Морские ветряные электростанции, соединенные подводной энергосистемой для передачи, могут произвести революцию в том, как восточное побережье получает электроэнергию.

Морские ветры могут снабжать береговые линии массивные, постоянные потоки чистой электроэнергии.По оценкам одного исследования, ветряные электростанции недалеко от берега могут удовлетворить В 11 раз превышает прогнозируемый мировой спрос на электроэнергию в 2040 году.

В США Восточное побережье является идеальным местом для захвата этой власти, но есть проблема:получение электроэнергии от океанских ветряных электростанций в города, которые в ней нуждаются.

Хотя каждый хочет, чтобы в его домах и на предприятиях было надежное электричество, немногие поддерживают строительство линий электропередачи, необходимых для его подачи.Это всегда было проблемой, как в США. и на международном уровне, но это становится еще более серьезной проблемой, поскольку страны скорость перехода к энергетическим системам с нулевым выбросом углерода это будет использовать больше электроэнергии.

Соединенные штаты.Министерство энергетики и 10 штатов северо-восточных штатов, сотрудничающие в области межрегиональной передачи электроэнергии, работают над потенциально преобразующим решением:планы на морская электроэнергетическая сеть.

В основе этой сети будут лежать магистральные линии электропередачи от восточного побережья, от Северной Каролины до штата Мэн, где уже находятся на стадии разработки десятки морских ветроэнергетических проектов.

Планы предусматривают, что к 2050 году он будет поддерживать как минимум 85 гигаватт морской ветровой энергии, что близко к уровню НАС.цель 110 ГВт установленной ветровой энергии к середине столетия, что будет достаточно для обеспечения электроэнергией 40 миллионов домов, а сегодняшняя мощность составляет 0,2 ГВт.Совместная работа северо-восточных штатов официально оформила свои цели в июле 2024 года посредством межштатного соглашения. меморандум о взаимопонимании.

Новые исследования из Министерство энергетики, исследовательская компания Брэттл и другие группы предполагает, что морская электросеть могла бы смягчить ключевые проблемы строительства новых линий электропередачи на суше и снизить затраты на морскую ветроэнергетику.

Сокращение расходов было бы приятной новостью: затраты на морские ветроэнергетические проекты выросли целых 50% с 2021 по 2023 год.Хотя некоторые из основных причин утихли, например, инфляция и сбои в глобальной цепочке поставок, процентные ставки остаются высокими, и отрасль все еще пытается найти свою опору в США.

Что такое морская электроэнергетическая сеть?

Сегодняшние морские ветроэнергетические проекты используют двухточечная или радиальная конструкция, где каждая морская ветряная электростанция индивидуально подключена к береговой сети.

Этот метод работает, если в регионе всего несколько проектов, но он быстро становится дороже из-за прокладки кабелей и другой инфраструктуры.Его линии также наносят ущерб общинам и морской жизни.И это требует более дорогостоящей модернизации береговых сетей.

Скоординированная морская передача может избежать многих из этих затрат с помощью того, что Министерство энергетики называет «сетчатые» или «основные» конструкции.

Вместо отдельных соединений с землей, многие оффшорные ветряные фермы будут подключены к общей линии передачи, которая соединится с наборной сеткой посредством стратегически расположенных «точек взаимосвязи». Таким образом, электричество, произведенная морской ветряной фермой, будет передана туда, где она наиболее необходима, вверх и вниз по восточному побережью.

Более того, электроэнергия, вырабатываемая на суше, также может передаваться по этим общим линиям для перемещения энергии туда, где она необходима.Это могло бы повысить устойчивость электросетей и снизить потребность в новых линиях электропередачи по суше, которые были как известно, трудно получить одобрение на, особенно на Восточное побережье.

Скоординированная морская транспортировка была частью ранние СШАобсуждения по планированию и развитию морской ветроэнергетики.В конце 2000-х годов, когда Google и партнеры впервые предложили тот Atlantic Wind Connection, проект морской передачи электроэнергии, преимущества как морских возобновляемых источников энергии, так и всей энергетической системы были интригующими.В то время СШАв разработке находился только один морской ветроэнергетический проект промышленного масштаба, и он в конечном итоге провалился.

Сегодня СШАимеет 53 ГВт морских ветроэнергетических проектов планируется или разрабатывается.Как энергия исследователи, мы полагать скоординированная морская транспортировка важна для достижения масштабного успеха отрасли.

Морская сеть может сэкономить деньги и уменьшить воздействие

Позволяя доставлять энергию от морских ветряных электростанций и береговых электрогенераторов в большее количество мест, скоординированная передача может повысить надежность сети и позволить электроэнергии доставляться туда, где она больше всего необходима.Это снижает потребность в более дорогих и часто более загрязняющих электростанциях.

2024 год отчет Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии обнаружили, что преимущества скоординированного дизайна почти в три раза превышают затраты по сравнению со стандартным двухточечным дизайном.

Исследования из Европы, Великобритания. и Брэттл указали на дополнительные преимущества, включая сокращение выбросов углекислого газа, вызывающих потепление планеты, сокращение количества пляжные переходы на треть и сокращение необходимой длины кабелей электропередачи на 35–60%.

В США морские линии электропередачи будут почти полностью находиться в федеральных водах, что потенциально позволит избежать многих конфликтов, связанных с наземными проектами, хотя и там все равно будут сталкиваться с проблемами.

Проблемы и следующие шаги

Строительство морской сети потребует некоторых важных изменений.

Во-первых, это изменение государственных стимулов.Федеральный инвестиционный налоговый кредит на морскую ветроэнергетику, который покрывает не менее 30% первоначальных капитальных затрат проекта. в настоящее время не помогает оплатить скоординированные конструкции передачи.

Во-вторых, при планировании необходимо с самого начала учитывать интересы каждого.Хотя общие преимущества скоординированных конструкций передачи перевешивают общие затраты, Важно то, кто получает выгоды и кто несет расходы.Например, более дорогие генераторы электроэнергии могут приносить меньше, а некоторые сообщества чувствуют угрозу со стороны освоения шельфа.

В-третьих, потребуется более сильная координация между всеми, кто участвует в передаче электроэнергии в региональные сети и из них.Недавнее заявление Федеральной комиссии по регулированию энергетики Приказ 1920 г., требующий от поставщиков электроэнергии планировать будущие потребности, может служить в качестве образца, но он не применим к межрегиональным проектам, таким как морская магистральная линия электропередачи, соединяющая более десятка штатов в трех регионах.

Соединенные штаты.достигли важной вехи в марте 2024 года с завершением строительства South Fork Wind, первая ветряная электростанция промышленного масштаба, принося СШАмощность морских ветроэнергетических установок почти до 200 мегаватт.Еще восемь проектов находятся в стадии строительства или одобрены к строительству.После их постройки их установленная мощность превысит 13 гигаватт, примерно так же, как три десятка угольных электростанций.

Магистраль морской электропередачи могла бы поддержать развитие морской ветроэнергетики и энергетические потребности Восточного побережья для будущих поколений.

Эта статья была обновлена ​​31 июля 2024 г., чтобы уточнить, что государства официально оформили меморандум о взаимопонимании.