Offshore-Windparks, die zur Übertragung über ein Unterwasser-Stromnetz verbunden sind, könnten die Art und Weise, wie die Ostküste mit Strom versorgt wird, revolutionieren

Offshore-Winde haben das Potenzial, Küsten mit Strom zu versorgen massive, gleichmäßige Ströme sauberen Stroms.Eine Studie schätzt, dass Windparks direkt vor der Küste zusammenkommen könnten Das Elffache des prognostizierten weltweiten Strombedarfs im Jahr 2040.

In den USA ist die Ostküste ein idealer Standort, um diese Energie zu nutzen, aber es gibt ein Problem:Strom aus Meereswindparks in die Städte und Gemeinden zu bringen, die ihn benötigen.

Während sich jeder eine zuverlässige Stromversorgung in seinen Häusern und Unternehmen wünscht, unterstützen nur wenige den Bau der dafür notwendigen Übertragungsleitungen.Das war schon immer ein Problem, beides in den USA. Und international, aber es wird für die einzelnen Länder zu einer noch größeren Herausforderung Beschleunigung hin zu Netto-Null-Kohlenstoff-Energiesystemen das wird mehr Strom verbrauchen.

Die USADas Energieministerium und zehn Bundesstaaten der Northeast States Collaborative on Interregional Transmission arbeiten an einer möglicherweise transformativen Lösung:Pläne für eine Offshore-Stromnetz.

Den Kern dieses Netzes bilden Backbone-Übertragungsleitungen vor der Ostküste von North Carolina nach Maine, wo bereits Dutzende Offshore-Windprojekte in Planung sind.

Die Pläne sehen vor, bis 2050 mindestens 85 Gigawatt Offshore-Windenergie zu unterstützen – in der Nähe des UNS.Ziel von 110 GW Bis Mitte des Jahrhunderts soll die Zahl der installierten Windenergie ausreichen, um 40 Millionen Haushalte mit Strom zu versorgen. Heute sind es 0,2 GW.Die Northeast States Collaborative hat ihre Ziele im Juli 2024 durch eine Multistate-Organisation formalisiert Memorandum des Verstehens.

Neue Forschungsergebnisse aus dem Energiebehörde, das Forschungsunternehmen Brattle Und andere Gruppen weist darauf hin, dass ein Offshore-Stromnetz die zentralen Herausforderungen beim Bau neuer Übertragungsleitungen an Land abmildern und die Kosten der Offshore-Windenergie senken könnte.

Kostensenkungen wären eine willkommene Neuigkeit – die Kosten für Offshore-Windprojekte sind gestiegen bis zu 50 % von 2021 bis 2023.Während einige der zugrunde liegenden Ursachen abgeklungen sind, wie zum Beispiel die Inflation Und Störungen der globalen Lieferkette, Die Zinsen bleiben hoch, und die Branche versucht immer noch, in den USA Fuß zu fassen.

Was ist ein Offshore-Stromnetz?

Heutige Offshore-Windprojekte nutzen a Punkt-zu-Punkt- oder radiales Design, Dabei wird jeder Offshore-Windpark individuell an das Netz an Land angeschlossen.

Diese Methode funktioniert, wenn es in einer Region nur wenige Projekte gibt, wird aber aufgrund der Verkabelung und anderer Infrastruktur schnell teurer.Seine Linien stören auch die Gemeinschaften und das Meeresleben.Und es erfordert kostspieligere Onshore-Netzausbauten.

Eine koordinierte Offshore-Übertragung kann laut Angaben des Energieministeriums viele dieser Kosten vermeiden „vermaschte“ oder „Rückgrat“-Designs.

Anstelle von individuellen Verbindungen zum Land würden viele Offshore -Windparks mit einer gemeinsamen Übertragungslinie verbunden, die durch strategisch platzierte „Interkonnektionspunkte“ mit dem Onshore -Netz verbunden wäre. Auf diese Weise würde der Strom, der von einem Offshore -Windpark erzeugt wird, an die Bedarf an der Ostküste übertragen.

Noch besser: Der an Land erzeugte Strom könnte auch über diese gemeinsamen Leitungen übertragen werden, um die Energie dorthin zu transportieren, wo sie benötigt wird.Dies könnte die Widerstandsfähigkeit der Stromnetze verbessern und den Bedarf an neuen Übertragungsleitungen über Land verringern, wie es bisher der Fall war Es ist bekanntermaßen schwierig, dafür eine Genehmigung zu bekommen, vor allem auf der Ostküste.

Die koordinierte Offshore-Übertragung war Teil davon frühe USADiskussionen zur Planung und Entwicklung von Offshore-Windkraftanlagen.In den späten 2000ern, als Google und Partner schlugen zuerst vor Die Atlantic Wind Connection, ein Offshore-Übertragungsprojekt, Die Vorteile sowohl der Offshore-Erneuerbaren als auch des gesamten Energiesystems waren faszinierend.Damals waren die USAhatte nur ein Offshore-Windprojekt im Versorgungsmaßstab in der Pipeline, und zwar letztlich gescheitert.

Heute sind die USAhat 53 GW Offshore-Windprojekte in Planung oder Entwicklung sind.Als Energie Forscher, Wir glauben Eine koordinierte Offshore-Übertragung ist wichtig für den Erfolg der Branche in großem Maßstab.

Ein Offshore-Netz könnte Geld sparen und die Auswirkungen verringern

Indem der Strom von Offshore-Windparks und Onshore-Stromerzeugern an mehr Orte transportiert werden kann, kann die koordinierte Übertragung die Netzzuverlässigkeit erhöhen und dafür sorgen, dass der Strom dorthin gelangt, wo er am meisten benötigt wird.Dies verringert den Bedarf an teureren und oft umweltschädlicheren Kraftwerken.

Ein 2024 Bericht des National Renewable Energy Lab fanden heraus, dass die Vorteile eines koordinierten Designs im Vergleich zu einem Standard-Punkt-zu-Punkt-Design fast dreimal höher sind als die Kosten.

Studien aus Europa, das Vereinigte Königreich. Und Brattle haben auf zusätzliche Vorteile hingewiesen, darunter die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen, die den Planeten erwärmen, und die Verringerung der Anzahl von Strandübergänge um ein Drittel und die benötigten Kilometer an Übertragungskabeln um 35 bis 60 % reduziert.

In den USA würden Offshore-Übertragungsleitungen fast vollständig in Bundesgewässern verlaufen, wodurch möglicherweise viele der mit Onshore-Projekten verbundenen Konflikte vermieden würden, obwohl es immer noch vor Herausforderungen stünde.

Herausforderungen und nächste Schritte

Der Aufbau eines Offshore-Netzes erfordert einige wichtige Änderungen.

Erstens geht es darum, die staatlichen Anreize zu ändern.Die bundesstaatliche Investitionssteuergutschrift für Offshore-Windenergie, die mindestens 30 % der anfänglichen Kapitalkosten eines Projekts abdeckt, hilft derzeit nicht bei der Bezahlung abgestimmte Getriebekonzepte.

Zweitens muss die Planung von Anfang an die Belange aller berücksichtigen.Während die Gesamtvorteile koordinierter Getriebedesigns überwiegen die Gesamtkosten, Es kommt darauf an, wer die Leistungen erhält und wer die Kosten trägt.Teurere Stromerzeuger könnten beispielsweise weniger verdienen, und einige Gemeinden fühlen sich durch die Offshore-Entwicklung bedroht.

Drittens ist eine stärkere Koordinierung aller Beteiligten erforderlich, um den Strom in die und aus den regionalen Netzen zu transportieren.Der jüngste Bericht der Federal Energy Regulatory Commission Orden 1920, Das Gesetz, das von Stromversorgern verlangt, für den zukünftigen Bedarf zu planen, kann als Blaupause dienen, gilt jedoch nicht für interregionale Projekte, wie etwa ein Offshore-Übertragungs-Backbone, das über ein Dutzend Staaten in drei Regionen verbindet.

Die USAerreichte im März 2024 mit der Fertigstellung von South Fork Wind einen wichtigen Meilenstein erster Windpark im Versorgungsmaßstab, was die USA bringt.Offshore-Windkraftkapazität auf fast 200 Megawatt steigern.Acht weitere Projekte befinden sich im Bau oder sind zum Bau genehmigt.Sobald sie gebaut wären, würden sie die installierte Kapazität auf über 100 km steigern 13 Gigawatt, ungefähr das gleiche wie drei Dutzend Kohlekraftwerke.

Ein Offshore-Übertragungsnetz könnte die Entwicklung von Offshore-Windenergie unterstützen und den Energiebedarf der Ostküste für kommende Generationen decken.

Dieser Artikel wurde am 31. Juli 2024 aktualisiert, um klarzustellen, dass die Staaten das Memorandum of Understanding formalisiert haben.