очередь также указывает на потенциальный рост объёмов вредных выбросов в атмосферу, даже несмотря на то, что ветряная и солнечная энергетика покрывает практически все нужды обычного населения.

Норвежская компания Wind Catching Systems приблизилась к завершению проектирования гигантской плавучей стены ветряных турбин, высота которой сравнима с Эйфелевой башней. Вместо одной большой турбины с лопастями максимальной длины проект WCS выглядит как сплошная стена из 150 турбин с роторами диаметром до 30 м каждый. Одно компактное изделие сможет генерировать уйму энергии, обещая эффективное и удобное обслуживание.

Изображение: Wind Catching Systems

Первый транш от норвежской государственной компании ENOVA на сумму 22 млн норвежских крон ($2,1 млн) проект Wind Catching Systems получил в октябре 2022 года. На этой неделе был выделен второй транш «на предпроектные работы» на сумму 9,3 млн крон ($900 тыс.). Ожидается, что пилотный проект плавучей электростанции с множеством турбин будет запущен до конца нынешнего года в ветропарке Mehuken у западного побережья Норвегии.

О серьёзности намерений Wind Catching Systems говорит тот факт, что в эту молодую компанию инвестировали крупные фонды: венчурное подразделение General Motors (GM Ventures), крупнейшая частная инвестиционная компания Норвегии Ferd и North Energy ASA, норвежская энергетическая инвестиционная компания с публичным капиталом.

Надводная высота балочной конструкции плавучей ветряной электростанции Wind Catching Systems достигнет 320 м. Благодаря такой высоте сплошной стены из 150 турбин и 30-м роторов можно собрать максимум энергии с небольшой площади. Производство, сборка и обслуживание секционной установки обещает оказаться дешевле обслуживания одной гигантской ветряной башни. Утилизация объекта также обещает оказаться проще и полнее, в отличие от 100-м лопастей современных ветряков, которые приходится целиком закапывать в землю.

Весомой проблемой, о которой редко вспоминают, остаётся утилизация отслуживших свой век лопастей ветряных турбин. Такие лопасти длиной свыше 100 м представляют собой пропитанную эпоксидной смолой стеклоткань, и потому их остаётся только отправлять на свалки, поскольку технологий по переработке сейчас нет. А разлагаться они могут сотни, если не тысячи лет. И это большая проблема, но датские исследователи стали ближе к её решению.

Источник изображения: Vestas Wind Systems A/S

По оценкам экспертов WindEurope, начиная с 2025 года ежегодно будут выбывать около 25 тыс. т лопастей турбин, а к 2030 году этот показатель может увеличиться до 52 тыс. т в год. И если башни, гондолы и компоненты генераторов без особых проблем можно перерабатывать, то материал лопастей пока никто не научился пускать в переработку. Ряд компаний ведут работы в этом направлении, но поиски движутся в сторону создания особых эпоксидных смол, поддающихся растворению, тогда как широко используемые в промышленности смолы остаются за бортом процесса и должны утилизироваться по старинке — на открытую свалку или во рвы.

Напротив, в Дании создано объединение CETEC, которое с 2021 года сочетает усилия компаний Vestas Wind Systems A/S, Olin Corporation, Датского технологического института и Орхусского университета в направлении переработки абсолютно любых лопастей на эпоксидной смоле, даже тех, которые уже отправлены на свалку.

«До сих пор ветровая промышленность считала, что материал лопастей турбин требует нового подхода к проектированию и производству, чтобы по окончании срока службы их можно было либо перерабатывать, либо, более того, использовать по новой, — сказала Лиза Экстранд (Lisa Ekstrand), вице-президент и руководитель отдела устойчивого развития компании Vestas. — В будущем мы можем рассматривать старые лопасти на эпоксидной основе как источник сырья. Как только эта новая технология будет внедрена в масштабе, старый материал лопастей, который в настоящее время находится на свалке, а также материал лопастей на действующих ветряных электростанциях, можно будет разобрать и использовать повторно».

Универсальный химический процесс для растворения и восстановления эпоксидной смолы разрабатывается в Орхусском университете с помощью остальных участников объединения. Процесс использует широко доступные химикаты и обещает оказаться коммерчески выгодным. В настоящий момент компания Vestas работает над расширением масштаба применения процесса и движется в сторону его коммерциализации.