송전을 위해 수중 전력망으로 연결된 해상 풍력 발전소는 동부 해안의 전력 공급 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

TheConversation

https://theconversation.com/offshore-wind-farms-connected-by-an-underwater-power-grid-for-transmission-could-revolutionize-how-the-east-coast-gets-its-electricity-230532

해상풍력은 해안선에 다음과 같은 에너지를 공급할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 거대하고 일관된 청정 전기 흐름.한 연구에서는 해상 풍력 발전 단지가 충족될 수 있다고 추정합니다. 예상되는 전 세계 전력 수요의 11배 2040년에.

미국의 경우 동부 해안이 이러한 전력을 확보하기에 이상적인 위치이지만 문제가 있습니다.해상 풍력 발전 단지에서 전기가 필요한 도시와 마을로 전기를 공급합니다.

모든 사람이 집과 회사에서 안정적인 전기를 원하지만, 이를 달성하는 데 필요한 송전선 건설을 지원하는 사람은 거의 없습니다.이게 항상 문제였는데 둘다 미국에서. 그리고 국제적으로, 그러나 이는 국가로서 더욱 큰 과제가 되고 있습니다. 순제로 탄소 에너지 시스템을 향한 속도 그러면 전기가 더 많이 소모됩니다.

미국.에너지부(Department of Energy)와 북동부 주 지역 간 전송에 관한 협력체의 10개 주에서는 잠재적으로 혁신적인 솔루션을 개발하기 위해 노력하고 있습니다.에 대한 계획 해상 전력망.

Two illustrations show a line of wind farms, the first with each one individually connected to land and the second with all connected to a transmission backbone with only two connections to land.
해상 송전 백본이 송전선 수와 육상 횡단 수를 줄이는 방법. 삽화: Billy Roberts, NREL

이 그리드의 핵심은 노스캐롤라이나에서 메인에 이르는 동부 해안의 백본 송전선이 될 것입니다. 이곳에서는 이미 수십 개의 해상 풍력 프로젝트가 진행 중입니다.

계획에 따르면 2050년까지 최소 85기가와트의 해상 풍력 발전을 지원할 것으로 예상됩니다. 우리를.110GW 목표 20세기 중반까지 설치된 풍력 발전량은 현재 0.2GW에서 4천만 가구에 전력을 공급하기에 충분합니다.Northeast States Collaborative는 여러 주를 통해 2024년 7월 목표를 공식화했습니다. 양해각서.

새로운 연구 에너지학과, 연구 회사 둥둥 울리다 그리고 다른 그룹 해상 전력망은 육지에 새로운 송전선을 건설하는 데 따른 주요 과제를 완화하고 해상 풍력 발전 비용을 줄일 수 있다고 제안합니다.

비용 절감은 반가운 소식이 될 것입니다. 해상 풍력 프로젝트 비용이 증가했습니다. 50% 정도 2021년부터 2023년까지.근본적인 원인 중 일부는 가라앉았지만, 인플레이션과 같은 그리고 글로벌 공급망 중단, 여전히 높은 금리, 업계는 여전히 미국에서 기반을 찾으려고 노력하고 있습니다.

해상 전력망이란 무엇입니까?

오늘날의 해상 풍력 프로젝트에서는 다음을 사용합니다. 점대점 또는 방사형 디자인, 각 해상 풍력 발전소는 개별적으로 육상 그리드에 연결됩니다.

이 방법은 지역에 프로젝트 수가 적지만 케이블링 및 기타 인프라로 인해 비용이 빨리 높아지는 경우에 효과적입니다.그 라인은 또한 지역 사회와 해양 생물에 파괴적입니다.그리고 더 많은 비용이 드는 육상 그리드 업그레이드가 필요합니다.

조율된 해외 송전은 에너지부가 요구하는 비용을 상당 부분 피할 수 있습니다. "메시형" 또는 "백본" 디자인.

많은 해외 ​​풍력 발전 단지는 토지와의 개별 연결보다는 공유 전송 라인에 연결되어 전략적으로 배치 된 "상호 연결 지점"을 통해 육상 그리드에 연결됩니다. 이런 식으로 해외 풍력 발전 단지에서 생산 된 전기는 동해안 위아래로 가장 필요한 곳으로 전달됩니다.

A map shows lease areas, from South Carolina to Massachusetts.
대서양 대륙붕을 따라 여러 지역이 풍력 발전 개발을 위해 임대되었습니다. 우리를.내무부, 2024

더 좋은 점은 육지에서 생산된 전기를 이러한 공유선을 통해 전송하여 필요한 곳으로 에너지를 이동할 수 있다는 것입니다.이는 전력망의 탄력성을 향상시키고 육상의 새로운 송전선에 대한 필요성을 줄일 수 있습니다. 승인을 받기가 매우 어려운 것으로 악명 높음, 특히 동안.

조정된 해외 송전은 다음의 일부였습니다. 미국 초기토론 해상 풍력 계획 및 개발에 관한 것입니다.때는 2000년대 후반 Google과 파트너가 먼저 제안함 그만큼 해상 송전 프로젝트인 Atlantic Wind Connection, 해상 재생 에너지와 전체 에너지 시스템의 이점은 흥미로웠습니다.당시 미국은파이프라인에는 유틸리티 규모의 해상 풍력 프로젝트가 단 하나뿐이었습니다. 결국 실패.

오늘은 미국가지다 53GW의 해상 풍력 프로젝트 계획 중이거나 개발 중입니다.처럼 에너지 연구원, 우리 믿다 조정된 해상 송전은 업계가 대규모로 성공하기 위해 중요합니다.

해양 그리드는 비용을 절감하고 영향을 줄일 수 있습니다.

해상 풍력 발전소와 육상 발전기의 전력이 더 많은 장소로 이동할 수 있도록 함으로써 조정 송전을 통해 그리드 신뢰성을 향상하고 가장 필요한 곳에 전기를 공급할 수 있습니다.이는 더 비싸고 오염을 더 많이 발생시키는 발전소의 필요성을 줄여줍니다.

2024년 국립 재생 에너지 연구소의 보고서 공동 설계의 이점은 표준 지점 간 설계와 비교할 때 비용보다 거의 3배 더 높다는 사실을 발견했습니다.

연구 유럽에서, 영국. 그리고 둥둥 울리다 지구 온난화 탄소 배출 감소, 인구 감소 등 추가적인 이점을 지적했습니다. 해변 횡단 3분의 1로 줄이고 필요한 전송 케이블 거리를 35%에서 60%로 줄입니다.

Three maps show how a backbone design connects systems all along the coast and requires fewer wind farm-to-land connections.
세 가지 전송 설계는 여러 토지 연결이 있는 지역 내 시스템과 지역 간 및 백본 설계 간의 차이를 보여줍니다.이 세 가지는 대서양 해상 풍력 송전 연구의 국립 재생 에너지 연구소에서 조사되었습니다. 삽화: Billy Roberts, NREL

미국의 경우 해상 송전선은 거의 전적으로 연방 수역에 위치하여 육상 프로젝트와 관련된 많은 갈등을 잠재적으로 피할 수 있지만 여전히 어려움에 직면하게 됩니다.

과제와 다음 단계

해양 전력망을 구축하려면 몇 가지 중요한 변화가 필요합니다.

첫 번째는 정부 인센티브의 변화이다.프로젝트 초기 자본 비용의 최소 30%를 충당하는 해상 풍력에 대한 연방 투자 세액 공제 현재 비용 지불에 도움이 되지 않습니다. 조정된 전송 설계.

둘째, 계획은 처음부터 모든 사람의 관심사를 고려해야 합니다.조정된 전송 설계의 전반적인 이점은 전체 비용보다 더 중요함, 누가 혜택을 받고, 누가 비용을 부담하는지가 중요합니다.예를 들어, 더 비싼 발전기는 더 적은 수익을 올릴 수 있으며 일부 지역사회는 해외 개발로 인해 위협을 느끼고 있습니다..

셋째, 지역 전력망에 전력을 공급하거나 전력망으로부터 전력을 공급하는 데 관련된 모든 사람 간의 더 큰 조정이 필요합니다.연방에너지규제위원회는 최근 주문 1920, 전력 공급업체가 미래 수요에 대한 계획을 세우도록 요구하는 이는 청사진 역할을 할 수 있지만 3개 지역에 걸쳐 12개 이상의 주를 연결하는 해상 송전 백본과 같은 지역 간 프로젝트에는 적용되지 않습니다.

A pier with cranes and huge wind turbine blades, seen from the water
몇몇 뉴잉글랜드 주에서는 해상 풍력 산업으로 인해 경제 성장이 이루어지고 있습니다.여기에서는 코네티컷 주 뉴 런던의 부두에서 배송할 블레이드가 준비되어 있습니다. 엘리자베스 J.윌슨, CC BY-ND

미국.2024년 3월에 국가의 South Fork Wind가 완공되면서 중요한 이정표를 달성했습니다. 최초의 유틸리티 규모 풍력 발전소, 미국을 데리고해상 풍력 발전 용량은 거의 200메가와트에 달합니다.8개 이상의 프로젝트가 건설 중이거나 건설 승인을 받았습니다.일단 구축되면 설치 용량을 이상으로 끌어올릴 것입니다. 13기가와트, 대략 동일 36개의 석탄 화력 발전소.

해상 송전 백본은 해상 풍력 개발과 향후 세대를 위한 동부 해안의 에너지 수요를 지원할 수 있습니다.

이 기사는 각 주정부가 양해각서를 공식화했음을 명확히 하기 위해 2024년 7월 31일에 업데이트되었습니다.

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