Энергия ветровая или ветряная: Паронимы «ветровой» и «ветряной» — значение и разница слов

Содержание

Мнимые и реальные проблемы ветровой энергетики / НГ-Энергия / Независимая газета

Выполнение целей по сокращению выбросов парниковых газов возможно только при сочетании альтернативной генерации с АЭС

Фото Reuters

В 2018 году в район селения Эвегоно на Амазонке стали прибывать рубщики быстрорастущей бальсы. Вырубка скоро приобрела тотальный характер и затронула территорию заповедника – в бедном регионе за эту древесину платят отличные деньги. Но причина этого ажиотажа находилась далеко от этого места: ведущим мировым производителям требовалось дерево бальсы для изготовления лопастей ветряных турбин.

Новая климатическая политика начинает сокращать использование ископаемых видов топлива и стимулирует развитие технологий, снижающих цены на турбины. Общая мощность ветроэнергетики за последнее десятилетие увеличивалась почти на 10% в год. В 2020 году новая установленная мощность увеличилась на 24%, до рекордных 78 ГВт. Ветряные электростанции в Китае и США обеспечивают около 60% этого объема.

От противников альтернативной энергетики до сих пор можно услышать, что ветряная энергетика нерентабельна по финансовым показателям и энергетической окупаемости. То есть цена киловатта энергии, выработанного на ветряной энергоустановке, дороже других источников энергии, а за свой жизненный цикл ветряк производит меньше энергии, чем тратится на его производство. На самом деле оба утверждения давно неточны. За последние 10 лет существенно повысились надежность и эффективность производимых установок, а их цена упала почти в два раза.

Цена энергии, вырабатываемой ветряками, уже сейчас непринужденно конкурирует с ценой энергии АЭС. Интересно, что этого пока не могут добиться солнечные электростанции, в среднем цена киловатта энергии на них в полтора-два раза выше. Конечно, энергия ветряков – пока это не самый дешевый вид электростанций, традиционные электростанции, сжигающие газ, и ГЭС пока финансово выгоднее (а вот угольные уже нет). Но в ближайшие 10 лет стоимость солнечных и ветряных электростанций будет падать, а АЭС и газа – расти, поэтому баланс поменяется и на передний план – даже без учета плюсов экологичности – выйдут ветряные электростанции. По оценке Vygon Consulting, в 2020 году цена электроэнергии новых солнечных электростанций для России в среднем составляла 9,5 руб/кВт-ч, ветряных – 6,3 руб/кВт-ч, АЭС – 5,1 руб/кВт-ч, новых парогазовых установок – 3,6 руб/кВт-ч.

В мире ситуация движется еще быстрее. В соответствии с докладом Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA), представленным в середине 2020 года, возобновляемые источники энергии становятся все дешевле по сравнению с любым новым энергопроизводством, работающим на ископаемых видах топлива. Более половины энергетических производств, работающих на возобновляемых источниках энергии и введенных в эксплуатацию в 2019 году, имеют себестоимость энергии ниже, чем самые новые и экономичные угольные электростанции. В целом издержки на эксплуатацию новых наземных ветровых установок меньше затрат на поддержание работы множества существующих угольных электростанций, и анализ рынка свидетельствует об ускорении этой тенденции вплоть до полного исключения угольного топлива с рынка. Замена самых затратных угольных электростанций суммарной мощностью 500 ГВт солнечными фотоэлектрическими установками и наземными ветровыми электростанциями обеспечивает энергетической системе ежегодную экономию до 23 млрд долл., а также сокращение годовых выбросов углекислого газа (CO2) примерно на 1,8 Гт, что эквивалентно 5% общемировых выбросов CO2 в 2019 году. Очень важно, что, по данным Международного энергетического агентства (IEA), из всех областей промышленности именно выработка электроэнергии производит наибольшее количество углекислого газа.

За последние 10 лет затраты на производство электроэнергии из возобновляемых источников резко упали благодаря совершенствованию технологий, удешевлению энергоустановок из-за увеличения масштаба их производства, постоянно растущей конкурентоспособности цепочек поставки и приобретению нового опыта разработчиками. С 2010 года промышленные наземные ветровые и морские ветровые электростанции продемонстрировали сильное сокращение эксплуатационных издержек – на 39 и 29% соответственно. Стоимость электроэнергии как в наземной, так и в морской мировой ветроэнергетике сократилась примерно на 9% по сравнению с предыдущим годом, достигнув уровня 0,053 долл. за 1 кВт-ч и 0,115 долл. за 1 кВт-ч соответственно.

По данным доклада Глобального совета по ветроэнергетике (GWEC) за 2020 год, количество ветряных электростанций в мире будет значительно расти. Причем прогноз GWEC достаточно скромен в оценках. Вероятно, предполагаются возможный дефицит и рост цен на необходимые для ветряных генераторов материалы. В том случае, если темпы развития ветряной энергетики сохранятся на сегодняшнем уровне, а не будут замедляться, одних только ветряных вполне должно хватить для завершения энергетического перехода на зеленую энергию к запланированным 2035–2040 годам.

Прогноз роста мощностей

Прирост количества ветряных электростанций зависит от большого числа факторов, и описать его простой функцией практически невозможно: нужно учитывать динамику стоимости сырья, производства комплектующих, меняющиеся цены на логистику и уровень финансовых инвестиций. Сейчас все эти факторы нестабильны, в том числе из-за изменения мировой экономики вследствие пандемии коронавируса.

График выбросов двуокиси углерода.
Для моделирования мы решили использовать полиномиальную функцию. При этом фактически идет разбиение факторов по положительному и отрицательному влиянию, для каждой выделенной группы которых подбирается степенная функция. Итоговая модель является суммой этих степенных функций, при этом чем выше степень полинома, тем больше факторов учитывается. Главным минусом и одновременно плюсом полиномиальной модели является то, что она, подобно прогнозу погоды, основывается не на конкретных значениях поправочных коэффициентов (то есть конкретных значениях каких-либо величин на данный момент), а на характере изменения величины во времени – прогнозировании, основанном на предыдущих временных периодах. Полиномиальная функция прогноза GWEC (y=0,0043x^3–0,1022x^2+4,978x-2,4623) учитывает и возможный дефицит роста стоимости сырья (второй член полиномиальной функции), и выводящиеся из эксплуатации ветряные электростанции со стоимостью их утилизации (последний член функции).2–13,909x+20,683) дополнительно учитывает увеличение вложений в ветряные электростанции (с повышением степени соответствующего члена полинома), связанное с ростом цен на ископаемые виды топлива (в первую очередь газ), вызванным дефицитом и ростом цен в Европе, что дает ощутимый рост функции, который не может нивелировать даже увеличение стоимости производства и эксплуатации связанное с экономическим кризисом из-за коронавируса.

Повышение эффективности

Россия в наращивании объемов ветряной энергетики и уменьшении стоимости энергии не отстает. Например, компания «Фортум» – лидер в области зеленой энергетики в России – только в прошлом году ввела в эксплуатацию ветряные электростанции суммарной мощностью 478 МВт, а суммарный портфель «Фортума» и его совместных предприятий составляет примерно 3,4 ГВт мощностей ветряной и солнечной энергетики; между тем на 2025–2027 годы уже запланировано строительство ветряных электростанций еще на 1,3 ГВт.

Казалось бы, это не так много, но цифра уже больше, чем вырабатывает современный блок АЭС, например ВВЭР-1200, используемые в достраивающейся Белорусской АЭС. При этом стоимость строительства АЭС и ветряных генераторов на общую мощность сейчас примерно одинакова, но эксплуатационные затраты для ветряков гораздо ниже. Конечно, именно белорусскую АЭС заменить ветряками не получилось бы – в районе строительства АЭС слишком слабые ветры, их хватит для работы ветряных генераторов только на нижнем пределе мощности. Здесь нужно отметить, что сейчас является серьезной задачей составление карт ветров на высоте около 100 м, для этого нужны новые спутники и метеостанции, а в идеальном варианте – отдельные подразделения энергетических компаний, которые смогут просчитывать наиболее выгодные места расположений ветряных генераторов. И речь здесь не только о скорости ветра. На эффективность ветряков оказывают влияние еще и холмистость местности, и расстояние до ближайших объектов (включая соседние ветрогенераторы), искажающих потоки ветра. При этом можно использовать ветряки разной мощности, чтобы на одной площади использовать разные воздушные горизонты. Таким образом получится увеличить снимаемую с единицы площади мощность.

Теоретически в России стал бы выгодным глобальный проект, предусматривающий установку ветрогенераторов вдоль всего северного побережья. Там сильные и довольно стабильные ветры, а также низкая плотность населения, что сильно упрощает размещение ветряков по сравнению с густонаселенной Европой, где актуальной является проблема ограничения минимального расстояния ветряных генераторов от жилых построек.Разумеется, для реализации такого проекта понадобится, как уже сказано выше, заняться картографией ветров и набрать статистику по этой теме хотя бы за несколько лет. Кроме того, низкая населенность северных прибрежных районов одновременно является и минусом – при реализации проекта неизбежно возникнут логистические сложности, которые, однако, могут быть нивелированы за счет морских путей. Сейчас довольно большая доля ветряных генераторов возводится не просто в приморской зоне, но в воде, на расстоянии одной-двух сотен метров от берега – в этой зоне ветер наиболее стабилен и не имеет наземных преград, хотя стоимость постройки и получается выше за счет сложности строительства. Выбор в пользу морского строительства обусловлен отсутствием ограничений, связанных с размещением вблизи жилых зон, ценных сельскохозяйственных земель и заповедников. Учитывая такой вариант и активное осваивание Северного морского пути, возведение подобного рода ветряков можно упростить, ведь строительство морских ветрогенераторов происходит непосредственно с кораблей. В таком случае главной проблемой останется только непосредственно доставка электроэнергии от места выработки к потребителям, поэтому наземные коммуникации все равно придется строить.

Варианты прироста мощностей ВЭС.
При должной поддержке на федеральном уровне такой проект может создать большое количество новых рабочих мест и фактически создать в России новую отрасль, которая способна привлечь иностранные инвестиции в российскую экономику. При реализации такого масштабного проекта неминуемо возникнет много новых технических задач, связанных с работой в условиях Севера, однако выработанные решения дают толчок общему развитию технологий ветроэнергетики и стимулируют научно-технические организации.

Что касается энергетической окупаемости, то еще в 2014 году школа технического и промышленного машиностроения Орегонского университета провела масштабное исследование энергетической окупаемости на примере одних из самых распространенных сейчас 2 МВт промышленных ветрогенераторов производства Siemens. Исследование показало, что полная энергетическая окупаемость наступает всего за 5–7 месяцев, притом что срок службы ветряных электростанций сейчас составляет не менее 20 лет.

За расчетную мощность в исследовании взяты показатели в условиях северо-западного побережья США (6,12 ГВт-ч в год при загруженности 35%), что примерно составляет среднее значение по США. Расчеты проводились в соответствии с международной методикой энергетической окупаемости за полный жизненный цикл ReCiPe 2008, учитывающей не только затраты на производство, но и эксплуатационные расходы за весь 20-летний срок службы.

В окупаемости были учтены расходы энергии на добычу полезных ископаемых, производство деталей, доставку частей ветрогенератора с разных заводов, установку на месте, обслуживание в течение всего срока (одних только смазочных материалов за 20 лет расходуется от 273 до 546 т в зависимости от модели) и в конце концов его утилизацию с частичной переработкой по окончании срока службы. Электростанции на ископаемом топливе имеют гораздо больший срок энергетической окупаемости и требуют гораздо больших расходов на текущее обслуживание, а срок службы оборудования зачастую меньше, чем у ветряных электростанций.

Оправданная гигантомания

Самые большие из серийно производимых сейчас ветряных генераторов, несмотря на цену примерно в 14 млн долл., окупаются еще быстрее. Их максимальная мощность при скорости ветра 13–15 м/с составляет 7–8МВт, и они идеально подходят для размещения в морских прибрежных зонах. Диаметр пропеллера этих гигантов составляет чуть более 150 м, и они способны работать уже при скорости ветра всего в 3–5 м/с. При достижении скорости ветра 25 м/с генерация прекращается в целях безопасности. Казалось бы, на таких скоростях ветра лопасти должны вращаться быстро, но это не так. На самом деле они вращаются неторопливо и степенно, делая всего 5–11 оборотов в минуту в зависимости от скорости ветра, поэтому ветряная электростанция даже не создает сильного шума. При этом надежность ветряка достигается простотой конструкции: у турбины нет редуктора (коробки передач), используется прямой привод.

Процесс использования ветрогенератора.
Самым мощным (но не самым крупным) из этих ветрогенераторов-гигантов является Enercon E126, а не продукт лидирующей на рынке ветрогенераторов немецкой компании Siemens. Больше всего генераторов этой модели построено в Швеции, там суммарная вырабатываемая ими мощность достигает 4 ГВт, это почти 10% всей вырабатываемой в Швеции электроэнергии. Общая же доля возобновляемых источников энергии в Швеции составляет 60%, и это при том, что Швеция занимает лишь десятое место по объемам вырабатываемой ветряками энергии. Первое место, как ни странно, занимает Китай, он же является лидером по темпам строительства новых ветряков и АЭС.

Однако, как уже сказано выше, такие установки, как и любой промышленный ветряк, лучше всего работают в прибрежных зонах, где ветер силен и достаточно стабилен. Поэтому перед проектированием новых масштабных ветряных электростанций следует сверяться с годовой картой ветров, учитывающей ветер на высоте ветряных генераторов, и принимать во внимание «мертвую зону» ветряного генератора: генераторы изменяют и замедляют воздушный поток, поэтому при слишком тесном расположении ветряков возможна потеря мощности. В обычных прогнозах погоды сообщают скорость ветра на высоте 10 м над землей, а для ветровой турбины следует измерять скорость на высоте ротора, где ветры гораздо сильнее. Поэтому для ветряной энергетики важен запуск метеоспутников.

Почему же даже такие гиганты оправданны в строительстве? Все дело в том, что зеленая энергетика является действительно дешевой не только в эксплуатации, но и в строительстве. По данным доклада Управления энергетической информации США за 2021 год, самыми недорогими (при правильном выборе региона размещения) станциями являются солнечные и ветряные энергоустановки.

Воздействие на окружающую среду

Периодически разгорается полемика о воздействии ветроэнергетики на окружающую среду – опасность для птиц, негативное влияние на природу и здоровье человека в связи с издаваемым слышимым шумом, инфразвуком и электромагнитным излучением.

Что касается птиц, если говорить об антропогенном факторе, то, как показывают доступные исследования, больше всего птиц – в порядке убывания – гибнет от домашних кошек (в Новой Зеландии вообще введен запрет на свободный выгул домашних кошек, так как они стали угрозой вымирания для целых видов), столкновений со стеклами зданий и контакта с линиями электропередачи. От ветряных станций, в пересчете на 1 ГВт вырабатываемой энергии, гибнет в пять раз меньше птиц, чем от традиционных электростанций на ископаемом топливе. То есть ветряная энергетика в любом случае безопаснее классических электростанций. Но даже на эту проблему давно обратили внимание, поэтому ветряки вращаются медленнее, а гондолы ветряных генераторов сделали неподходящими для гнездования.

Шум и электромагнитное излучение генераторов, разумеется, в некоторой степени присутствуют. В разных странах существует норма на расстояние в 500–1000 м от ветряных генераторов до жилья. Мощность электромагнитного излучения падает обратно квадрату расстояния, и поэтому находиться даже непосредственно под ветряком не представляет никакой опасности; в повседневной жизни мы сталкиваемся с гораздо более мощными источниками. Например, присутствующие повсюду точки доступа Wi-Fi и мобильные телефоны.

Шум же ветровой турбины непосредственно у генератора не выше, чем у работающей газонокосилки, и существенно меньше, чем у газогенераторных или паровых турбин. Разумеется, жить под большим ветряком неприятно и нежелательно, так же как рядом с железнодорожными путями или оживленными шоссе. Для того чтобы шум не мешал, необходимо строить ветровые электростанции на расстоянии от жилых домов. Во всем мире рекомендуемый максимальный уровень шума в ночное время примерно равен 35–45. Это приблизительно соответствует громкости работающего внешнего блока кондиционера. Исследование, проведенное компанией Resonate Acoustics по заказу Министерства защиты окружающей среды Южной Австралии, показало, что уровень инфразвука вблизи ветровых ферм и в других районах в домах вблизи оцениваемых ветряных турбин не выше, чем в других городских и сельских районах, и вклад ветровых турбин в измеренные уровни инфразвука является незначительным по сравнению с фоновым уровнем инфразвука в окружающей среде. Такие же данные по слышимому шуму и инфразвуку показали исследования в Германии – на расстоянии более 480 м от ветряков никаких воздействий, отличающихся от общего шума, не найдено. Государственный департамент здоровья Канады провел большое исследование о влиянии инфразвука на здоровье человека, в числе прочего показав, что шум ветряных генераторов и инфразвук не влияют на насекомых и животных. До сих пор слабоисследованной проблемой является глобальное влияние ветрогенераторов на карты ветров. Размещение ветряков на малых площадях не оказывает какого-либо заметного влияния на климат, однако при полномасштабном переходе на зеленую энергетику ситуация может измениться. Так же как размещение солнечных электростанций меняет локальный уровень инсоляции, большие кластеры ветряков теоретически могут ощутимо влиять на ветровую обстановку – генераторы при своей работе отбирают часть энергии ветра, замедляя его поток. Замедление воздушных потоков, в свою очередь, может вызывать изменение температуры. Конечно, влияние ветроэнергетики на экологию в любом случае будет меньше, чем от сжигания угля. Однако убедиться, действительно ли ветрогенераторы способны негативно влиять на климат, получится только на практике, причем для этого нужно длительное наблюдение: погода – явление нестабильное, даже если рассматривать 10-летний период. Но даже если ощутимое влияние будет выявлено, его можно использовать во благо – подобно тому, как деревья высаживают вдоль полей для избежания эрозии почв, ветряные генераторы можно ставить в районах, где эрозия почвы особенно сильна (а это как раз районы с сильными ветрами), одновременно вырабатывая энергию и решая экологическую проблему. Кроме того, даже теоретически, наименьшее влияние на ветровую обстановку оказывают активно возводимые сейчас морские ветряные генераторы, единственным ощутимым минусом которых является их более высокая стоимость из-за особенностей возведения и прокладки электрических кабелей по дну до суши.

График затрат на построенные электростанции.
Инфорграфика авторов
Новая инженерия

Разумеется, инженерам хочется избежать минусов, свойственных используемым сейчас ветряным генераторам. Самым интересным и выглядящим наиболее жизнеспособным из проектов, имеющих кардинально новый подход к энергии ветра, пожалуй, является создание безлопастных ветрогенераторов. Испанская компания Vortex Bladeless еще шесть лет назад сделала первый рабочий прототип такой установки. Со стороны устройство выглядит как слегка покачивающийся под ветром вертикальный цилиндр, установленный на неподвижном основании, чем напоминает автомобильную игрушку в виде собаки с качающейся головой.

Генерирование электроэнергии происходит за счет аэродинамического эффекта вихреобразования. То есть устройство не просто покачивается от ветра и вырабатывает энергию за счет сил упругости. Если углубляться в гидромеханику, то, когда ветер проходит через мачту столба, поток видоизменяется в круговые вихри. Как только частота кругового вихря совпадает с собственной резонансной частотой цилиндра ветрогенератора, и возникает аэроупругий флаттер (динамические крутильные колебания). Как правило, в инженерном и архитектурном проектировании специалисты всячески избегают этого феномена, так как он приводит к разрушению конструкций. Самый известный печальный пример, заставивший инженеров работать над этим эффектом, – разрушение Такомского моста в 1940 году при скорости ветра в 18 м/с, событие произошло всего через четыре месяца после открытия. Видео обрушения можно свободно найти в интернете. Именно этот обычно негативный эффект обеспечивает работу безлопастного генератора. Цилиндр и его крепление сделаны из полимеров, хорошо выдерживающих нагрузки от ветра и подлежащих вторичной переработке, а движение магнитов, прикрепленных к цилиндру относительно магнитов в основании, создает индукционный ток в катушках, что позволяет вырабатывать энергию. Такая конструкция намного проще и надежнее, чем обычные ветряные генераторы, а возможность изменения резонансной частоты цилиндра за счет изменения его длины (что предусмотрено конструкцией) позволяет работать в широком диапазоне скорости ветра. Причем если при ураганном ветре обычные генераторы вынуждены разворачивать весь ротор или хотя бы лопасти по ветру, чтобы их не разрушило, то безлопастные генераторы останутся целы, так как на высоких скоростях ветра явления резонанса не будет, а аэродинамически это просто столб, который ветер будет легко обтекать, не ломая.

Первый коммерческий вариант такого генератора имеет размер в высоту 12,5 м, весит около 100 кг и выдает мощность около 4 КВт энергии. В будущем компания планирует также создать промышленный вариант ветрогенераторов высотой до 140 м с энергетической мощностью до 1 МВт. В целом эффективность этих генераторов при той же скорости ветра на единицу площади сечения воздушного потока, с которой генератор забирает энергию, меньше примерно на 30%, чем у классических ветряков. Однако в итоге энергия должна быть дешевле на 30–40%, так как эти безлопастные ветряки дешевы в производстве и имеют гораздо меньшие эксплуатационные издержки за счет отсутствия движущихся частей, гораздо меньшую «мертвую зону», то есть их можно располагать гораздо ближе друг к другу. Кроме того, такие генераторы обладают еще несколькими плюсами, среди которых возможность эффективной работы при слабых ветрах скоростью 3–4 м/с (в то время как для большинства ветряков оптимальными являются 10 м/c) и почти полное отсутствие шума. Такой набор качеств делает оптимальным вариант использования уже существующих вариантов этих генераторов внутри городов, не мешая жителям, оставив свободные просторы для обычных ветряков. Таким образом, безлопастные генераторы скорее всего не вытеснят, а дополнят классические ветряные генераторы.

Полет энергии

Еще одним пока не получившим широкого применения вариантом является запуск турбин в воздух. Дело в том, что на высоте около полукилометра дуют стабильные воздушные потоки, что делает очень привлекательной идею вырабатывать ветряную энергию именно там: ведь тогда мы будем слабо зависеть от погоды и региона размещения. Как же инженеры предлагают решить данную задачу? Вариантов по большому счету два. Первый: жесткий планер с размещенными на нем турбинами. Второй: аэростат или дирижабль. Разумеется, в обоих случаях необходим трос-проводник для передачи энергии на землю, что сильно осложняет дело. Но рабочие образцы, правда, пока не нашедшие промышленного применения, уже есть.

Компания Altaeros предпочла вариант аэростата. Причем генераторная турбина расположена внутри него. По виду эта конструкция похожа на турбину самолета с надувным кожухом, наполненным гелием. За счет гелия этот аэростат поднимается на высоту около 600 м и закрепляется тросами-кабелями на земле.

Идея, в общем, достаточно проста и не очень нова. Задумка в большинстве случаев заканчивается на расчете стоимости обслуживания. С одной стороны, такие генераторы легко перевозить с места на место и устанавливать, они помещаются в грузовик. С другой стороны, гелий дорог и достаточно текуч, поэтому генераторы придется периодически опускать на землю и дозаправлять новой порцией гелия. Кроме того, их, вероятно, придется опускать во время ураганов, иначе велика опасность обрыва тросов. Здесь мог бы помочь водород – он дешевле гелия, но из-за его взрывоопасности это слишком рискованно.

Разработчики из Altaeros выбрали интересный путь для снижения эксплуатационных расходов: дополнительно зарабатывать на аэростатах, помещая на борт не только ветровую турбину, но еще и метеорологическое и телекоммуникационное оборудование. При этом они утверждают, что использовать генераторы можно в разных климатических зонах, аэростаты достаточно надежны, чтобы выдержать перепады температур и влажности. Наверное, если этот проект и найдет применение, то это будет все-таки что-то вроде экстренного развертывания мобильных электростанций в условиях катастроф – здесь и телекоммуникационное оборудование может использоваться. Такие аэростаты могут очень пригодиться при ликвидации последствий наводнений и ураганов, которых становится все больше из-за глобального изменения климата.

Компания Makani, некогда входящая в холдинг Alphabet, а ныне закрытая, с 2007 по 2020 год занималась разработкой второго варианта летающих ветряных генераторов – планеров с генераторными турбинами на борту. Промышленных образцов компанией создано не было, но они сделали хорошую научную базу для новых компаний, и разработки в этой области продолжаются. С планером дела обстоят немного сложнее: его тяжелее поднимать и опускать в небо, ему сложнее работать при нестабильных ветрах. При этом планер рассчитан так, что после подъема начинает петлять в воздухе восьмерками, подобно воздушному змею во время сильного ветра, это позволяет вырабатывать больше энергии. С подъемом и посадкой задачу удалось решить достаточно изящно: во время фаз взлета и приземления генераторные турбины работают не на выработку, а на потребление энергии, превращаясь в моторы. Таким образом, во время взлета и посадки мы имеем уже не планер, а маленький самолет.

Со стабильностью же выработки энергии во время переменных ветров пришлось бороться при помощи программного обеспечения и расчетов конструкции планера. По информации компании, нагрузки на планер при полете составили от 7 до 15G. Кульминацией разработки стал прототип воздушного генератора, созданный в декабре 2016 года. В итоге получился планер из углеродного волокна, несущий на борту восемь генераторов/двигателей и имеющий размах крыльев небольшого реактивного самолета, способный генерировать до 600 кВт электроэнергии. Контроль стабильности полета планера обеспечивает бортовой компьютер, при необходимости регулирующий траекторию и высоту при помощи моторов. К сожалению, из-за сложности производства и эксплуатации такой вид генераторов вряд ли будет конкурентоспособен на рынке.

Выводы

Сейчас Европейский союз разработал планы по классификации некоторых атомных электростанций и заводов по производству природного газа в качестве зеленых инвестиций, которые могут помочь Европе сократить выбросы. Таким образом, появится набор определений того, что представляет собой «устойчивые инвестиции» в Европе. Включение атомной и газовой энергетики в европейский свод правил устойчивого инвестирования, известное как зеленая таксометрия, может иметь серьезные последствия как в ЕС, так и за его пределами. В Европе это разблокирует миллиарды евро государственной помощи для дорогостоящих проектов в области атомной энергетики. ESG-фондам станет проще включать компании атомной энергетики и природного газа в устойчивые инвестиционные фонды, которые они предлагают или инвестируют для клиентов.

Прежде атомная энергетика не считалась благоприятной для ESG, однако одобрение ЕС откроет потенциально большую волну капиталовложений. Масштабные инвестиции ESG-фондов могут быть направлены в этом направлении. Конечно, борьба в рамках ЕС за атомную зеленую энергетику еще продолжается. Это связано с позицией немецкой партии «Союз90/Зеленые», которая входит в правительственную коалицию в Берлине и намерена оспорить решения комиссии ЕС в Европейском суде.

Усилия ЕС по разработке общего стандарта зеленых облигаций для корпоративных и государственных эмитентов показали, что не все страны согласны с тем, что считается «зеленым». Некоторые страны с тех пор работали над собственными классификациями, но европейская, в которой отражено более 550 видов генерации, является наиболее полной. Отсутствие общего эталона означает, что оценочные листы остаются субъективными и непоследовательными в отрасли, что сбивает с толку инвесторов. Наличие словаря, в котором они могут посмотреть, могут ли инвестиции быть отмечены как зеленые, ставит всех на одну и ту же ступень.

Весомость европейского подхода сделает, вероятно, таксономию глобальным золотым стандартом. Другие страны разрабатывают собственные схемы. Каждая из них формируется политическими компромиссами и обязательствами по выбросам двуокиси углерода. Но иностранные компании, управляющие активами, примут таксометрию ЕС, потому что их европейским клиентам может понадобиться, чтобы они сообщали идентичные данные.

Зеленая энергетика будет вытеснять с рынка угольные и газовые электростанции. Ветряная энергетика занимает в этой области первое место, солнечная энергетика в большинстве стран менее рентабельна из-за малого числа солнечных дней в году. А вот с АЭС ветряной энергетике все равно придется уживаться и в долгосрочной перспективе, если человечество сохранит и приумножит взятый темп на сокращение парниковых газов в атмосферу: даже несмотря на скорость развития технологий зеленой энергетики, не использующей ископаемое топливо, заместить к планируемым 2035–2040 годам все ископаемые виды топлива одной только ветряной и солнечной энергетикой не получится.

Дефицит бальсы ускорил переход на сердечники лезвий лопастей турбин, частично или полностью сделанные из синтетической пены, которая значительно дешевле. Самое важное, что это не только заслуга экономических стимулов. Новые социальные и экологические стандарты ESG-стратегий смещают ракурс с исключительно рационального взгляда на бизнес. И это принципиальное отличие нового энергетического перехода от всех предыдущих. 

В Европе ветровая энергетика дешевле, чем ядерная

Ветровая энергетика официально обогнала атомную энергетику как наиболее доступная энергия — по крайней мере, в странах, окружающих Северное море

В европейских странах этого региона стоимость ветровой энергии на 30% ниже, чем ядерной. При нынешней скорости размещения ветряных электростанций, как предсказывает промышленная группа WindEurope, с помощью ветра можно будет обеспечить 7% энергопотребности в Европе к 2030 году.

Такое падение цены во многом связано с тем, что морские ветряные электростанции становятся все дешевле и проще в строительстве.

В прошлом, строительство таких электростанций было достаточно дорого и непрактично — и учитывая относительно низкую стоимость ископаемого топлива, для многих компаний просто не было смысла вкладывать такие средства в проекты.

Тем не менее, закрытие многих проектов бурения в Северном море оставило морское строительное оборудование без достаточного количества работы, в результате чего цены на транспортировку турбин в море стали резко падать. Другие факторы, которые помогли снизить цену включают низкий уровень цены на нефть и сталь, снижение требований к техническому обслуживанию, а также способность массово производить турбины.

Мощность проекта Dogger Bank составит 1,2 ГВт — достаточно для обеспечения более миллиона домов. В следующем году начнет свою работу 150-турбинный ветропарк у берегов Нидерландов и несколько других проектов вдоль голландского побережья находятся в работе.

Основными инвесторами в развитие морской ветроэнергетики являются Дания, Швеция и Португалия, вдобавок Китай имеет амбициозные планы по этому сектору. Ветровые электростанции — как на суше, так и на море — являются ключевым элементом в политике использования возобновляемых источников энергии, а также важным элементом в борьбе с изменением климата.

В то время, как сниженная стоимость энергии ветра представляет собой лишь малую часть глобального энергетического рынка, нет никаких причин, по которой другие регионы не могут создать аналогичный потенциал.

Китай, например, построил много солнечных и ветряных объектов, с помощью которых он, скорее всего, превысит свои собственные цели по сокращению выбросов к 2020 году. А вот в США ветровая энергетика в настоящее время развивается более медленными темпами, что, возможно, ненадолго — новые конструкции турбин потенциально могут опрокинуть с ног на голову всю индустрию топлива на американской стороне Атлантики.

/greenevolution.ru/

Энергия ветра — InfoCity

Ветер, в отличие от сжигаемого топлива, является источником возобновляемой доступной и чистой энергии, использование которой не приводит к выбросу парниковых газов в атмосферу. Таким образом, ветровая энергия создает гораздо меньше проблем для экологии по сравнению с традиционными невозобновляемыми источниками энергии. Средняя годовая мощность, генерируемая ветрогенератором, оказывается примерно постоянной. Однако уровень мощности на более коротких временных отрезках может очень сильно колебаться. Чтобы обеспечить стабильное электроснабжение, ветрогенераторы должны использоваться в сочетании с другими источниками энергии. Увеличение доли энергии, вырабатываемой ветровыми электростанциями, требует модернизации сети линий электропередач и приводит к последовательному вытеснению традиционных генерирующих мощностей.

Ветровые электростанции состоят из множества отдельных ветровых турбин, объединенных в единую сеть. Береговые ветровые электростанции являются недорогим источником электроэнергии и зачастую представляют реальную альтернативу для ТЭЦ, работающих на угле или газе. Морской ветер, как правило, бывает более стабильным и сильным, чем на суше, но затраты на строительство и техническое обслуживание морских ветровых электростанций оказываются значительно выше. Небольшие береговые ветряные электростанции могут обеспечивать энергией отдаленные и изолированные объекты и поселения.

Принцип работы ветрогенератора достаточно прост. Ветер заставляет вращаться двух или трехлопастные турбины, приводящие в движение основной вал, к которому подключен ротор генератора. Вращение ротора приводит к генерации электричества.

Типовая электрическая схема ветрогенератора содержит генератор, аккумуляторные батареи и контроллер заряда. Создаваемое переменное напряжение обычно поступает на локальную трансформаторную станцию, которая собирает энергию от всех турбин, где преобразуется в более высокое напряжение и передается по кабельной или воздушной линии на другую трансформаторную станцию. А там уже происходит подключение простых потребителей. Трансформаторные станции необходимы для согласования напряжения ветрогенераторов с сетью.

Если копнуть глубже, то окажется, что ветер на самом деле является формой солнечной энергии и становится результатом неравномерного нагрева атмосферы солнцем. Карта направления и силы ветров является сильно неоднородной и зависит от рельефа местности, наличия растительности и водоемов.

Турбины горизонтальных ветрогенераторов обычно имеют две или три лопасти. Эти лопасти приводятся во вращение фронтальными воздушными потоками. Промышленные ветрогенераторы имеют мощность от 100 kW до нескольких MW. Ветровые турбины большой мощности оказываются более экономически выгодными и объединяются в ветровые электростанции, которые поставляют электроэнергию в сеть. В последние годы произошло значительное увеличение числа крупных морских и прибрежных ветровых электростанций в США. Это было сделано для того, чтобы максимально использовать потенциал энергии ветра прибрежных регионов. Отдельные ветрогенераторы мощностью менее 100 kW применяются для энергоснабжения домов, телекоммуникационных вышек, насосных станций и т.д. Небольшие ветровые турбины иногда используются в сочетании с дизель-генераторами, батареями и солнечными панелями. Такие решения называются гибридными и обычно размещаются в удаленных местах, в которых отсутствуют собственные линии электропередач.

В настоящее время большинство турбин использует генераторы с регулируемой скоростью в сочетании с промежуточным преобразователем мощности между генератором и системой сбора энергии, что является наиболее подходящим вариантом для межсетевого соединения, и обеспечивает возможность отключения при низком выходном напряжении. В современных системах используются либо машины с двойным питанием, либо генераторы с короткозамкнутым ротором, или синхронные генераторы.

Современные энергетические системы сталкиваются со множеством проблем, в том числе, с проблемой избыточной мощности, которую удается решать за счет реализации специальных мер: экспорта и импорта электроэнергии в соседние районы, изменения уровня воды в водохранилищах гидроэлектростанций, преобразования электрической мощности в механическую энергию, ограничения потребления и т.д. При использовании локальных ветрогенераторов эту проблему можно сгладить.

В ветряной электростанции отдельные турбины объединяются в единый комплекс с помощью системы сбора мощности и информационных каналов связи. Среднее выходное напряжение для ветрогенераторов обычно составляет 34,5 kW. На трансформаторной подстанции это напряжение дополнительно увеличивается для дальнейшей передачи по высоковольтным линиям электропередач.

Одной из самых больших проблем, связанных с интеграцией ветряных электростанций в энергетическую систему, является необходимость создания новых линий электропередач для транзита электроэнергии. Дело в том, что ветряные электростанции строятся в соответствии с картой ветров, поэтому в большинстве случаев они размещены в отдаленных и малонаселенных районах. Существующие линии электропередачи не были предназначены для транспортировки больших объемов энергии. Очевидно, что с увеличением длины линий передач потери, связанные с передачей мощности, возрастают, что затрудняет перенос большой мощности на большие расстояния.

Сейчас появилась новая технология по производству безлопастных ветряных электростанций. В таких установках стандартные лопасти заменены на «стебли» длиной 3-6 м. Они раскачиваются за счет ветра вперед-назад и превращают потоки воздуха в цикличные вихри. В дальнейшем это создает электроэнергию в генераторе переменного тока. Одна раскачивающаяся мачта высотой 2,75 м способна производить 100 W энергии.

По заверениям производителей, безлопастные ветряные электростанции бесшумны, безопасны и экономичны в установке и эксплуатации. Изначально их разрабатывали специально для экономически изолированных и бедных районов Индии и стран Африки. Кроме того, новая технология компактна. Для ее размещения не нужна большая площадь. Более 1200 «стеблей» высотой 55 м было предложено установить в пустыне около строящегося города Масдар (ОАЭ) на площади около 26000 км2. К сожалению, авторы проекта представили лишь идею, не проведя необходимых измерений.

Морские ветряные электростанции

Современные технологии все еще остаются незрелыми, что является препятствием для распространения морских ветряных электростанций. Проблема высокой стоимости ветряной энергии может быть частично решена с помощью технологических инноваций. Новые технологии необходимы для снижения затрат, повышения надежности и эффективности производства энергии, решения вопросов регионального транзита, развития инфраструктуры и производственных мощностей, а также для уменьшения воздействия на экологию. К сожалению, разработка инновационных технологий требует значительных стартовых инвестиций, характеризуется длительным сроком окупаемости и высокой степенью риска. Все это приводит к тому, что многие компании не хотят инвестировать в исследования и разработки в области морских ветряных электростанций.

При использовании понятия «мелководье» речь идет о диапазоне глубин от 0 м до 30 м. Данный диапазон относится к большинству существующих морских ветряных электростанций. Переходные глубины колеблются в диапазоне от 30 м до 60 м. Для глубоководья, где глубина превышает 60 м, были разработаны плавающие концепции ветряных электростанций, которые позаимствованы из нефтяной и газовой отрасли. Стоит отметить, что приведенные диапазоны мелководья, переходных глубин и глубоководья являются специфическими для рассматриваемой отрасли морских ветровых электростанций и не совпадают с диапазонами, принятыми в нефтяной и газовой отрасли, где под глубоководьем понимают глубины от 2000 м и более. Кроме того, эти диапазоны на самом деле являются всего лишь ориентирами при разработке новых технологий. Они помогают оценить требуемые ресурсы при создании новых решений.

Вполне очевидно, что с ростом глубины стоимость конструкций возрастет из-за увеличения срока проектирования, усложнения процесса производства и монтажа, а также из-за увеличения количества расходуемых материалов, необходимых для постройки основания. Рост затрат, связанных с увеличением глубины, обнаруживается поэтапно по мере достижения технических ограничений. Однако накопление и применение новых технических решений способно смягчить эти скачки в каждом конкретном проекте.

Для транспортировки генерируемой электроэнергии необходимы линии передачи. В случае с морской электростанцией для транзита энергии по морскому участку пути потребуется подводный кабель. Как было сказано выше, строительство новой сухопутной высоковольтной линии специально для транзита электроэнергии морской электростанции может быть слишком дорогостоящим, но ситуацию спасают существующие линии электропередач, созданные ранее для обычных электростанций.

Поскольку скорость ветра не постоянна, то ежегодное производство энергии ветряной электростанции никогда не превышает величину номинальной мощности генератора, умноженную на общее количество часов в году. Отношение фактической производимой мощности к этому теоретическому максимуму называют коэффициентом использования установленной мощности. Диапазон типовых значений коэффициента мощности составляет от 15% до 50%. Высокие значения достигаются при благоприятных условиях и обусловлены использованием оптимальной конструкции ветряных турбин. На величину коэффициента использования установленной мощности ветряной электростанции влияет несколько параметров, в том числе степень изменчивости ветра, а также соотношение между мощностью генератора и областью охвата турбины. Небольшой генератор оказывается дешевле и имеет высокий коэффициент мощности, но при сильном ветре производит меньше электроэнергии и, следовательно, приносит меньше прибыли. И наоборот, большой генератор стоит дороже, но при умеренном ветре будет выдавать ту же мощность, что и небольшой генератор, а при слабом воздушном потоке и вовсе приведет к остановке турбины. Таким образом, оптимальный коэффициент мощности составляет от 40% до 50%.

По подобию безлопастных ветряных электростанций была разработана и технология для применения под водой. Цилиндрические «стебли» захватывают энергию медленных течений океанов и рек. Водные потоки заходят в основу стебля, где преобразуются в вихревые вибрации. Из них и получается электроэнергия. Прототипом этой технологии стала рыба. Исследователи проекта VIVACE (Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy) объясняют, что рыбы во время движения изгибают свое тело так, чтобы скользить сквозь вихревые потоки, которые образуются от впереди плывущих особей. Только за счет сокращения мускулов рыбы не смогли бы продвигаться вперед с их небольшой скоростью, поэтому им приходится «кататься на волнах», которые образуются от движения их сородичей. По оценкам создателей этого проекта, подводная установка размером с беговую дорожку и высотой с двухэтажный дом может снабжать электроэнергией около 100 тысяч домохозяйств за счет медленных водных течений.

Норвежская государственная нефтегазовая компания Statoil является крупным и наиболее известным игроком на этом новом рынке. Компания строит очень интересный объект Hywind у берегов Шотландии мощностью 30 MW и занимается реализацией сразу двух других проектов плавучих электростанций. Один из них под названием Kincardine Offshore Windfarm располагается в 15 км от берега и состоит из восьми турбин производства Senvion общей мощностью 50 MW. Проект осуществляется разработчиками из Великобритании, в том числе известной инжиниринговой компанией Atkins. А в январе компания Gaelectric объявила о партнерстве с Atlantis Energy для разработки проектов плавучих электростанций в Великобритании общим объемом 1,5 GW. Таким образом, можно отметить наступление коммерческой зрелости инновационной технологии плавающих фундаментов для морских ветровых электростанций, что, безусловно, расширит возможности развития офшорной ветроэнергетики.

Доля ветровой энергетики

Доля ветровой энергетики в общем объеме генерации является важной характеристикой энергосистемы. Этот показатель не нормируется и не ограничивается. Он зависит от множества особенностей конкретной энергетической сети: от существующих генерирующих установок, от механизмов ценообразования, от емкости для хранения энергии, от управления спросом и от других факторов. Обычно электрические сети имеют собственные резервные генерирующие и передающие мощности, используемые для обеспечения безотказной работы в случае аварийных ситуаций. Эти резервные мощности могут также служить для компенсации колебаний энергии, генерируемой ветряными электростанциями. Исследования показали, что оптимальная доля ветровой энергетики составляет 20%. Эти исследования проводились для областей с территориально разнесенными ветровыми электростанциями, с наличием возможности управления мощностью, например, гидроэлектростанции, и развитой сетью электропередач, позволяющей при необходимости перераспределять электроэнергию. При превышении доли в 20% возникают технические сложности, но еще более значительными становятся экономические затраты на модернизацию. Стоит отметить, что в настоящее время продолжается изучение влияния крупномасштабного внедрения ветряных электростанций на стабильность и рентабельность энергетической системы.

Для достижения доли ветровой энергетики на уровне 100% необходимо наличие хранилищ энергии большого объема или соединение с другими энергосистемами, которые имеют собственные хранилища. На коротких временных промежутках (месяц, неделя, день, час и менее) ветер может обеспечить до 100% текущего потребления, а избыток энергии должен запасаться или экспортироваться. Промышленность может использовать преимущества сильного ветра, например, ночью, когда объем выходной мощности превышает спрос.

Колебания генерируемой мощности

Как было сказано выше, мгновенная мощность, генерируемая ветрогенератором, не является постоянной и может быстро и значительно изменяться. Колебания средних годовых показателей также существуют, но они оказываются не столь значительными. Колебания мощности способны вызывать дисбаланс между производством и потреблением электроэнергии, что ограничивает долю ветровой энергетики в рамках энергосистемы. Прерывистость и неконтролируемый характер производства ветровой энергии приводят к негативным последствиям, в том числе, к увеличению затрат на преобразование мощности, к необходимости содержания значительных резервных источников электроэнергии, к усложнению системы управления и т.д. Также надо учитывать и ситуации, схожие с той, которая сложилась зимой этого года в штате Техас (США), где в последнее время активно внедряются «зеленые» технологии производства электроэнергии. Они просто замерзли. В Европе «зеленая» энергетика тоже довольно жестоко обошлась с потребителями. Поля солнечных батарей оказались завалены снегом, а ветрогенераторы скованы льдом. Пришлось обрабатывать их противогололедными реагентами.

Производимая ветрогенератором мощность колеблется и при слабом воздушном потоке должна заменяться другими источниками энергии. Современные энергосистемы способны справляться с аварийными отключениями генерирующих мощностей, а также с суточными перепадами потребления. При этом традиционные электростанции способны выдавать максимальную мощность в течение 95% рабочего времени. Этого нельзя сказать о ветряных электростанциях.

В настоящее время энергосистемы с большим количеством ветряных электростанций требуют частой активизации резервных генерирующих мощностей, работающих на природном газе, для поддержания стабильного энергоснабжения в том случае, когда условия не благоприятны для производства электроэнергии из ветра. При более низкой доле ветряных электростанций перепады энергии не являются большой проблемой. Однако, даже при доле 16% в ветреные дни ветроэнергетика может превосходить по уровню генерации мощности все другие источники электроэнергии в стране.

Совместное использование непостоянных возобновляемых источников энергии со стабильными невозобновляемыми источниками помогает создавать устойчивую энергосистему, которая обеспечивает надежное электроснабжение потребителей. Увеличение доли возобновляемых источников энергии успешно происходит в реальном мире.

HAWP-установки

Если выполнить анализ всех затрат, то самым дешевым источником энергии могут оказаться ветровые HAWP-установки (High-Altitude Wind Power). Поспорить с ними смогут только гидроэлектростанции и обычные ветрогенераторы, используемые для питания локальных потребителей. HAWP-установки работают на больших высотах. Речь идет вовсе не о десятках метров, где отлично справляются обычные ветрогенераторы. Технологии HAWP подразумевают использование летающих установок на высоте, где энергия ветра оказывается гораздо больше, чем у поверхности земли.

Сразу несколько исследовательских групп разрабатывают AWE-технологии (Airborne Wind Energy (AWE), предназначенные для использования на высоте до 2000 футов. Кроме того, есть и разработчики, создающие решения, работающие на высотах более 2000 футов. Величина 2000 футов была выбрана в соответствии с требованиями Федерального управления гражданской авиации США. Эта организация считает объекты, находящиеся на данной высоте, небезопасными для полетов обычной авиации. HAWP-установки могут летать на больших высотах за пределами 12 морских миль от побережья в международном воздушном пространстве. Стоит отметить, что при реализации AWE-технологий еще предстоит решить проблему эффективной передачи энергии на землю. При использовании традиционных подходов напряжение на электрическом кабеле оказывается слишком высоким.

Все ли так оптимистично?

Опасения изменения климата привели к огромным инвестициям в программы новой «зеленой энергии», направленные на снижение выбросов парниковых газов и другого влияния на окружающую среду со стороны отрасли ископаемых видов топлива. В период с 2011 по 2018 годы мир потратил 3,66 триллиона долларов на проекты, связанные с изменением климата. 55% от этой суммы было потрачено на энергию солнца и ветра, и всего 5% — на адаптацию к воздействию экстремальных погодных явлений. Исследователи выяснили, что иногда возобновляемые источники энергии вносят коррективы в проблемы, которые они предназначены решать. Например, в серии международных исследований выяснилось, что и ветряные, и солнечные электростанции сами вызывают локальное изменение климата.

Ветропарки повышают температуру почвы под ними, и такое потепление заставляет почвенных микробов выделять больше углекислого газа. Технологии «зеленой» энергетики требуют десятикратного повышения добычи минеральных ресурсов по сравнению с электричеством, вырабатываемым при сжигании ископаемых видов топлива. Аналогично, для замены всего 50 млн. из приблизительно 1,3 млрд. легковых автомобилей мира электрическим транспортом потребуется более чем удвоить ежегодную мировую добычу кобальта, неодима и лития, а также задействовать более половины ежегодно получаемого объема меди. Кроме того, солнечные и ветряные парки требуют в 100 раз больше поверхности земли по сравнению с электричеством, получаемым из ископаемых видов топлива, а возникающие изменения в структуре использования площадей могут иметь разрушительное влияние на биоразнообразие.

Более половины (55%) общемировых затрат на климат в 2011-2018 годы было потрачено на солнечную и ветровую энергетику. В сумме эта цифра достигает двух триллионов долларов. Несмотря на это, в 2018 году ветровая и солнечная энергетика производила всего 3% от мирового энергопотребления, в то время как ископаемые энергоносители производили в общем 85%. Некоторые исследователи считают, что это ставит насущные вопросы о стоимости перехода на 100% возобновляемой энергетики.

Самые интересные проекты в вертоэнергетике

Ветрогенераторы могут иметь самые разные конструкции в зависимости от задач, которые они выполняют. Ветрогенераторы-гиганты, размером с высотное здание, и миниветрогенераторы, вертикальные и горизонтальные ветрогенераторы, ветрогенераторы совсем необычной формы, в которых вы вряд ли угадаете обычную конструкцию. Ветрогенераторы могут парить в воздухе, плавать или висеть на магнитных подвесках, располагаться между зданиями и на крышах домов. Именно о таких устройствах мы и расскажем дальше.

Maglev Turbine — это ветрогенератор, который придумал 60-летний изобретатель Эд Мазур, основатель компании Maglev Wind Turbine Technologies (MWTT) из Аризоны. Это гигантский ветрогенератор размером с высотное здание занимает площадь в 40 гектаров. По замыслу автора ветрогенератор Maglev сможет достигать мощности 1 GW. Автор считает, что его устройство обеспечивает полный захват ветра, а благодаря магнитной подвеске устраняется все трение. Эта технология схожа с технологией поездов на магнитной подушке. Также благодаря магнитной подушке, ветрогенератору не страшна никакая скорость ветра. Maglev Turbine может захватить даже мощь урагана. Установка такого ветрогенератора на 50-75% дешевле, чем возведение традиционной ветроэлектростанции такой же мощности, а также займет меньше времени и потребует меньше пространства. Несколько ветрогенераторов Maglev установлены в Китае.

Ветрогенератор M.A.R.S. может подниматься в воздух на высоту до 300 м благодаря тому, что он наполнен гелием. M.A.R.S. (Magenn Power Air Rotor System) разработан компанией Magenn. Его можно транспортировать в ветреные регионы и быстро разворачивать. Поток воздуха вращает баллон вокруг горизонтальной оси. К баллону крепятся генераторы и тросы, которые удерживают его на месте и передают электроэнергию на землю.

Британская компания XCO2 использовала эту идею для создания ветрогенераторов Quietrevolution, которые будут установлены возле Букингемского дворца. Местные жители возражали против традиционных трехлопастных ветряков, потому что они портят внешний вид города. Ветрогенераторы Quietrevolution хорошо вписываются в городской ландшафт. Встроенные светодиоды в S-образных лопастях используются для создания изображений, когда турбина вращается. Ветрогенератор имеет высоту 5 м, а его диаметр достигает 3 м. Кстати, если Quietrevolution работает при минимальной скорости ветра в 4,5 м/с, то его японский аналог от компании LoopWing способен вырабатывать энергию при скорости ветра в 1,6 м/с.

Еще один вариант лопастей для городских ветрогенераторов предложен компанией Asia Alliance Base. В отличие от предыдущего варианта, винтовые лопасти в этом случае имеют две точки опоры, что делает конструкцию более прочной и устойчивой. Такая конструкция может выдерживать большие скорости ветра. Спиральная структура лопастей, как утверждают создатели, лучше удерживает энергию ветра и увеличивает ее.

Мини ветрогенератор Jellyfish специально предназначен для мест, где есть трудности с доступом к электричеству. Его легко установить. При высоте всего в 36 см он может генерировать около 40 kW•ч в месяц. Главным преимуществом этого ветрогенератора является цена, которая составляет всего 400 долларов. Jellyfish был разработан изобретателем из Сиэтла по имени Чед Маглак.

На многих крупных магистралях существует постоянный поток воздуха, позволяющий производить электричество. Движение автомобилей на большой скорости, особенно грузовиков, будет приводить в движение данные турбины. При скорости транспортного средства в 110 км/ч каждая турбина сможет производить 9600 kW•ч в год. Эти ветрогенераторы бесшумны. Данная разработка предложена университетом штата Аризона.

Ветрогенератор Broadstar AeroCam разработан авиационным инженером Жоржем Жан Мари Дарье. Небольшие ветрогенераторы предлагается устанавливать на крышах зданий, так как такая конструкция при той же мощности, что и традиционный трехлопастный ветряк, занимает гораздо меньше места. Ветряк Дарье, как правило, располагается вертикально, но конструкция Broadstar AeroCam располагает ветряки горизонтально на вертикальной мачте, делая их похожими на колеса водяной мельницы. Главное нововведение заключается в способности автоматически настраивать высоту и угол атаки аэродинамических лопаток, подобно изменениям формы крыла птицы в полете. Broadstar AeroCam при небольших размерах имеет высокий КПД и может работать при любых погодных условиях.

V-LIM — ветрогенератор, который специально создан для того, чтобы его устанавливать на крышах домов. Данная конструкция является совместной разработкой исследователей из Портлендского государственного университета и компании Rogue River Wind. Благодаря почти полному отсутствию шума и вибрации, его можно устанавливать где угодно. Ветряк не подвержен воздействию турбулентности воздуха, почти не создает шума и вибрации. Ветряк можно экранировать от попадания птиц и животных. Для его установки не нужны высотные башни и мачты. Все это делает его подходящим для установки на крышах любых домов.

Ветрогенератор в форме воздушного змея Sky Serpent создал изобретатель Даг Селсам из Калифорнии. Даг усомнился в том, что одного винта достаточно для получения максимума энергии. После долгих экспериментов был создан данный ветрогенератор. Секрет эффективности в том, что каждый ротор ловит свой поток ветра и включает поток ветра от предыдущих нескольких турбин. Один конец вала прикреплен к генератору, а другой конец прикреплен к воздушным шарам с гелием. В 2003 году изобретатель получил грант в размере 75000 долларов от Калифорнийской энергетической комиссии на разработку ветрогенератора мощностью 3 kW из семи роторов. Задача была успешно решена, и Даг Селсам продал после этого еще более 20 ветрогенераторов мощностью 2 kW. Он построил эти устройства в своем загородном гараже.

Liam F1 — еще один пример ветрогенераторов для установки на крышах зданий. Данная конструкция разработана компанией Archimedes из Роттердама. Небольшой ветряк диаметром 1,5 м и весом около 100 кг без труда может быть установлен на крыше любого здания. Такой ветрогенератор может производить до 1800 kW•ч в год, удовлетворяя половину потребностей в электроэнергии средней семьи. Директор компании Маринус Миремета утверждает, что эффективность такой турбины достигает 80% от теоретически максимальной эффективности ветрогенераторов. Шум от такой турбины не превышает 45 дБ. Цена турбины вместе с установкой составляет 3999 евро.

Изобретатель Агустин Отегу из Лондона занят разработкой «зеленых» архитектурных проектов. Его ветрогенератор Nano Vent-Skin состоит из нанопроводов, которые играют роль осей для множества микро-ветровых турбин и одновременно передают электроэнергию. Внешняя поверхность турбин покрыта органической фотоэлектрической пленкой. Такая сеть и питает электроэнергией здание. Снаружи стена Nano Vent-Skin выглядит гладкой и однотонной, а изнутри видно все, что происходит снаружи.

Преимущество ветрогенератора Helix Wind заключается в том, что он может работать при любом ветре. Устройство лопастей позволяют избежать турбулентности, а сам генератор имеет низкий уровень шума. Также создатели отмечают, что он безопасен для птиц. Цена Helix Savonius 2.0 мощностью 2,5 kW составляет 6500 долларов, а более крупная модель мощностью 5 kW стоит 16500 долларов.

А это оригинальная ветряная электростанция в Нидерландах, выполненная в необычной форме дерева. На конструкции высотой 120 м размещено 8 турбин. Проект сделан по заказу Нидерландского правительства компаниями One Architecture, Ton Matton и NL Architects и преследовал цель создать менее навязчивую форму, вписывающуюся в окружающий пейзаж.

E.ON: стабилизация сети с помощью ветряных электростанций

Неустойчивое производство электроэнергии на основе энергии ветра традиционно рассматривается как проблема стабильности сети и надежности энергоснабжения.

Теперь начинают происходить парадоксальные вещи. Энергетический концерн E.ON стабилизирует немецкую электроэнергетическую сеть с помощью ветроэнергетики. Это стало возможным благодаря интеграции ветровой электростанции в виртуальную электростанцию E.ON.

Среди объектов генерации, относящихся к ВИЭ, ранее только ГЭС и биогазовые электростанции могли участвовать в балансирующем рынке, то есть использоваться для стабилизации энергосистемы. Теперь E.ON планирует постоянно увеличивать долю ветровой энергии, которая будет использоваться для обеспечения надежности энергоснабжения.

E.ON использует ветроэнергетические мощности для балансировки спроса и предложения электроэнергии в сети. А именно, речь идет об отключении ветрогенерации в случае избытка электричества.

Компания получила предварительную квалификацию от оператора сети 50Hertz для клиентского ветропарка в федеральной земле Мекленбург-Передняя Померания в целях участия в балансирующем рынке.

Для этого электроэнергия, производимая ветряной фермой в Бранденбурге, была включена в систему под названием «Виртуальная электростанция E.ON». В рамках этой системы энергетическая компания «смешивает» энергию, поступающую из различных источников (возобновляемых и традиционных) суммарной мощностью 3,8 гигаватт.  Этим обеспечивается достаточный резерв мощности, который энергосистема может использовать в ту или иную сторону.

На первом этапе проекта E.ON обеспечит отрицательную третичную балансирующую мощность в размере 26 МВт.

Для использования энергии ветра в балансирующем рынке четыре немецких сетевых оператора разработали единые правила. В настоящее время использование объектов ветроэнергетики для балансировки спроса и предложения осуществляется в рамках двухлетнего эксперимента.

Цель резервных регулирующих мощностей в энергосистеме – обеспечение стабильности сети, в которой для поддержания частоты 50 Гц всегда необходимо сбалансировать генерацию и потребление, компенсировать их непредвиденные колебания. Положительная балансирующая мощность задействуется, если потребление превышает генерацию, а отрицательная — в противоположном случае.

Регулирование режима работы энергосистемы обеспечивается регулировкой мощности генерирующих объектов в соответствии с плановыми и внеплановыми нагрузками. Для этого используются три вида регулирования, один из которых — третичное регулирование частоты и мощности. Третичное регулирование включается (в автоматическом режиме) по мере исчерпания вторичного резерва, заменяет его и должно обеспечивать мощность, по немецким правилам, в течение 15 минут. С июля 2012 года минимальный размер предложения мощности для третичного регулирования составляет 5 МВт.

Швейцария и ее проблемы с энергетикой ветра

Парк ветрогенераторов Мон-Крозен (Mont-Crosin) в регионе Бернской Юры, один из немногих реализованных энергетических проектов такого рода в Швейцарии. © Keystone / Jean-christophe Bott

Локальный референдум в Швейцарии 27 сентября 2020 года может стать решающим для судьбы ветряной энергетики в стране. 

Этот контент был опубликован 12 сентября 2020 года — 07:00

Ален Майер (Alain Meyer, текст для швейцарской публики), Игорь Петров (русскоязычная оригинальная версия)

Доступно на 4 других языках

Последние десять лет ветроэнергетика в Швейцарии, похоже, находилась в тупике. Широкие демократические права, инструменты и структуры, существующие в стране, позволяют противникам ветроэнергетики успешно блокировать все новые проекты такого рода. В конце сентября будущее этого источника чистой энергии будет снова вынесено на локальный референдум. 

Швейцария — горная страна, и, в отличие от Германии, здесь нет огромных по площади, незаселенных равнинных территорий. Поэтому-то в «большом кантоне» ветроэнергетика уже покрывает 20% от общей потребности в электричестве. А Швейцария едва ли пригодна для массовой установки ветряных турбин. Таковы аргументы противников ветроэнергетики.

Но как быть тогда с Австрией? Ее география не сильно отличается от швейцарской, но уже сегодня она вырабатывает в 60 раз больше ветровой энергии, чем ее западный сосед, который в прошлом 2019 году, имея 40 ветряных турбин, произвел только около 146 миллионов киловатт-часов (кВт⋅ч) энергии. И вот тут следует обратить внимание на административные и политические аспекты. 

Проекты национального значения

«Население Швейцарии в целом выступает за развитие ветроэнергетики. Всего на данный момент соответствующие проекты 22 раза выносились на голосования / референдумы и 19 раз граждане одобряли их», — говорит Лайонел Перре (Lionel Perret), директор организации Suisse Eole. Но критики не ослабляют своих усилий. 

«Пять таких энергетических проектов все еще находятся на рассмотрении Федерального суда в Лозанне, высшей судебной инстанции страны. И еще десять ждут решения соответствующих кантональных властей. И если бы эти десять проектов были бы одобрены, то мы бы сделали большой шаг вперед. Хотелось бы надеяться, что в будущем суды перестанут реагировать на некоторые определенного сорта возражения со стороны оппонентов», — говорит Л. Перре.

Федеральные власти страны уже наметили так называемые «зоны ветрового потенциала», но произошло это бюрократически, без учета региональных особенностей. Кантоны должны подтвердить, что эти регионы и в самом деле годятся для развития ветроэнергетики. И вот тут-то как раз и возникает затор. При этом и у федерального центра есть свои интересы.

Ветряные электростанции с производительностью 20 гигаватт-часов и более в год считаются, с его точки зрения, «проектами в области энергетической инфраструктуры, имеющими национальное значение». Федеральное ведомство энергетики Швейцарии (Bundesamt für Energie BFE) даже организовало «горячую линию» в Интернете, с помощью которой граждане могут задавать любые интересующие их вопросы, связанные с перспективами развития в стране энергии ветра.

Мощность растет

Так или иначе, но показатели производства электричества за счет энергии ветра в настоящее время в Швейцарии значительного отстают от цифр, которые страна могла бы иметь, даже с учетом ее ограниченного. В июне прошлого 2019 года в своем очередной аналитическом докладе организация Suisse Eole отмечала, что «ветроэнергетике находится на протяжении последних более чем десяти лет в состоянии стагнации. Проекты прочно застряли на стадии планировании или в судах».

Kai Reusser / swissinfo.ch

Так, например, обстоит дело с ветропарком Моллендру (Windpark Mollendruz). Планировалось, что в отрогах Юрских гор кантона Во будут сооружены 12 ветряных турбин. Проект был запущен в 2009 году, однако на его пути встали разные экологистские организации защитников природы, и сейчас судьба этого проекта решается в федеральном суде.

Швейцарская же юстиция работает хоть и основательно, но медленно. И эта-то черепашья скорость в первую очередь и затрудняет достижение энергетических целей, намеченных федеральными властями страны. Отечественные разработчики проектов и технологий в области ветроэнергетики ждать не согласны, поэтому они сейчас уезжают из Швейцарии, предлагая свои услуги за рубежом.

А между тем за последние годы средняя стандартная ветровая турбина стала как более мощной, так и куда более эффективной. «Благодаря новейшим техническим разработкам эти турбины теперь по меньшей мере в два-три раза производительнее, чем еще десять лет назад», — говорит Л. Перре.

Куда более глубокими и системными стали за это же время познания в области физики воздушных потоков на больших высотах. Поэтому, по его мнению, было бы крайне важно все-таки увеличить темпы согласования проектов в области ветряной энергетик потому что сейчас на соответствующие процедуры может уходить до двадцати лет.

Образец для подражания

Бернская Юра, где между регионами Мон-Солей (Mont-Soleil) и Мон-Крозен (Mont-Crosin) уже сооружены и работают 16 ветротурбин, безусловно, является образцом для подражания и примером того, что перспективы солнечной и ветроэнергетики в стране вовсе не должны быть столь туманными, как сейчас. С недавних пор тут даже проводятся экскурсии для всех заинтересованных лиц и туристов. Как это выглядит? Подробнее в галерее ниже. 

Юрская горная дуга в целом является в Швейцарии регионом, в наибольшей степени пригодным для развития чистой энергетики ветра. Такого же мнения придерживается и Федеральный суд в Лозанне. Столь же подходящими регионами являются долина реки Рона, регионы Энтлебух (Entlebuch) в кантоне Люцерн и Гюч (Gütsch) недалеко от города Андермат. Там ветровая энергетика также развивается более или менее приемлемыми темпами

Довольно далеко продвинулись уже работы по строительству ветропарка с пятью турбинами в регионе перевала Сен-Готард. На данный момент там уже установлены три турбины, и планируется, что эта новая ветряная электростанция начнет уже в ноябре 2020 года вырабатывать экологически чистую энергию, удовлетворяя потребности в энергии около 5 000 окрестных домохозяйств.

Важный прецедент: референдум 27 сентября 2020 года

Прямая демократия в Швейцарии играет в рамках любых крупных девелоперских проектов двойную роль: с одной стороны, возникает необходимость согласовывать проекты с народом, что объективно способно затягивать их реализацию до бесконечности, с другой стороны, получив народное добро, такой проект может быть реализован уже на солидном правовом и надёжном демократическом основании. 

Именно поэтому стоит обратить внимание на референдум 27 сентября 2020 года. На федеральном уровне на голосование вынесено сразу пять вопросов (ниже можно прочитать о них подробнее). А ведь есть еще кантональный и муниципальный уровни. И вот тут следует не упускать из виду муниципалитета Сонвилье (Sonvilier, кантон Берн), расположенного между городами Сент-Имье (St-Imier) и Ла-Шо-де-Фон. 

Примерно 1 200 жителей этого городска проголосуют уже менее чем через месяц по вопросу сооружения ветряной электростанции в составе десяти турбин. В рамках проекта Quatre-Bornes в регионе Валь-де-Руз (Val-de-Ruz) будет установлено семь турбин, а еще три — на территории кантона Невшатель.

Реализация этого проекта началась еще пятнадцать лет назад, у него есть и сторонники, и противники. Возражения в основном выдвигает невшательское отделение Швейцарского фонда охраны природных ландшафтов (Stiftung Landschaftsschutz Schweiz), офисы которого находятся в городе Ла-Шо-де-Фон, расположенного примерно в десяти километрах от планируемого ветропарка. 

Очевидно, что лопасти турбин вполне можно будет увидеть из города или, по крайней мере, с территории его кварталов, находящихся на возвышении. Кроме того, против проекта выступили примерно три сотни частных лиц, среди них — известный швейцарский горнолыжник, чемпион мира 2009 года в супергиганте Дидье Кюш (Didier Cuche). Уроженец региона Невшателя, он опасается, что ветряные турбины нанесут ущерб природному парку «Шассераль» (Chasseral).

За и против

Но последнее слово тут будет за народом, хотя противники проекта не ослабляют своих усилий. Они обвиняют ветроэнергетику в том, что она поглощает огромные суммы, необходимые на финансирование НИОКР, портит ландшафт, создает повышенную шумовую нагрузку и снижает рыночную стоимость соседних объектов недвижимости. Ла Шо-де-Фон также опасается ухудшения своего положения, ведь в 2009 году он стал участником публикуемого ЮНЕСКО списка объектов культуры мирового значения.

С точки зрения оппонентов, к 2050 году на хребтах Юрских гор появится в общей сложности 300 ветряных турбин. Их рентабельность они считают низкой, зато «окружающему ландшафту будет нанесен катастрофический ущерб». А так ли это? Сторонники развития энергетики ветра придерживаются иного мнения. Недавно они организовали инициативный гражданский комитет Ja zur Windenergie («Скажем „да“ энергии ветра!»). 

Члены комитета возмущены прежде всего тем, что большинство противников проекта строительства в Сонвилье парка ветряных турбин вовсе даже уроженцами Сонвилье не являются. Они утверждают, что идея парка возникла в регионе еще задолго до того, как федеральный центр начал разрабатывать общенациональную «Энергетическую стратегию на период до 2050 года». 

Наконец, комитет напоминает, что первое консультативное голосование в 2015 году, проведенное в регионе, показало, что трое из каждых четырех жителей муниципалитета склонны были поддержать этот проект. Почему? Наверное, не в последнюю очередь потому, что проект создания здесь парка турбин реализуется в формате открытого акционерного общества.

swissinfo.ch

Часть общего капитала, инвестированного в проект и составляющего примерно один миллион швейцарских франков, должна стать доступна общественности. Каждому физическому или юридическому лицу может быть предоставлена возможность купить акции проекта на сумму до 1 000 франков. Тем самым общественность будет иметь возможность участвовать в строительстве турбин и, что еще важнее, осуществлять надзор за эксплуатацией парка.

Ведущий источник чистой энергии

Планируется, что с учетом местной розы ветров турбины проекта Quatre-Bornes будут производить 68 млн кВт⋅ч энергии в год, что полностью обеспечивало бы чистым электричеством муниципалитет Сонвилье, а также покрывало бы 80% энергопотребления соседней общины Валь-де-Руз (17 000 жителей).

По планам объединения Suisse Eole к 2050 году за счет ветра в Швейцарии намечено производить 600 гВт⋅ч энергии в год. Президент Suisse Eole Л. Перре уверен, что такой кантон, как Невшатель, имеющий по меньшей пять площадок для реализации проектов в области энергетики ветра, сможет к 2050 году вырабатывать за счет энергии ветра до трети необходимого ему электричества. 

Кроме того, Международное энергетическое агентство (International Energy Agency) прогнозирует, что на европейском континенте ветроэнергетика уже к 2027 году может стать ведущим источником чистой энергии.

Статья в этом материале

Ключевые слова:

В соответствии со стандартами JTI

Показать больше: Сертификат по нормам JTI для портала SWI swissinfo.ch

Ветровая энергетика впервые станет прибыльной без субсидий и дешевле атомной энергии


Шельфовая ветровая электростанция Sheringham Shoal, Великобритания

Критики альтернативной энергетики часто говорят, что она развивается только благодаря государственным субсидиям и налоговым льготам. Себестоимость «зелёной» энергии выше, чем традиционной, получаемой от сжигания углеводородов и расщепления атомных ядер. До недавнего времени так и было. Но правда в том, что альтернативная энергетика становится более рентабельной с каждым годом. Сейчас европейская ветровая энергетика приближается к важному рубежу: планируются три новых ветровые станции на прибрежном шельфе, которые впервые будут построены без государственных субсидий.

Шельфовые ветровые электростанции по определению дороже, чем наземные установки. Здесь башни ветрогенераторов устанавливают на фундаменты из свай, забитых на глубину до 30 метров. Для передачи энергии на берег нужно прокладывать подводные кабели длиной в десятки километров.

Шельфовым ветровым электростанциям требуются более высокие башни и более массивные фундаменты, а солёная вода угрожает коррозией металлических конструкций. Во всех отношениях морские ветряки гораздо дороже, чем наземные аналоги. Правда, у них есть и важное преимущество — они имеют бóльшую эффективность из-за регулярных морских ветров. Но это не влияет на высокую стоимость строительства морских конструкций.

Однако европейцы стараются довести до рентабельности даже шельфовые ветровые электростанции. Инвесторы решили, что к 2024-2025 годам будет выгодно строить даже без государственных субсидий. Правда, это пока теоретические планы, которые предусматривают установку ветрогенераторов на 13 и 15 МВт, а таких ещё не существует. Сейчас самая большая турбина имеет мощность только 8 МВт. Но немецкие инвесторы рассчитывают, что через несколько лет производители — Siemens Gamesa и MHI Vestas Offshore Wind — изготовят-таки требуемое оборудование. Понадобятся не только ветрогенераторы, но и новые системы передачи электроэнергии по морскому дну: несколько инновационных технологий сейчас проходят испытания.

Возможно, в строительстве первых рентабельных шельфовых ветровых электростанций будет участвовать одна из крупнейших в мире фирм-производителей ветрогенераторов и ветровых электростанций — Siemens Gamesa Renewable Energy. Свою экспертную оценку даёт Бент Кристенсен (Bent Christensen), который в компании Siemens Gamesa Renewable Energy отвечает за финансовое прогнозирование стоимости электроэнергии. Он объясняет, что в 2013 году новые проекты ветровых электростанций поставляли электроэнергию по цене примерно 160 евро за мегаватт-час, и тогда представители индустрии поставили «реалистичную долговременную цель» понизить стоимость энергии до 100 евро за мегаватт-час к 2020 году. Так вот, по его словам, эта цель достигнута уже сейчас.

Эти оценки подтверждают независимые аналитики. Например, в декабре 2016 года финансовая консалтинговая компания Lazard опубликовала анализ рынка (pdf), в котором вывела несубсидируемую стоимость электроэнергии в новых шельфовых проектах в 105 евро за мегаватт-час, это снижение на 27% по сравнению с 2014 годом. Компания сделала вывод, что шельфовая энергия ветра дешевле, чем угольные электростанции, солнечные панели на крышах и даже дешевле, чем атомная энергия! На диаграмме приведена себестоимость без субсидий.

Три электростанции в Северном море, которые планируется построить без государственных субсидий, показаны на карте.

На карте показан также энергетический хаб, который будет концентрировать энергию от нескольких электростанций — и поставлять её в разные страны. Планируется проложить каналы в Великобританию, Нидерланды, Германию, Данию и Норвегию. По идее, владельцы станций могут продавать электроэнергию туда, где она дороже в данный момент. Энергетический хаб предолагают сделать на одном или нескольких искусственных островах в Северном море (см. видео).

На острове могут посменно жить техники, которые обслуживают ветрогенераторы, там будут храниться запчасти и швартоваться служебные суда. По идее, это удешевит обслуживание ветровых электростанций поблизости. Но главное, что остров снизит потери на преобразование и передачу электроэнергии, здесь разместятся конвертеры HVDC, на сухой почве.

Три новых проекта обещают ещё сильнее снизить себестоимость электричества. Например, датская компания Dong Energy закладывается вообще в беспрецедентную цену 62 евро за мегаватт-час. Эта компания уже начала строить шельфовую электростанцию Hornsea Project One неподалёку в Северном море, которую позиционируют как самую большую шельфовую электростанцию в мире. 7-мегаваттные ветряки высотой по 190 метров в море займут в море территорию 407 км², что можно сравнить с довольно крупным городом. К 2020 году они выйдут на максимальную мощность 1,2 гигаватта, так что этот гигантский город-электростанция в 120 км от берега станет первой в мире ветровой электростанцией гигаваттного масштаба.

Ещё одну электростанцию в Северном море планирует немецкая компания Energie Baden-Württemberg, которая тоже рассчитывает на цену ниже 75 евро за мегаватт-час.

По мнению экспертов, такое стремительное падение цен вызвано сильной конкуренцией на всех фронтах — от производства ветрогенераторов до услуг по установке и прокладке кабелей.

Ветряные электростанции — перспективные источники энергии

Не каждый человек сможет быстро ответить на вопрос – что же такое ветер? С точки зрения физики это довольно сложное природное явление. Но есть у этого понятия и экономическое толкование, и важность его в современном мире все возрастает от года к году. Энергия ветра, дешевая и возобновляемая, вот причина привлекательности этого явления природы. Точно такая же энергия получается при использовании течения воды, приливов и отливов, солнечных лучей. Но у ветряной энергии есть свои особенности, которые мы и рассмотрим в этой статье.

История использования энергии ветра

В древнем городе Вавилон в третьем тысячелетии до нашей эры уже пользовались энергией ветра. Расцвет экономики этого региона наступил в 6-ом веке до нашей эры, и именно на эту эпоху приходится самое большое число технических открытий. Тогда было создано первое устройство, которое позволяло осушать болотистые местности. В древнем Египте с помощью ветра были созданы первые ветряные мельницы для производства муки из зерна. В Китае пошли еще дальше, там в это же время велась откачка воды с рисовых полей механизированным способом. И вращали лопасти этих устройств именно ветряные потоки. Европа в этом отношении не была в первых рядах, ветряные технологии дошли сюда только в 12-ом веке нашей эры.

Но все эти три тысячи лет были только подготовкой к существенному рывку технического прогресса, который произошел в 20-ом веке. Человечество придумало, каким образом не просто заставлять ветер вращать какие-либо лопасти, а как вырабатывать электроэнергию, чтобы обеспечивать работу самых разных машин. Такое открытие стало по-настоящему прогрессивным, оно перевернуло всю историю использования ветра. На данный момент на Земле работают электростанции, которые являются представителями далеко не первого поколения. Современные, технологичные, экономичные станции украшают многочисленные районы нашей планеты, способствуя улучшению экологии и здоровья людей.

Преимущества ветряных электростанций

Установить ветряную электростанцию где угодно не получится. Для этой цели подходят только те районы, где наблюдаются постоянные сильные ветра. Но и здесь есть свои нормативы. Если в местности преимущественно дует ветер со скоростью от 4,5 м/с, то строительство ветряной станции будет эффективным. Причем, такую электростанцию можно строить как отдельно стоящую, так и несколько станций, объединенных в систему, то есть каскад станций. Такие сети станций называют ветряными фермами, в этом случае несколько ветряков работают на один энергоблок. Таким образом достигается максимальный энергетический эффект при существенной экономии на строительстве и оснащении.

На данный момент наибольшее количество ветряной энергии производят в Соединенных Штатах. Если же говорить о Европе, то лидерами в этой сфере являются Дания, Нидерланды, Германия и Великобритания. Причем, в Германии работает наиболее мощная электростанция, которая в электроэнергию преобразует силу ветра. Она вырабатывает ежегодно до 7 миллионов кВт/часов энергии. Ветряная ферма Aeolus II поставляет электроэнергию в 2 тысячи домов. Если учесть, что на планете на сегодняшний день работает более 20 тысяч ветряных ферм, то можно представить, сколько электричества производится с помощью обычного природного явления – ветра. Такое широкое развитие отрасль получила благодаря массе преимуществ. Есть и недостатки, но они легко устраняются, а вот плюсы работают долго и эффективно. Итак, ветряные электростанции ценятся человечеством по нескольким причинам.

Стоимость эксплуатации ветроэлектростанции очень низкая. Для ее успешной работы не нужен многочисленный персонал, не требуется его обучение. Покупка и регулярная замена дорогостоящих блоков также не требуется.

Однажды правильно выбранное место расположения для электростанции гарантирует несколько десятилетий бесперебойной и качественной работы, получение должного объема энергии. Точность выбора места требует огромного внимания: подробный и тщательный анализ обеспечит в дальнейшем и экологичность процесса и его финансовую выгоду для собственника.

Электростанция, работающая при помощи ветра, это практически совершенно чистый объект в плане экологии. Чистота окружающей среды выражается и в системе работы, и в процессе передачи энергии, и в ее использовании. Кроме того, ветряная станция не может навредить окружающей среде даже в случае ее разрушения, что нельзя сказать о гидроэлектростанции или о станции атомной. Ветряная электростанция не производит выбросов в окружающую среду, она не изменяет ландшафт, не нарушает природную экосистему. Никаких вредных воздействий ни на территорию, ни на озоновую оболочку Земли нет.

Топливо или источник энергии у ветряной станции – возобновляемое. Это ветер, который не нужно где-либо добывать и транспортировать на место расположения станции. Поэтому финансовый эффект от работы ветряков максимальный. Транспортировать электрическую энергию приходится только до источника потребления. Практика показывает, что потребитель практически всегда находится рядом, поэтому не приходится тратить большие деньги на строительство коммуникаций. Кроме того, не происходит потерь энергии во время транспортировки, а они иногда приносят очень серьезные убытки компании-собственнику.

Вблизи от ветряной электростанции не надо выстраивать «мертвую» зону, как около других станций. Все земли можно использовать в сельскохозяйственных целях, ведь ветряки никак не вредят окружающей среде.

Расходы на получение ветряной энергии хоть и минимальны, но все же существуют. Преимущество этих расходов – их стабильность. А вот стоимость энергии для продажи постоянно растет. Следовательно, размер чистой прибыли владельцев ветряных станций постоянно растет. Причем конкурентоспособность на рынке энергии ветряной ресурс имеет очень высокую. Стоимость энергии в разы дешевле, чем та, которая получена на ГЭС, АЭС.

Недостатки ветряных электростанций

Недостатков немного, но противники строительства ветряков их активно муссируют в прессе. Но все эти недостатки скорее всего представляют собой трудности при ведении этого бизнеса, которые можно минимизировать.

Высокий входной барьер в бизнес. Для того, чтобы начать получать ветровую энергию, надо построить ветряную ферму. Предстоят затраты на высокоточные расчеты для определения местности постройки, также надо будет вложить деньги в покупку оборудования и его монтаж на выбранной территории. Именно стоимость ветряной электростанции, стоимость оборудования являются основной строкой затрат, но здесь можно воспользоваться услугами инвесторов, банковским кредитованием и пр.

Весьма существенный недостаток ветряной станции – невозможность точного прогноза, сколько электроэнергии будет получено в определенный отрезок времени. Предугадать, насколько сильным будет ветер, и будет ли он дуть вообще, невозможно. Поэтому при ведении данного вида бизнеса существуют существенные риски. Но минимизировать их можно, если тщательно выверить координаты расположения станции на стадии ее планирования. Такой анализ основывается на многолетних показаниях скорости ветра.

Многие противники ветряных станций утверждают, что лопасти издают сильный шум, который негативно влияет на окружающую среду. Но современные технологии позволили измерить уровень шума и изучить его воздействие. Оказалось, громкий звук от работы лопастей действительно присутствует, но уже на расстоянии 30 метров от источника он слышен только на уровне фона. Для сведения: фон – это уровень шума естественной окружающей среды.

Защитники птиц выступают активно против строительства ветряных станций. В этом случае аргументы также легко разбиваются об анализ вреда, наносимого другими техногенными объектами птицам. Подсчет показал, что количество птиц, попадающих под лопасти ветряков, ничем не отличается от числа пернатых, которые погибают в других местах, к примеру, на высоковольтных линиях передач.

Еще одна весьма сомнительная гипотеза противников ветряной энергии – искажение телевизионного сигнала вблизи от фермы. В современном мире все большую популярность приобретает спутниковое ТВ, цифровое ТВ, эфирного телевидения остается все меньше и меньше, поэтому приему сигнала в квартирах и домах ничто помешать не может.

Ветряные электростанции делают жизнь немцев невыносимой :

Достижения ветряного направления в энергетике

Ветроэнергетика в мире получила в последние годы значительное развитие. Показательны результаты ветряной энергетики в Шотландии. Здесь ветряками вырабатывается электроэнергии на 25% больше, чем потребляют все жилые объекты страны, а это более трети всего энергопотребления. И самое интересное, что правительство Шотландии поставило задачу – к 2020 году все потребности в электричестве удовлетворять за счет работы ветряных электростанций. И шотландцы готовы на это потратить почти 46 миллиардов фунтов стерлингов. Взята стратегия на закрытие атомных станций и на развитие солнечных и ветряных электростанций.

Недавно в Канаде установили юбилейную ветряную станцию. Порядковый номер этого объекта – 1500! Полмиллиона жилых домов можно снабжать электроэнергией ветряных станций. Причем первая ветряная турбина в этой стране была установлена всего 10 лет назад. И если на данный момент доля ветряной энергетики занимает 3% в экономике Канады, то к 2025 году планируется увеличить этот объем до 20%.

Испанский остров Эль Хьерро давно заявил о своей энергетической независимости. Ветро-приливная электростанция вырабатывает более 20% всего электричества. Столько же дает атомная энергетика, чуть меньше – ТЭЦ и ГЭС. Солнечные батареи вырабатывают около 5% электричества, потребляемого на острове.

На Ямайке построена гибридная станция, которая одновременно работает и на энергии ветра и на солнечной энергии. Ее мощность – более 110 кВт/ч в год. Владелец электростанции – производитель оборудования для таких станций. Собственник утверждает, что окупается довольно дорогое оборудование за 4 года, а затем за 25 лет эксплуатации станция даст экономию 2 миллиона долларов.

Российская ветроэнергетика

Все перечисленные плюсы ветроэнергетики, которые присутствуют в других странах, в России работают слабо. Стоимость киловатта электроэнергии ветровой в 3-8 раз превышает цену обычного традиционного электричества. Причин тому много, но главная – слабое внимание к этому альтернативному источнику энергии. Следствием такого отношения является то, что за год в России производится ветряными фермами столько электричества, сколько в Китае, например, за 2 часа. Ветроэнергетика в России – очень обширная тема, и ее мы обсудим в следующей статье.

Почему в России не строят ветряные электростанции :

WINDExchange: что такое энергия ветра?

Этот вид с воздуха на ветряную турбину показывает, как группа ветряных турбин может производить электричество для коммунальной сети. Электричество передается по линиям передачи и распределения в дома, на предприятия, в школы и так далее. Посмотрите анимацию ветряной турбины, чтобы увидеть, как она работает, или загляните внутрь.

Энергия ветра или энергия ветра описывает процесс, посредством которого ветер используется для производства механической энергии или электричества.Ветряные турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в механическую энергию. Эта механическая энергия может использоваться для определенных задач (таких как измельчение зерна или перекачка воды) или может быть преобразована в электричество с помощью генератора.

Вы можете узнать, как ветряные турбины производят электричество, и увидеть иллюстрации компонентов внутри ветряной турбины или посмотреть анимацию энергии ветра, которая показывает, как движущийся воздух вращает лопасти ветряной турбины и как внутренние компоненты работают для производства электроэнергии.

Размеры ветряных турбин и области применения

Ветряные турбины могут обеспечивать энергию для использования на месте, а также на экспорт для продажи. Потребность в энергии будет определять размер турбины.

Экономичность ветряной турбины максимальна, когда размер проекта спроектирован таким образом, чтобы соответствовать энергетическим потребностям нагрузки, а также монетизировать экономию за счет масштаба и послужного списка оборудования. Для бытового использования энергии на месте требуется небольшая турбина (обычно менее 10 киловатт (кВт)), которая может генерировать количество энергии, необходимое дому для повседневной работы.Машины среднего размера могут производить достаточно энергии, чтобы соответствовать более крупным коммерческим нагрузкам на месте. Машины коммунального масштаба, которые максимизируют генерацию для занимаемой площади и стоимости инфраструктуры объекта, лучше всего подходят для проектов коммунального масштаба.

Независимо от размера проекта, проекты, подключенные к электрической сети, потребуют одобрения коммунальных служб и могут потребовать исследования воздействия на сеть, прежде чем можно будет начать строительство.

Потребление энергии в жилых помещениях (

<10 кВт)

Бытовые небольшие турбины производят примерно столько энергии, сколько требуется дому.Поскольку эти турбины обычно устанавливаются на более коротких башнях, вам необходимо провести оценку площадки, чтобы определить, где разместить проект, чтобы убедиться, что он будет работать в соответствии с проектом. Эти ветряные турбины покупаются за наличные, поэтому, хотя окупаемость инвестиций может быть важна, она не всегда является решающим фактором для продвижения проекта. Многие штаты предоставляют льготы для машин этого класса. Ветряные турбины для жилых домов обычно не требуют подробной оценки ресурсов на месте.

Небольшое коммерческое использование энергии на месте (10–50 кВт)

Этот класс ветряных турбин производит больше энергии, чем потребляет средний дом, но может хорошо подходить для малого бизнеса; фермы; ранчо; объекты, такие как школы, офисные здания или часть кампуса; или общественная нагрузка, такая как больница. Этот класс турбин обычно включает в себя более высокий уровень сложности машин, что приводит к большей эффективности и выработке энергии, но также требует повышенного обслуживания.Однако эти турбины обычно требуют меньше обслуживания, чем более крупные машины. Этот класс машин может стоить столько же, сколько дом, и представляет собой наименьший размер проекта, который может быть профинансирован, что потребует рассмотрения кредитором. Проекты такого размера также могут вызвать необходимость оценки ресурсов на месте, но часто проекты можно продвигать вперед, используя близлежащие измерения и опытное размещение и моделирование проекта.

Коммерческое использование энергии на месте (50–250 кВт)

Этот класс ветряных турбин производит коммерческое количество энергии и может хорошо сочетаться с университетскими городками, более крупными объектами, сообществами и более крупными муниципальными общественными нагрузками.Этот класс ветряных турбин имеет много общих технических и эксплуатационных характеристик с машинами коммунального масштаба и часто устанавливается на башнях, для которых требуются специальные разрешения и согласование с другими регулирующими организациями или агентствами. Эти турбины часто представляют собой значительные капиталовложения и, следовательно, требуют корпоративных или институциональных разрешений. Менеджеры объектов нередко сотрудничают с финансовыми игроками при разработке проектов такого размера. Эти проекты требуют опытного и детального моделирования проектов с использованием данных о ветровых ресурсах на месте или поблизости.

Большое коммерческое или промышленное использование энергии (500 кВт-1,5 МВт)

Этот класс ветряных турбин находится в верхней части машин среднего размера и хорошо подходит для населенных пунктов и очень больших промышленных нагрузок на месте, а в определенных ситуациях может даже служить основой для небольших ветряных электростанций. Этот класс машин обычно неотличим от турбин коммунального масштаба по технологической основе. Башни часто превышают 200 футов, и их необходимо оборудовать заградительным освещением. Проекты такого масштаба требуют участия сообщества и одобрения или одобрения на всех уровнях.Этот класс, за исключением очень необычных ситуаций, обычно финансируется через коммерческих кредиторов с их собственными требованиями должной осмотрительности и, следовательно, требует технико-экономических обоснований и кампаний по оценке ресурсов на местах.

Использование энергии в коммунальных масштабах (1,5–7,5 МВт)

Коммунальные ветряные турбины, которые также иногда устанавливаются в местах использования, обычно устанавливаются большими группами, производящими энергию для продажи. Это высокоэффективные современные ветряные турбины, которые работают с исключительно высокой степенью готовности и производят конкурентоспособную по стоимости электроэнергию в масштабах электростанций.Эти большие турбины имеют роторы диаметром более 250 футов и установлены на высоких башнях, которые требуют уведомления об авиационных препятствиях и освещения. Из-за своего размера и масштаба установок ветряные турбины коммунального масштаба требуют координации с окружающей средой, коммунальными службами и общественностью на самом высоком уровне. Ветряные электростанции коммунального масштаба требуют точной оценки ресурсов, юридической и финансовой комплексной проверки, интеграции коммунальных услуг и финансирования, типичных для очень крупных капиталовложений, таких как аэропорты.

О ветроэнергетике | Все, что вам нужно знать

Энергия ветра находится в авангарде революции в области экологически чистой энергии, которая снижает выбросы парниковых газов. Ветряные электростанции, морской ветер и ветряные турбины теперь являются частью нашего современного лексикона, поскольку люди отказываются от ископаемого топлива перед лицом изменения климата. Здесь мы подробно рассмотрим, что такое энергия ветра и как энергия ветра и производство электроэнергии в Соединенных Штатах и ​​за их пределами меняют мир.

Ветер

От легкого бриза до сурового шторма, ветер — явление природы, существовавшее с незапамятных времен. Но сегодня ветер стал источником энергии, который делает больше, чем просто движение воздуха. Узнайте все, что вам нужно знать об энергии ветра и о том, как она буквально меняет мировой энергетический ландшафт.

Как работает ветер?

Ветер определяется Оксфордским словарем как «воздух, быстро движущийся под действием сил природы». [1] Большинство из нас понимает под ветром что угодно: от зефира до бури и порывов ветра ураганной силы.

Ветер возникает, когда газы перемещаются из области высокого давления в область низкого давления на поверхности Земли. Чем больше разница температур, тем сильнее движение воздуха и сильнее ветрогенерация.

Как создается ветер?

Разница температур создает энергию ветра. Солнечная энергия Солнца нагревает Землю, но делает это неравномерно. Горы, озера и другие географические объекты также помогают создавать области высокого и низкого давления, как и вращение Земли.Этому также способствуют положение солнца и угол, под которым оно падает на Землю. Например, мы знаем, что полуденное солнце излучает больше тепла, чем на восходе или закате.

Теплый воздух в этих очагах высокого давления, созданный солнечной энергией, поднимается вверх. Когда теплый воздух поднимается вверх, воздух из областей с более низким давлением устремляется внутрь, и создается ветер. [2,3] Это известно как сила, и чем больше разница между областями высокого и низкого давления, тем сильнее сила.

Скорость ветра определяется этой силой плюс расстояние между областями низкого и высокого давления.[4] Самая высокая зарегистрированная скорость ветра — порыв ветра со скоростью 253 мили в час во время тропического циклона «Оливия» на острове Барроу, Австралия, 10 апреля 1996 года. [5]

Ветряные мельницы

Ветряные мельницы и ветряные электростанции не являются современным изобретением. Люди поняли, что естественные ветровые ресурсы Земли можно использовать еще в 644 году нашей эры. Самые ранние известные упоминания исходят от персидского слесаря ​​(человека, который проектирует или строит мельницы и мельничное оборудование). Первая ветряная мельница была зарегистрирована в 915 году нашей эры в Сеистане, Персия, который является современным Восточным Ираном.Оттуда он распространился в Китай, а затем в Европу 12-го века после крестовых походов. [6]

Как работают ветряные мельницы?

Первые персидские ветряные мельницы представляли собой здание со стоячей неподвижной вертикальной осью. Паруса расходились от вертикальной оси в так называемых ветряных мельницах «панемоне», конструкция которых заставляла камни перемалывать зерно.

В Европе инженеры взяли идею вертикальной оси и объединили ее с горизонтальной осью водяного колеса, создав гораздо более эффективную машину.Эти ветряные мельницы выглядят как классическая версия, которую вы видите на европейских картинах, с четырьмя лопастями, установленными на центральной стойке.

Лезвия приводили в движение зубчатые колеса и зубчатый венец, которые превращали горизонтальное движение лезвий в вертикальное, приводя в движение точильный камень или колесо. Эти ветряные мельницы будут использоваться для измельчения зерна или, в некоторых случаях, для перекачивания воды. [7]

Паровые двигатели и промышленная революция уменьшили потребность в ветряных мельницах. Дэниел Халладей запатентовал культовую самоуправляемую ветряную мельницу Халладея 29 августа 1854 года. [8] Он перекачивал воду, но также автоматически поворачивался лицом к направлению ветра и регулировал скорость, изменяя шаг своих парусов. Современные ветряные мельницы используют ту же технологию движения, которая впервые была использована более 150 лет назад.

Где расположены некоторые ветряные мельницы?

Традиционные ветряные мельницы сохранились во многих местах по всему миру. Европа является особым очагом — Нидерланды, Англия, Греция, Испания и Франция среди стран с впечатляющими ветряными мельницами.Другие страны с историей ветряных мельниц включают Японию, США и Южную Африку, а также Иран и Китай.

Где находится самая большая в мире ветряная электростанция?

Половина из десяти крупнейших в мире ветряных электростанций по мегаваттной мощности находится в Соединенных Штатах. Но самая большая ветряная электростанция в мире — это ветряная электростанция Цзюцюань в Китае, наземная ветряная электростанция, также известная как ветряная электростанция Ганьсу.

Он завершается поэтапно и находится в эксплуатации с ноября 2010 года. После завершения в общей сложности 7000 ветряных турбин будут обеспечивать электроэнергией центральный и восточный Китай благодаря высоковольтной линии электропередачи постоянного тока напряжением 750 кВ. [9]

Крупнейшей в мире оффшорной ветровой электростанцией скоро станет Dogger Bank в Великобритании. Должная начать производство электроэнергии в 2023 году, она будет производить 3,6 гигаватт электроэнергии, что достаточно для питания 4,5 млн домов в год. Он также будет оснащен самым мощным в мире ветряным двигателем. [10]

Турбина ветряной мельницы

Технологии ветроэнергетики достигли значительных успехов со времен персидских ветряных мельниц. Небольшие ветряные турбины теперь являются обычным явлением на крышах домов и предприятий, поскольку все больше людей обращаются к ветряным проектам, чтобы использовать в своих интересах богатые мировые возобновляемые источники энергии.

Что такое ветряная турбина?

Современная ветряная турбина поразительно похожа на своих рудиментарных предков, хотя теперь вместо измельчения зерна она преобразует кинетическую энергию ветра в электричество. Современные ветряные турбины могут быть построены с использованием горизонтальной или вертикальной оси.

Лопасти современных ветрогенераторов напоминают пропеллеры самолетов или вертолетов. Когда они вращаются ветром, лопасти турбины вращают ротор, который, в свою очередь, вращает генератор для выработки электроэнергии.

Насколько высоки ветряные турбины?

Предшественники современных ветряных турбин появились в 1930-х и 1940-х годах. Первая в мире ветряная турбина мощностью в мегаватт была подключена к электросети в Каслтоне, штат Вермонт, в 1941 году. Она была 100 футов в высоту, имела 75-футовые лопасти и весила 240 тонн. [11]

Было много типов ветряных турбин — средняя высота ступицы коммерческого ветряного двигателя в США выросла с 20 до 88 метров (от 65,5 до 288 футов), а диаметр ротора — с 20 до 116 метров (65,5 футов).от 5 до 380,5 футов). Каждый год разрабатываются более крупные и мощные ветряные турбины, а высота гигантов превышает 200 метров, или 656 футов. [12]

Где расположены ветряные турбины?

Современные ветряные турбины используются для производства электроэнергии. Таким образом, существуют наземные и морские ветряные электростанции, которые постепенно заменяют электростанции и газовые станции.

Ранние проекты ветроэнергетики предусматривали береговые ветряные турбины, построенные на вершинах холмов и гор или в любой типично ветреной местности.Многие жители считали это бельмом на глазу, портящим природные ландшафты. В результате оффшорная ветроэнергетика стала набирать популярность. Первая в мире оффшорная ветряная электростанция заработала в 1971 году у берегов Дании. Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA) была создана в 1974 г., а Министерство энергетики США (DOE) — в 1977 г. [13]

В настоящее время не менее 127 стран используют энергию ветра для производства электроэнергии. Наземная энергетика по-прежнему доминирует с годовой добычей более 500 гигаватт по сравнению с 30 гигаваттами на море.Тем не менее, производство оффшорной ветроэнергетики должно значительно увеличиться в ближайшие годы. Большинство больших водоемов, таких как океаны и большие озера, подвержены ветру, что позволяет крупным ветряным электростанциям производить достаточно электроэнергии для потенциально миллионов домов.

Китай лидирует в мире по мощности и производству ветровой энергии, за ним следуют Германия, Индия и США. Ветроэнергетика будет продолжать меняться по мере того, как все больше ветровых проектов начнут производить энергию. [14] Размещение и количество ветряных турбин стали политическим вопросом на местном, национальном и международном уровнях, поскольку людям требуется больше электроэнергии наряду с энергоэффективностью.

Где находится самая большая в мире ветряная турбина?

Крупнейшая и самая мощная работающая ветряная турбина в мире — это платформа Haliade-X, которая была запущена GE в 2018 году и имеет коэффициент мощности 12 МВт. Его высота составляет 853 фута (260 метров), длина лопастей ветряной турбины составляет 351 фут (107 метров), а диаметр ротора составляет 722 фута (220 метров). [15,16]

Siemens Gamesa сообщает о недавно выпущенной модели морской ветроэнергетики 14-222 DD, которая будет предлагать коэффициент мощности 15 МВт, а также диаметр ротора 222 метра (728 футов).[15,16]

Энергия ветра

Ветроэнергетика переживает бурный рост как возобновляемый источник энергии, и ее мощность будет увеличиваться в ближайшие годы по мере ввода в эксплуатацию крупных ветряных электростанций. В последнее десятилетие в Соединенных Штатах наблюдается ежегодный прирост мощности ветра на 15%, что делает его крупнейшим источником возобновляемой энергии в стране. [17]

Что такое энергия ветра?

Энергия ветра или энергия ветра — это процесс, посредством которого энергия получается за счет использования ветра.Эта энергия используется для измельчения зерна, перекачки воды и выработки электроэнергии, а также для поддержки таких видов деятельности, как транспорт (парусный спорт) и водные виды спорта, такие как виндсерфинг.

Ветряные электростанции коммунального масштаба — это крупные ветряные электростанции с несколькими турбинами, которые подключаются к национальным сетям. Эти ветряные электростанции коммунального масштаба — особенно оффшорные — теперь политически привлекательны для стран, поскольку у людей больше информации об энергии. Граждане хотят знать, что правительства и отрасли серьезно относятся к возобновляемым источникам энергии.Такие организации, как Американская ассоциация ветроэнергетики (AWEA), продвигают использование возобновляемых источников энергии в Соединенных Штатах.

Многие правительства предлагают населению и предприятиям налоговые льготы или более низкие тарифы, чтобы поощрить переход на возобновляемые источники энергии и сократить потребление энергии. Поставщики энергии, такие как  

Хотя ветер иногда не дует, другие возобновляемые источники энергии, такие как солнечная, гидро-, геотермальная энергия и биомасса, могут дополнять энергию ветра. Энергия океана и приливов — важная возможность, но она все еще находится на стадии становления.На данный момент национальные сети уравновешивают спрос атомными, угольными и газовыми электростанциями.

Как работает энергия ветра?

Ветряные турбины преобразуют кинетическую энергию ветра в электричество. Лопасти турбины используют аэродинамические силы подобно крылу самолета. Когда ветер проходит через лопасти турбины, давление воздуха на одной стороне лопасти уменьшается, создавая разницу между двумя сторонами лопасти — подъемную силу и сопротивление. Если подъемная сила больше силы сопротивления, ротор вращается.

Ротор прикреплен к одному из двух типов генератора: турбине с прямым приводом или редуктору, который представляет собой вал и ряд шестерен, ускоряющих вращение. Именно вращение создает электричество.

Возобновляемый ветер

Возобновляемый означает снова делать новый. Это также относится ко всему, что не истощается при использовании. Возобновляемая энергия считается первичной энергией, получаемой непосредственно из природных ресурсов, которые постоянно пополняются природой.

Является ли ветер возобновляемым или невозобновляемым?

Энергия ветра считается возобновляемым источником энергии. Его энергия исходит от солнца, которое вызывает неравномерный нагрев, провоцирующий движение газов между областями низкого и высокого давления.

Большинство возобновляемых источников энергии бессрочны: солнце будет светить, а ветер дуть миллиарды лет. Однако производство энергии ветра производится в ограниченных количествах и зависит от того, ветрено или тихо.

Невозобновляемые ресурсы — это в основном ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть, которые конечны и однажды будут исчерпаны.

Энергия ветра для возобновляемого будущего

Энергия ветра использовалась людьми на протяжении веков, сначала как бог для некоторых, а затем стала рукой помощи в создании сильных цивилизаций, измельчении зерна и плавании моторных лодок через океаны. Теперь, перед лицом глобального потепления и изменения климата, энергия ветра помогает нам еще раз узнать больше о том, как мы можем иметь симбиотические отношения с планетой.

Люди сделали ветряную революцию мейнстримом, что было немыслимо в эру угля и атомной энергии прошлого.Такие компании, как Amigo Energy, возглавляют этот глобальный переход от опоры на конечное к энергетическим возможностям бесконечности.

Предоставлено вам amigoenergy.com

Источники:

1. Словари. Oxford Learners’ Dictionary
https://www.oxfordlearnersdictionaries.com/definition/english/wind1_1 Обновлено 21 октября 2020 г., по состоянию на 23 октября 2020 г.
2. Все о погоде. SciJinks (USA.gov)
https://scijinks.gov/wind/ По состоянию на 23 октября 2020 г.
3. Основы погоды и климата. Национальный центр атмосферных исследований
https://eo.ucar.edu/basics/wx_2_c.html По состоянию на 23 октября 2020 г.
4. Wind 101. Earth Networks
https://www.earthnetworks.com/ resources/weather-facts/what-is-wind/ По состоянию на 23 октября 2020 г.
5. Самая экстремальная скорость ветра, когда-либо зарегистрированная на Земле. Weather.com
https://weather.com/storms/severe/news/2018-04-10-most-extreme-winds-earth-surface
Опубликовано 10 апреля 2018 г.По состоянию на 23 октября 2020 г.
6. Ветряная мельница. Британика.
https://www.britannica.com/technology/windmill По состоянию на 23 октября 2020 г.
7. MadeHow. Как производятся продукты
http://www.madehow.com/Volume-7/Windmill.html По состоянию на 23 октября 2020 г.
8. История Коннектикута.
https://connecticuthistory.org/halladays-revolutionary-windmill-today-in-history-august-29/ По состоянию на 23 октября 2020 г.
9. Power Technology. Топ-10 крупнейших ветряных электростанций.
https://www.power-technology.com/features/feature-biggest-wind-farms-in-the-world-texas/
Опубликовано 25 июля 2020 г. По состоянию на 23 октября 2020 г.
10. Интеллектуальный Жизнь. Строится крупнейшая в мире ветряная электростанция
https://www.intelligentliving.co/the-largest-wind-farm-in-the-world-is-now-under-construction/
2020. По состоянию на 23 октября 2020 г.
11. The Guardian. Хронология: История ветроэнергетики.
https://www.theguardian.com/environment/2008/oct/17/wind-power-renewable-energy
Опубликовано 17 октября 2008 г. По состоянию на 23 октября 2020 г.
12. Energy.gov. Wind Energy Grows Up
https://www.energy.gov/eere/wind/articles/wind-energy-grows
Опубликовано 20 мая 2019 г. По состоянию на 23 октября 2020 г.
13. Alt Energy Mag. Хронология ветроэнергетики
https://www.altenergymag.com/article/2015/04/wind-energy-timeline-%E2%80%93-from-persian-windmills-crushing-grains-to-vesta%E2% 80%99s-ветряных турбин, производящих 8 МВт мощности/19496
Опубликовано 14 апреля 2015 г.По состоянию на 23 октября 2020 г.
14. Энергия ветра. База данных мировых ветряных электростанций.
https://www.thewindpower.net/store_continent_en.php?id_zone=1000
По состоянию на 23 октября 2020 г.
15. Green Tech Media. Siemens Gamesa запускает крупнейшую в мире морскую ветряную турбину мощностью 14 МВт
2020.
16. GE Renewable Energy
https://www.ge.com/renewableenergy/wind-energy/offshore-wind/haliade-x-offshore-turbine
По состоянию на 23 октября 2020 г.
17. Energy.gov. Преимущества и проблемы ветровой энергетики
https://www.energy.gov/eere/wind/advantages-and-challenges-wind-energy#:~:text=The%20nation’s%20wind%20supply%20is,a%20form %20из%20солнечной%20энергии.
По состоянию на 23 октября 2020 г.

Все изображения предоставлены по лицензии Adobe Stock.

Наши источники энергии, ветер — Национальные академии

Ветер

Энергия ветра — это косвенная форма солнечной энергии , создаваемая комбинацией факторов, включая неравномерный нагрев атмосферы Земли солнечным излучением, изменения топографии и вращение Земли.На протяжении всей истории люди использовали энергию ветра для приведения в движение парусных лодок, перемалывания муки из зерна и перекачивания воды. Сегодня создаваемая ветром механическая энергия огромных многолопастных роторов, описывающих в воздухе круги диаметром до 100 метров, направляется на генераторы, производящие электричество.

В 2014 году ветроэнергетика обеспечила около 19% всей потребляемой энергии из возобновляемых источников. Ожидается, что этот вклад будет расти, и потенциал велик: энергия ветра, доступная в Соединенных Штатах, по крайней мере на порядок больше, чем общее годовое потребление энергии в стране, хотя может быть получена лишь небольшая ее часть.По состоянию на 2015 год в 40 штатах было установлено хотя бы несколько ветроэнергетических систем, причем наибольшая доля приходится на Западное побережье и Средний Запад. Энергия ветра произвела 4,7% электроэнергии Америки в 2015 году.

По состоянию на 2015 год в 40 штатах было установлено хотя бы несколько ветроэнергетических систем, причем наибольшая доля приходится на Западное побережье и Средний Запад.

Расширение ветроэнергетики зависит от множества факторов, включая цены на ископаемое топливо, федеральные налоговые льготы, государственные программы по возобновляемым источникам энергии, технологические усовершенствования, доступ к передающим сетям и общественное мнение.Если эти факторы останутся относительно постоянными, ожидается, что к 2040 году мощность ветроэнергетики вырастет примерно на одну треть. 

Энергия ветра, как и солнечный свет, является «бесплатным» источником. Стоимость возникает при преобразовании его в электричество и интеграции этого электричества в национальную энергосистему. Однако это не приветствуется повсеместно. Многие выступают против его использования по эстетическим и экологическим соображениям. Ветряные турбины (иногда сгруппированные в «ветряные электростанции», состоящие из сотен турбин) могут вызывать жалобы от сообществ, чьи линии обзора изменились.Текущие конструкции также опасны для некоторых птиц и летучих мышей.

Но, безусловно, самым большим препятствием для более широкого использования прерывистых источников энергии является то, что в настоящее время у них отсутствует практичный и рентабельный способ хранения вырабатываемой электроэнергии, чтобы ее можно было использовать при необходимости, а не при наличии. Батарейные массивы — очевидный вариант, но они, как правило, лучше всего подходят для локального хранения относительно небольших объемов. (Хотя в городе Фэрбенкс на Аляске есть огромная центральная аварийная батарея, которая в случае отключения электроэнергии может обеспечить 26 мегаватт энергии в течение 15 минут.)

Прерывистое электричество можно использовать для перекачки воды на более высокие высоты, повышая ее потенциальную энергию. Точно так же электрическая энергия может храниться в виде тепла в изолированном корпусе или использоваться для сжатия газа под землей, где давление может сбрасываться для выработки электроэнергии по требованию. Электричество из ветряных и солнечных источников можно использовать для раскрутки гигантских маховиков или для производства водорода, который при необходимости можно хранить и использовать в топливных элементах. Каждый раз, когда образуются изменения энергии, конечно, есть некоторые потери, и эффективность является насущной проблемой во всех технологиях преобразования.В настоящее время такие решения являются относительно дорогостоящими и обычно используются для обслуживания районов, не подключенных к основной энергосистеме.

Энергия ветра

Электроэнергия из энергии ветра является одним из самых быстрорастущих методов производства электроэнергии в мире. Кинетическая энергия движущегося воздуха преобразуется в электричество ветряными турбинами, которые устанавливаются в местах с благоприятными погодными условиями. Ветряные турбины могут использоваться индивидуально, но часто устанавливаются группами, образуя «ветряные фермы» или «ветряные электростанции».«Электричество, вырабатываемое ветряными электростанциями, может использоваться локально или передаваться в электрическую сеть для питания домов и предприятий, находящихся в отдалении. Энергия, полученная от ветра, также может быть преобразована в водород и использована в качестве топлива для транспорта или сохранена для последующего производства электроэнергии. Использование энергии ветра снижает воздействие производства электроэнергии на окружающую среду, поскольку не требует топлива и не производит загрязнения или парниковых газов.

CanmetENERGY поощряет исследования в области технологий ветроэнергетики, предоставляя финансовую поддержку и технические знания нашим партнерам, таким как Канадский институт ветроэнергетики (WEICan).Наши текущие направления исследований включают: инновационные конструкции компонентов ветряных турбин, таких как генераторы, фундаменты и башни; развертывание испытательного оборудования для морских ветровых установок; оценка работоспособности ветроустановок и приборов в суровых зимних условиях; а также влияние интеграции энергии ветра в существующую электрическую сеть. Мы также наблюдаем за пилотными исследованиями, такими как развертывание автономной ветро-водородо-дизельной технологии в отдаленных районах, где доставка дизельного топлива является дорогостоящей и может прерываться.

Когда энергия ветра может использоваться и храниться для снижения зависимости от дизельного производства, сообщества, не подключенные к электросети, могут достичь более низких затрат и большей независимости.

География Канады делает ее идеально подходящей для извлечения выгоды из большого количества энергии ветра. Преимущества более широкого использования энергии ветра включают энергосбережение в масштабах всей сети и сокращение выбросов парниковых газов и загрязнителей воздуха (включая SO X , NO X и ртуть).Например, ожидается, что одна установка из шести ветряных турбин мощностью 65 кВт в Ньюфаундленде будет производить примерно 1 миллион кВтч электроэнергии в год и сократить выбросы CO 2 примерно на 750 тонн. Однако включение большого количества энергии ветра требует постоянных инноваций для повышения эффективности, продления срока службы турбин и смягчения проблем с подключением. Наше сотрудничество с международными агентствами способствует обмену опытом исследований и разработок со всего мира для решения некоторых из этих проблем.Поощряя рост внутреннего опыта в области ветроэнергетики и развитие технологии ветроэнергетики, особенно актуальной для окружающей среды Канады, Канада может реализовать множество деловых, экономических, энергетических, социальных и экологических преимуществ.

Чтобы узнать больше об исследованиях ветроэнергетики, посетите наш раздел публикаций, загрузите наше программное обеспечение и инструменты для моделирования или свяжитесь с нами.

Дополнительные ресурсы:

Мрачная экономика оффшорного ветра

И.Развитие оффшорной ветроэнергетики

Первая морская ветроустановка была построена в 1991 году примерно в полутора милях от побережья Дании, недалеко от города Виндебю.[11] Объект состоял из 11 турбин мощностью 450 киловатт (кВт) — общая генерирующая мощность чуть менее 5 МВт. Прошло еще 10 лет, пока в Миддельгрундене, недалеко от побережья Дании, не была построена первая морская ветряная установка промышленного масштаба, состоящая из 20 турбин мощностью 1,5 МВт.[12] К концу 2018 года общая мощность морской ветроэнергетики в Европе составляла около 18 500 МВт.Из этого общего количества на Великобританию и Германию приходилось 14 600 МВт.

Оффшорные ветряные турбины коммунального масштаба в Европе и США сегодня намного больше, чем турбины мощностью 1,5 МВт, которые использовались два десятилетия назад. Крупнейшие действующие в настоящее время турбины – это агрегаты мощностью 8,5 МВт производства Vestas. На горизонте находятся еще более крупные турбины: турбина General Electric мощностью 12 МВт, Haliade-X, должна начать коммерческую эксплуатацию в 2021 году.[14] (Прототип блока, который был установлен на берегу, начал работу в Нидерландах в конце 2019 года.) Haliade-X имеет высоту 853 фута и имеет лопасти турбины длиной около 350 футов. В марте 2020 года Siemens-Gamesa анонсировала турбину мощностью 15 МВт со 110-метровыми лопастями, которую компания надеется получить к 2024 году. Однако маловероятно, что ветряные турбины смогут добиться дальнейшего значительного снижения затрат за счет экономии на масштабе: производство компонентов и фундаментов ветряных турбин, а также их установка достигают пределов возможностей современных технологий.[16]

Первый морской ветропарк в США, ветряная электростанция Блок-Айленд мощностью 30 МВт в Род-Айленде, была завершена в 2016 году. Расположенный примерно в 4 милях к югу от острова Блок (примерно в 9 милях от побережья), проект состоит из пяти 6 -турбины МВт. В соглашении о покупке электроэнергии (PPA) для проекта указано, что коммунальные предприятия платят в первый год цену в размере 245 долларов США за МВтч за произведенную ими электроэнергию; эта цена растет на 3,5% каждый год. (Для сравнения, в 2016 году средняя оптовая цена на электроэнергию в Новой Англии составляла менее 30 долларов за МВтч, а в 2019 году средняя оптовая цена на электроэнергию составляла 30 долларов.67/МВтч, отражая сохраняющиеся низкие цены на природный газ.)

Комиссия по коммунальным предприятиям Род-Айленда (RIPUC) первоначально отклонила ветряную электростанцию ​​Блок-Айленда из-за ее высокой стоимости и, как следствие, неблагоприятного воздействия на плательщиков тарифов на электроэнергию. Выводы RIPUC согласуются с традиционными принципами регулирования для электроэнергетических компаний, которые делают акцент на предоставлении потребителям электроэнергии с наименьшими затратами (см. врезку, How State Regulations Favor Renewable Energy ).Однако законодательный орган штата изменил применимые нормативные законы, которые затем потребовали от RIPUC утвердить проект.[19] (Из-за обнаженного подводного кабеля передачи проект будет закрыт этой осенью, чтобы перезакопать кабель. Ожидается, что он снова откроется где-то в мае 2021 года.)

Как государственное регулирование поддерживает возобновляемую энергию

Начиная с начала 1980-х годов государственные регулирующие органы требовали от электроэнергетических компаний, за которыми они наблюдают, проведения подробного экономического анализа, чтобы определить, как наилучшим образом удовлетворить растущий потребительский спрос на электроэнергию.Хотя большая часть этого анализа, называемого «планирование с наименьшими затратами» (LCP), а затем «интегрированное планирование ресурсов» (IRP), была разработана для продвижения энергосбережения как альтернативы строительству большего количества генерирующих ресурсов, конечной целью было удовлетворение спроса. на электроэнергию по минимально возможной цене.

 

Конкурентные оптовые рынки электроэнергии работают таким же образом, но вместо того, чтобы регулирующие органы коммунальных служб определяли, будет ли построен генерирующий ресурс, выбор ресурсов диктуется приманкой прибыльности: генерирующие ресурсы с наименьшей стоимостью, обеспечивающие наибольшую экономическую ценность для общей энергосистемы, принесут своим владельцам наибольшую прибыль.

 

Однако экологические проблемы, особенно изменение климата, изменили цели выбора ресурсов. Вместо самой низкой стоимости регулирующие органы и политики ввели требования, заставляющие потребителей и коммунальные предприятия использовать «правильные» виды электроэнергии, при этом прямые затраты отходят на второй план.

 

Самый свежий пример этой тенденции — всплеск количества разрешений на морскую ветроэнергетику в штатах Восточного побережья. Несмотря на то, что штаты принимают конкурсные предложения для оффшорной ветроэнергетики, и хотя цены, предлагаемые в ответ на эти запросы, снизились, эти цены, тем не менее, намного выше, чем средние цены на оптовых рынках электроэнергии.Кроме того, цены, предлагаемые разработчиками оффшорной ветроэнергетики, охватывают только прямые затраты на сами ресурсы, то есть затраты на строительство, эксплуатацию и техническое обслуживание генераторов. Они не включают расходы, связанные с обеспечением резервного питания в периоды, когда ветер не дует.

 

Гораздо более крупный проект Cape Wind, впервые предложенный в 2005 году, должен был быть построен у побережья Мартас-Винъярд (остров у побережья Массачусетса).Этот проект предусматривал 130 турбин мощностью 3,6 МВт общей мощностью 468 МВт. Проект вызвал резкую оппозицию, в том числе со стороны многих жителей Мартас-Винъярд, которые жаловались, что это место испортит им вид на океан. Были также высказаны опасения по поводу неблагоприятного воздействия на среду обитания рыболовства и исчезающие виды[20]. В итоге, не сумев своевременно получить финансирование, девелопер отказался от проекта в 2017 году.

Тем не менее, упадок Кейп-Винд не остановил усилия по продвижению оффшорного ветра.В настоящее время в семи штатах действуют законы или распоряжения, предписывающие в совокупности около 22 000 МВт оффшорной ветроэнергетики. В восьмом штате, штат Мэн, действует Инициатива по оффшорной ветроэнергетике, но нет конкретного мандата на мощность (, рис. 1, ).[21]

Осенью 2019 года Управление энергетических исследований и разработок штата Нью-Йорк (NYSERDA) подписало 20-летние PPA для двух проектов морской ветроэнергетики общей мощностью около 1700 МВт: проекта Sunrise Wind мощностью 880 МВт, который будет расположен у восточного побережья. Лонг-Айленда; и проект Empire Wind мощностью 816 МВт, который будет расположен у южного берега Лонг-Айленда.[22] Оба проекта планируется ввести в эксплуатацию к 2024 году. Sunrise Wind будет опираться на 110 турбин мощностью 8,0 МВт производства Siemens. Empire Wind не назвала какие-либо конкретные турбины, за исключением того, что проект будет состоять из 60–80 турбин с установленной мощностью «более 10 МВт каждая». [23] Нью-Йорк также намерен провести тендер на дополнительные 2500 турбин. МВт оффшорной ветроэнергетики где-то в конце этого года. Кроме того, в июне этого года NYSERDA выпустило информационный документ, в котором рекомендовалось закупить к 2035 году все 9000 МВт оффшорной ветроэнергетики, как это предусмотрено Законом штата о лидерстве в области климата и защите населения.[24]

В октябре 2019 года Департамент коммунального хозяйства штата Массачусетс (DPU) утвердил долгосрочные соглашения о покупке электроэнергии у двух предложенных морских ветровых проектов: 84-турбинного проекта Vineyard Wind Project мощностью 800 МВт, который будет расположен примерно в 15 милях от Мартас-Винъярд. ; и проект Mayflower Wind мощностью 804 МВт, который будет расположен примерно в 20 милях к югу от острова Нантакет. (Количество турбин для Mayflower неизвестно, так как оно будет зависеть от размера турбин, которые установят разработчики.) Хотя строительство первой фазы проекта Vineyard Wind Project должно было начаться осенью 2019 года и завершиться в 2022 году, проект был отложен, поскольку Бюро управления энергетикой океана (BOEM) еще не опубликовало окончательный отчет о воздействии на окружающую среду. (ЭИС).[26] Предполагается, что строительство Mayflower Wind начнется в 2022 году, а проект будет введен в эксплуатацию к декабрю 2025 года.

У побережья Нью-Джерси в 2021 году планируется начать строительство крупнейшего в стране морского ветропарка Ocean Wind мощностью 1100 МВт, а ввести его в эксплуатацию в 2024 году.[27] Скорее всего, будет развиваться оффшорная ветроэнергетика, поскольку штаты стремятся увеличить производство электроэнергии из возобновляемых источников. По состоянию на декабрь 2019 года, по данным AWEA, заявки на оффшорную ветроэнергетику в шести штатах составили почти 6300 МВт мощности.[28] В отчете за 2018 год, опубликованном Национальной лабораторией возобновляемых источников энергии (NREL), входящей в состав Министерства энергетики США (DOE), приводятся отраслевые прогнозы, согласно которым к 2030 году мощность морских ветровых установок в США составит 11–16 000 МВт. Самый последний долгосрочный прогноз U.S. Управление энергетической информации (EIA) настроено менее оптимистично: к 2030 году будет установлено 10 000 МВт оффшорной ветроэнергетики, а к 2035 году — чуть более 18 000 МВт.[30] Это звучит как много; но для сравнения, EIA прогнозирует, что в 2050 году угольные электростанции будут генерировать около 700 тераватт-часов (ТВт-ч) электроэнергии, а электростанции, работающие на природном газе, будут генерировать более 1600 ТВт-ч по сравнению с 74 ТВт-ч для морского ветра.[31]

II. Контракты на оффшорные ветроэлектростанции

В большинстве штатов принята система конкурсных предложений для обеспечения проектов оффшорных ветроэнергетики.Однако, учитывая, что существует всего несколько разработчиков оффшорной ветроэнергетики, уровень реальной конкуренции неясен. Успешные участники торгов подписывают контракты, называемые соглашениями о покупке электроэнергии (PPA), которые включают годовую цену, гарантии производительности и множество других факторов. Многие условия контрактов хранятся в тайне под рубрикой «информация о конкурентном рынке». [32] Таким образом, фактические затраты на строительство и эксплуатацию этих ветровых установок неизвестны. Эта секретность имеет значение, поскольку, как обсуждается ниже, застройщики вполне могут отказаться от объектов, которые больше не являются прибыльными, или потребовать внесения изменений в свои договорные соглашения.

На момент написания этой статьи в общей сложности 13 оффшорных ветроэнергетических проектов подписали PPA. Только одна из них, Coastal Virginia Offshore Wind, будет построена и будет эксплуатироваться регулируемой электроэнергетической компанией (, рис. 2, ). Хотя коммунальные предприятия должны закупать продукцию морских ветрогенераторов, условия контракта ими не утверждены. В Массачусетсе контракты утверждаются DPU этого штата. В Нью-Йорке условия контрактов с регулируемыми коммунальными предприятиями были согласованы с NYSERDA, за исключением двух контрактов, подписанных Управлением электроэнергетики Лонг-Айленда (LIPA), которое само является государственным предприятием.

На рис. 2 столбец «Тип PPA» отражает типы контрактов. Самые простые PPA продают энергию, вырабатываемую оффшорной ветровой электростанцией, покупателю по договорной цене. Это отражает соглашения о ветряной электростанции Block Island мощностью 30 МВт у побережья Род-Айленда, которая начала работать в 2016 году, а также предлагаемый проект Maine Aqua Ventus.

Второй тип PPA включает продажу электроэнергии и кредитов на оффшорные возобновляемые источники энергии (OREC).OREC — это особый тип кредита на возобновляемую энергию (REC), который может использоваться коммунальными предприятиями вместо фактического владения ресурсами, генерирующими возобновляемую энергию, или заключения контрактов на их производство. Например, предположим, что коммунальное предприятие планирует продать своим клиентам в следующем году 100 млн МВтч электроэнергии, из которых 20% — 20 млн МВтч — должны поступать из возобновляемых источников энергии. Предположим, что регулирующий орган требует, чтобы из этих 20 миллионов МВтч не менее 25 % (5 миллионов МВтч) были получены от морского ветра, а еще 25 % — от солнечной фотоэлектрической энергии (PV) (, рис. 3, ).

Если коммунальное предприятие не владеет какими-либо возобновляемыми генерирующими установками или не имеет действующих договоров с производителями возобновляемых источников энергии, оно может использовать REC для выполнения мандата по возобновляемым источникам энергии. Как правило, морской (или наземный) ветроэнергетический проект создает один REC на каждый МВтч электроэнергии, которую он генерирует. По мере того как требования к возобновляемым источникам энергии становятся более конкретными (например, X% солнечной энергии, Y% морского ветра и т. д.), они еще больше ограничивают способность электроэнергетики снижать стоимость электроэнергии, которую она продает потребителям.[33]

Почти все штаты Восточного побережья, показанные на рис. 1, требуют, чтобы их электроэнергетические компании со временем закупали все большее количество оффшорной ветрогенерации. Следовательно, коммунальные предприятия должны покупать оффшорную электроэнергию напрямую или покупать OREC на рынке, которые «производятся» этими ветряными проектами. Рыночная стоимость OREC зависит от условий спроса и предложения. Если спрос на OREC растет быстрее, чем предложение, цена на OREC будет расти. Если предложение OREC будет увеличиваться быстрее, чем это требуется для оффшорной ветроэнергетики, цена OREC снизится.

Чтобы справиться с потенциальной волатильностью будущих цен OREC, долгосрочные PPA фиксируют свою цену независимо от рыночных условий. Это обеспечивает разработчикам гарантированный поток доходов, который они могут использовать для обеспечения финансирования своих проектов.

Условия

PPA значительно различаются. Например, в январе 2017 года LIPA подписало PPA для первого проекта морской ветроэнергетики в Нью-Йорке — проекта South Fork Wind мощностью 90 МВт.[34] Впоследствии, в ноябре 2018 года, LIPA подписала дополнительный PPA для расширения этого проекта на 40 МВт.Но только в октябре 2019 года LIPA опубликовала цены на проект, и некоторых удивила высокая стоимость контракта. В частности, начальная цена проекта мощностью 90 МВт будет составлять 160 долларов США за МВтч с увеличением на 2,0% в год в течение 20-летнего срока действия контракта.[36] Цена проекта расширения на 40 МВт в первый год составит 86 долларов за МВтч, а также будет увеличиваться на 2,0% в год. Ожидается, что оба они начнут коммерческую эксплуатацию в декабре 2022 года. В результате «приведенные» затраты в реальных долларах 2019 года составят 142 доллара.48 за МВтч для проекта мощностью 90 МВт и 87,00 долларов США за МВтч для проекта расширения (объяснение нормированных затрат см. на стр. 11–12 и в Приложении, на стр. 24–25).

Напротив, проект Ocean Wind Project мощностью 1100 МВт в Нью-Джерси будет продавать OREC государственным электроэнергетическим компаниям по первоначальной договорной цене 98,10 долларов за OREC. Два других, гораздо более крупных оффшорных ветроэнергетических проекта в Нью-Йорке — Empire Wind и Sunrise — менее затратны, но имеют совершенно другую и более сложную структуру ценообразования.

Проект прибрежной ветроэнергетики в Вирджинии (рис. 2) будет разработан коммунальным предприятием Dominion Energy.В отличие от других проектов на Рисунке 2, Dominion будет возмещать затраты на проект со своих клиентов в соответствии с традиционным регулированием стоимости обслуживания коммунальных предприятий. Это означает, что Dominion получит регулируемый доход от своих капиталовложений и возместит все эксплуатационные расходы своей морской ветряной электростанции.

Сравнение стоимости проекта

Оффшорные ветроэнергетические проекты имеют разные даты начала, разную продолжительность контракта и разную ценовую структуру. Например, в Mayflower Wind PPA указано, что вся электроэнергия, вырабатываемая проектом, будет закупаться электроэнергетическими компаниями Массачусетса по постоянной цене 77 долларов.76 за МВтч в течение всего 20-летнего срока действия контракта, который, как ожидается, начнет работу в конце 2025 года. У компании Vineyard Wind из штата залив другая сделка. Фаза 1, которую планируется запустить где-то в 2022 году, имеет цену в первый год в размере 74 долларов США за МВтч, которая будет увеличиваться на 2,5% ежегодно в течение всего 20-летнего срока действия контракта. Фаза 2, которую планируется запустить где-то в 2023 году, имеет начальную цену в 68,45 долларов за МВтч, которая также увеличивается на 2,5% ежегодно в течение 20-летнего срока действия контракта. Компания Empire Wind в штате Нью-Йорк, которую планируется ввести в эксплуатацию в 2025 году, имеет 25-летний PPA.Цена в первый год составит 99,08 долларов за МВтч с ростом на 2% в год. Предполагается, что два проекта LIPA Deepwater Wind — проект мощностью 90 МВт и дополнительный объект мощностью 40 МВт — будут введены в эксплуатацию где-то в 2023 году. Их затраты в первый год составляют 160 долларов США за МВтч и 86 долларов США за МВтч соответственно, увеличиваясь на 2% за единицу. год. Однако, в отличие от Empire Wind, PPA проекта Deepwater Wind рассчитаны на 20 лет.

Поскольку у этих проектов разные условия ценообразования, продолжительность контракта и даты начала, затраты PPA нельзя сравнивать напрямую.Кроме того, сравнения усложняются, поскольку продаваемые продукты различаются. Таким образом, PPA, продающий OREC, нельзя напрямую сравнивать с тем, который продает только энергию. Тем не менее, можно сравнить затраты 10 проектов по продаже энергии и OREC, используя их LCOE, или «приведенную стоимость электроэнергии» (или энергии), и LACE «приведенную исключенную стоимость электроэнергии». EIA дает простое объяснение этих стандартных показателей:

Нормированная стоимость электроэнергии (LCOE) представляет собой установленные капитальные затраты и текущие эксплуатационные расходы электростанции, преобразованные в ровный поток платежей в течение предполагаемого финансового срока службы электростанции.Установленные капитальные затраты включают затраты на строительство, затраты на финансирование, налоговые льготы и другие субсидии или налоги, связанные с заводом. Текущие затраты включают стоимость топлива для выработки (для электростанций, которые потребляют топливо), ожидаемые затраты на техническое обслуживание и другие налоги или субсидии, связанные с работой станции.

Нормированная предотвращенная стоимость электроэнергии (LACE) представляет ценность этой электростанции для сети. Предотвращенные затраты генератора отражают затраты, которые были бы понесены для производства электроэнергии, замещенной новым проектом генерации, в качестве оценки дохода, доступного для завода.Как и в случае с LCOE, эти доходы преобразуются в ровный поток платежей в течение предполагаемого финансового срока службы завода.[37]


Нормированные затраты также могут быть скорректированы с учетом инфляции. Предполагая, что годовая выработка в результате проектов остается постоянной, «реальные приведенные затраты» на электроэнергию рассчитать несложно.[38] Полученную стоимость можно рассматривать как фиксированный платеж по ипотеке в долларах с поправкой на инфляцию. Например, проект Vineyard Wind 1 имеет стоимость PPA в первый год в размере 74 долларов США.00/МВтч, которая увеличивается каждый год 20-летнего контракта по ставке 2,5% ( Рисунок 4 ). Используя предположения EIA, [39] реальная приведенная стоимость (2019 долл. США) составляет 70,14 долларов США за МВтч, а номинальная приведенная стоимость – 89,68 долларов США за МВтч.

На рисунке 5 сравниваются реальные приведенные затраты в 2019 году для всех 10 проектов, чьи PPA будут продавать OREC коммунальным предприятиям. Чтобы соответствовать оценкам EIA LCOE и LACE, все нормированные затраты скорректированы, чтобы отразить онлайновый 2025 год[40] и предположить, что со временем объемы производства проектов не сократятся.Как показано на этом рисунке, нормированные затраты колеблются от 55,52 долларов США за OREC (Mayflower Wind) до 179,27 долларов США за OREC (US Wind).

Реальная приведенная стоимость трех проектов, связанных только с энергией, — Maine Aqua Ventus, South Fork Wind и проекта ветряной электростанции на острове Блок, которые были запущены в 2016 году, — составляет от 138,68 долл. США за МВтч до 327,70 долл. США за МВтч (2019 год).

III. Заявленные преимущества развития оффшорной ветроэнергетики

Несколько движущих сил подталкивают развитие оффшорной ветроэнергетики.Развитие наземной ветроэнергетики, с одной стороны, становится все более трудным, так как местные жители возражают против размещения крупных новых ветряных электростанций из-за опасений по поводу воздействия на здоровье, связанного с низкочастотным шумом, издаваемым турбинами,[41] потери продуктивных сельскохозяйственных угодий,[42 ] и неблагоприятное воздействие на живописный ландшафт.[43] Более того, в нескольких штатах Восточного побережья не хватает подходящей земли для размещения ветряных электростанций промышленного масштаба.

Еще одна причина: ветер на море более устойчивый и более частый, чем на суше, что означает меньшие затраты.Вот почему ожидается, что морские ветровые установки будут иметь более высокие коэффициенты мощности (представляющие процент времени, в течение которого турбины будут вырабатывать электроэнергию), чем береговые турбины. В период с 2015 по 2019 год EIA подсчитало, что средний коэффициент мощности для наземной ветровой энергии в США составлял чуть менее 35%.[44] Для морской ветроэнергетики EIA предполагает коэффициент мощности 50–58 %.[45]

Сторонники также видят в снижении стоимости PPA свидетельство быстрого снижения стоимости оффшорной ветроэнергетики, что приведет к снижению цен на электроэнергию.Однако, как обсуждается ниже, цены PPA, полученные в результате конкурентных предложений, вероятно, страдают от того, что экономисты называют «проклятием победителя»; и фактические затраты на эти проекты, вероятно, превысят прогнозируемые.

государства также рекламируют преимущества морского ветра для экономического развития, особенно новые производственные отрасли и рабочие места. Например, исследование, проведенное в 2018 году Бристольским муниципальным колледжем, Дартмутским центром государственной политики Массачусетского университета и Массачусетской морской академией Массачусетского центра чистой энергии (MassCEC), показало, что строительство и эксплуатация морских ветряных турбин мощностью 1600 МВт в штате Бэй может создать 2 279–3 171 прямых рабочих лет.Принимая во внимание «косвенное воздействие» цепочки поставок, а также «индуцированное воздействие» от того, что сотрудники тратят свои заработки, общее количество косвенных рабочих лет может составить 6 878–9 852 человеко-лет[46]. В отчете о проекте Vineyard Wind Project мощностью 800 МВт подсчитано, что он будет поддерживать 974 рабочих года в Массачусетсе, а также 80 рабочих лет на каждый год эксплуатации и обслуживания проекта, всего 3180 рабочих лет.

Аналогичным образом, согласно отчету за 2017 год, подготовленному по заказу NYSERDA, обязательство штата по установке 2400 МВт морских ветряных электростанций создаст 5000 новых рабочих мест в сфере производства, монтажа и эксплуатации.[48] ​​Чтобы не отставать, при утверждении проекта Ocean Wind мощностью 1100 МВт в июне 2019 года Совет по коммунальным предприятиям Нью-Джерси (NJBPU) сослался на оценки, согласно которым проект принесет экономические выгоды в размере 1,17 миллиарда долларов и создаст 15 000 рабочих мест по сравнению с проектом. Ожидаемая продолжительность жизни 20 лет.[49] Массачусетс процитировал утверждения о том, что проект Mayflower Wind Project создаст более 10 000 рабочих мест за время своего существования, что принесет штату дополнительные 690 миллионов долларов валовой прибыли.

В сентябре 2019 года губернатор Вирджинии Ральф Нортам издал указ о разработке к 2026 году оффшорной ветроэнергетики мощностью не менее 2600 МВт и разработке «плана по энергетике».[51] Этот исполнительный указ впоследствии был оформлен в виде Закона о чистой экономике штата Вирджиния (VCEA), который призывает две крупнейшие электроэнергетические компании штата — Dominion Energy и Appalachian Power — к 2045 и 2050 годам обеспечивать электроэнергию исключительно за счет возобновляемых генерирующих ресурсов. , соответственно. VCEA включает требование о разработке не менее 5200 МВт оффшорной ветровой энергии.[52] По словам его сторонников, VCEA создаст до 13 000 новых рабочих мест в год и принесет вирджинцам чистую прибыль в размере 69,7 млрд долларов.[53]

Таким образом, государства, продвигающие развитие оффшорной ветроэнергетики, заявляют, что развитие оффшорной ветроэнергетики создаст тысячи новых высокооплачиваемых рабочих мест и приведет к появлению новых производственных отраслей. Все соревнуются, чтобы получить так называемое преимущество первопроходца, потому что, как заявил один активист, «какие бы государства ни вырвались вперед и лучше всех справились с управлением начальным ростом и развитием своих морских ветровых проектов, они получат больше всего инвестиций от промышленности»[54] (Конечно, только одно государство может получить преимущество первопроходца, которое вполне может оказаться «недостатком первопроходца», как обсуждается ниже.)

Наконец, государства заявляют, что экологические преимущества морского ветра продвинут их на пути к будущему, свободному от выбросов парниковых газов. NYSERDA заявляет, что первые 2400 МВт морского ветра сократят выбросы парниковых газов в Нью-Йорке более чем на 5 миллионов коротких тонн в год и принесут ежегодную выгоду в размере 1,9 миллиарда долларов, исходя из оценок социальных издержек углерода.[55] В январе 2020 года губернатор Нью-Джерси Фил Мерфи опубликовал свой Генеральный план по энергетике, который призывает к 100% использованию экологически чистой энергии к 2050 году.Его исполнительный указ от ноября 2019 г. призывает к 2035 г. построить 7500 МВт оффшорной ветроэнергетики, чтобы сократить выбросы парниковых газов в этом штате примерно на 100 млн метрических тонн.[56] Проект US Wind Project мощностью 248 МВт в Мэриленде и проект Skipjack мощностью 120 МВт утверждают, что выбросы двуокиси углерода (CO2) сократятся примерно на 24 миллиона тонн за весь 20-летний срок реализации проекта, или примерно на 1,2 миллиона тонн в год.[57] В отчете Министерства энергетики за 2016 год заявлены общенациональные выгоды от сокращения выбросов парниковых газов на сумму 50 миллиардов долларов в виде предотвращенного глобального ущерба до 2050 года, если будет установлено 96 000 МВт морских ветряных электростанций, а также 2 миллиарда долларов в виде предотвращенных затрат, связанных с выбросами загрязняющих веществ в атмосферу и сокращением потребления воды, среди прочего. преимущества.[58]

IV. Реальность: затраты на оффшорную ветроэнергетику намного превысят ее выгоды

Сочетание более низких затрат на электроэнергию, новых производственных отраслей и тысяч новых рабочих мест, а также сокращения выбросов парниковых газов и загрязнения воздуха делает оффшорную ветроэнергетику похожей на мечту. Это мечта: на самом деле оффшорный ветер приведет к более высоким затратам на электроэнергию, меньшему экономическому росту и значительному неблагоприятному воздействию на окружающую среду.

Высокая стоимость морской ветроэнергетики

Несмотря на то, что затраты на развитие морской ветроэнергетики и цены на PPA, безусловно, снизились за последнее десятилетие, утверждения о том, что затраты на строительство и эксплуатацию морских ветровых установок значительно снизятся, скорее всего, нереалистичны.Например, в отчете Министерства энергетики говорится, что к 2030 году реальные приведенные затраты на морские ветроэнергетические проекты упадут ниже 50 долларов США за МВтч (2018 долларов США)[59]. В том же отчете прогнозируется, что к 2030 году капитальные затраты на сами турбины (которые составляют 30–45% от общих капитальных затрат) снизятся примерно до 1000 долларов за кВт.[60] Эти прогнозы почти наверняка слишком оптимистичны и не согласуются с прогнозами EIA, как обсуждается ниже. (EIA относится к Министерству энергетики.) После финансового кризиса 2008 года стоимость капитала была на историческом минимуме, а процентные ставки даже снизились до отрицательных значений в некоторых странах, таких как Германия и Швейцария.Расходы на финансирование не могут быть намного ниже.

По мере увеличения масштабов оффшорных ветроэнергетических проектов все больше расходов приходится на соответствующую инфраструктуру — фундаменты, кабели и т.п. Это зрелые отрасли. Маловероятно, что увеличение размеров производителей цемента приведет к снижению затрат на единицу продукции; они, вероятно, захватили большую часть эффекта масштаба. Увеличение спроса на морские ветровые установки повысит спрос на эти основные материалы, такие как бетон и сталь, необходимые для фундаментов турбин, и, скорее всего, повысит цены, а не снизит их.В той мере, в какой эти материалы требуют использования ископаемого топлива, попытки ввести налоги на выбросы углерода или другие меры, направленные на повышение стоимости ископаемого топлива, повысят стоимость производства и транспортировки материалов, необходимых для развития турбинных площадок.

Кроме того, как обсуждалось ранее,[61] размер ветряных турбин близок к своим физическим пределам. Следовательно, возможности для дальнейшего использования эффекта масштаба в турбинной технологии также ограничены.

В рамках Annual Energy Outlook , в котором содержится долгосрочный прогноз U.С. спроса на энергию, EIA публикует сопроводительный отчет о прогнозируемых затратах на различные виды генерирующих ресурсов. В своем последнем отчете EIA оценило реальную LCOE для морских ветровых установок, начинающих работу в 2025 году, в диапазоне от 102,68 долл. США/МВтч до 155,55 долл. США/МВтч при средней цене 122,25 долл. США/МВтч (2019 долл. США)[62]. По оценкам EIA, затраты на морские ветроэлектростанции, установленные в 2040 году, будут примерно на треть меньше, при нормированных затратах от 74,47 до 105,39 долларов за МВтч при средней цене 85 долларов.53/МВтч (2019 $)[63].

Для сравнения, приведенная стоимость газовых электростанций с комбинированным циклом, которые будут введены в эксплуатацию в 2025 году, составляет от 33,35 долл. США/МВтч до 45,31 долл. США/МВтч при средней цене 38,07 долл. США/МВтч (2019 год). На 2040 год EIA прогнозирует нормированную стоимость блоков с комбинированным циклом в диапазоне от 34,27 долл. США/МВт·ч до 72,32 долл. США/МВтч при средней приведенной стоимости 42,89 долл. США/МВтч (2019 долл. США). (Более высокие реальные приведенные затраты в 2040 г. являются результатом более высоких прогнозируемых цен на природный газ.)

Таким образом, даже в 2040 году EIA прогнозирует, что приведенная стоимость газовых установок с комбинированным циклом будет по-прежнему вдвое ниже приведенной стоимости оффшорной ветроэнергетики.

Поскольку морской ветер является непостоянным, его значение LACE меньше, чем у надежных ресурсов, таких как природный газ или уголь. По оценкам EIA, реальная стоимость LACE для парогазовой установки будет составлять от 29,32 долл. США/МВтч до 45,22 долл. США/МВтч в 2025 году, при этом средневзвешенное значение мощности составит 37,15 долл. США/МВтч (2019 долл. США), что немного выше, чем LCOE, взвешенное по мощности. . Для оффшорной ветроэнергетики оценка EIA LACE составляет от 25,36 до 42,76 долл. США за МВтч при средневзвешенном значении мощности 37,29 долл. США за МВтч (2019 г.).Для энергоблока с комбинированным циклом LACE превышает LCOE. Следовательно, EIA оценивает средний LCOE для морского ветра более чем в три раза выше, чем средний LACE.

Итог: с чисто экономической точки зрения, EIA оценивает, что экономические затраты на оффшорные ветровые ресурсы будут в три раза больше, чем соответствующие экономические выгоды с точки зрения предотвращенных затрат. Таким образом, чем больше морского ветра будет добавлено, тем больше будут чистые экономические издержки для общества.

Хуже того, новые исследования производительности морских ветряных турбин в Европе за последнее десятилетие показывают, что производительность быстро ухудшается со временем, особенно для более новых и крупных ветряных турбин; это означает более высокие эксплуатационные расходы и сокращение экономического срока службы. По мере того, как все больше оффшорных ветровых установок будет интегрироваться в общую электроэнергетическую сеть, затраты на устранение присущей ветровой энергии нестабильности также будут увеличиваться, что приведет к дальнейшему увеличению затрат, которые несут потребители электроэнергии, и потребует новых газовых генераторов для работы в резервных или очень дорогих аккумуляторных системах. .

Больше морских ветряных турбин (а также повышенные требования к батареям для электромобилей и хранения прерывистой ветровой энергии) означает больше редкоземельных элементов, которые исторически поступали в подавляющем большинстве из Китая.[64] Этот повышенный спрос, вероятно, приведет к повышению цен и увеличению затрат на производство турбин. Тем не менее, некоторые регулирующие органы утверждают, что оффшорный ветер сократит счета за электроэнергию для налогоплательщиков. Например, в своем письме, рекомендовавшем утвердить проект Mayflower Wind, Mass DOER заявил, что стоимость проекта будет ниже стоимости оптовой рыночной мощности и обеспечит в среднем 2.4 цента/кВтч (в реальных долларах 2019 г.) прямой экономии для налогоплательщиков.[66]

Эти утверждения преувеличены; они также являются примером экономики «бесплатного обеда». Во-первых, предположения Mass DOER о реальной приведенной оптовой стоимости электроэнергии кажутся завышенными. Прогноз EIA Annual Energy Outlook 2020 за тот же период, что и в Mayflower PPA (2026–2045 гг.), Прогнозирует снижение оптовых цен на электроэнергию с поправкой на инфляцию в Новой Англии при приведенной стоимости производства 5,6 цента за кВтч (2019 долл. США), один- на треть ниже, чем на 8.Значение 4 цента за кВтч в письме Mass DOER. Эти намного более низкие прогнозируемые оптовые цены на энергию опровергают утверждения Mass DOER об экономии средств для потребителей.

Во-вторых, это правда, что добавление дополнительных дорогостоящих ветряных и солнечных ресурсов, вероятно, приведет к снижению оптовых цен на электроэнергию. Это звучит как недвусмысленная победа для потребителей. Это не; эти более низкие цены являются результатом субсидий, которые вытесняют несубсидируемых производителей, что я называю «законом Грешема о зеленой энергии». [68] Вот как действует этот «закон».

Во-первых: в своем текущем Annual Energy Outlook 2020 (AEO 2020) EIA прогнозирует большее количество ветровой и солнечной энергии и более низкие реальные (с поправкой на инфляцию) средние оптовые цены на электроэнергию, чем его предыдущий прогноз (AEO 2019). УЭО 2020 прогнозирует, что средние цены на электроэнергию на оптовом рынке снизятся на 20% в период с 2019 по 2050 год, с 61 доллара США за МВтч до 48 долларов США за МВтч в 2050 году.[69] AEO 2020 также показывает увеличение возобновляемой генерации по сравнению с прогнозом на 2019 год и более низкие цены на генерацию ( Рисунок 6 ).

Во-вторых: по мере добавления оффшорной ветроэнергетики эффект будет заключаться в снижении оптовых цен при тенденции к вытеснению несубсидируемой генерации. Действительно, при анализе СЗЭ оффшорной ветроэнергетики часто рекламируются косвенные преимущества оффшорной ветровой энергии для потребителей электроэнергии, связанные с подавлением цен, то есть выгоды для потребителей от подавления оптовых цен на электроэнергию. Сторонники такого эффекта подавления цен утверждают, что увеличение предложения оффшорной ветроэнергетики снизит рыночные цены больше, чем стоимость установки.Мол, выигрывают все, кроме конкурирующих производителей, вложивших свой капитал. Этот аргумент неверен.

Третье: искусственно снижая рыночные цены с помощью субсидий и мандатов, государства вытесняют законных конкурентоспособных производителей, в том числе производителей возобновляемых источников энергии, которые работают без субсидий и мандатов. Таким образом, любые снижения цен являются временными. Долгосрочный ущерб для рынков хуже. Изгнав законных конкурентов, эта политика увеличивает финансовый риск, поскольку инвесторы не знают, будет ли в будущем финансируемое ими предприятие вытеснено из бизнеса какими-либо другими мерами государственной политики.

Наконец, субсидии снижают стимулы к инновациям и снижению затрат. Таким образом, в долгосрочной перспективе, поскольку конкурентоспособные производители будут более нерешительно вкладывать средства, а инвесторы будут требовать более высокой прибыли, чтобы компенсировать дополнительный финансовый риск, цены на электроэнергию, уплачиваемые потребителями, в конечном итоге окажутся выше, чем они были бы в противном случае.

Скрытые расходы

Нормированные затраты, оцененные EIA в его Annual Energy Outlook , а также приведенные цены PPA, показанные на Рисунке 5, не обеспечивают полного учета затрат на оффшорные ветряные электростанции.Более точная картина должна учитывать, по крайней мере, три фактора: (i) ухудшение производительности — тенденция морских ветряных турбин производить меньше электроэнергии по мере их старения из-за непредвиденных отказов оборудования, что может привести к преждевременному отказу от морских ветровых установок; (ii) затраты на обеспечение того, чтобы энергосистема могла обеспечивать надежное электроснабжение, что становится более сложным и дорогостоящим по мере того, как в систему интегрировано большее количество прерывистой генерации, такой как ветер; и (iii) будущие затраты на вывод из эксплуатации, которые вряд ли будут полностью учтены разработчиками.

Ухудшение выходного сигнала

Нормированные затраты, опубликованные EIA в его Annual Energy Outlook , а также приведенные цены PPA, показанные на рисунке 5, исходят из предположения, что объем электроэнергии, вырабатываемой морским ветровым проектом, не снижается по мере старения его турбин. В действительности объем производства имеет тенденцию к снижению по мере старения генерирующих единиц. Это может быть вызвано необходимостью дополнительного простоя для обслуживания. Или, как в случае с солнечной фотоэлектрикой, поломками самих солнечных элементов.Например, эффективность преобразования солнечной энергии в электроэнергию снижается в среднем на 0,8% в год.[70]

Снижение производительности морских ветряных турбин имеет два ключевых экономических последствия. Во-первых, чем больше со временем снижается выпуск проекта, тем выше его приведенная стоимость. Во-вторых, по мере роста затрат по мере снижения выпуска относительная выгода от продолжения работы уменьшается. В конце концов, ожидаемые затраты на содержание проекта превысят его ожидаемые доходы, и в этот момент рациональной экономической реакцией для владельца проекта будет его закрытие.

Первое крупномасштабное исследование изменений производительности ветряных турбин с течением времени было проведено в 2012 году Гордоном Хьюзом, профессором экономики Эдинбургского университета.[71] Он изучил работу наземных ветровых электростанций в Великобритании и Дании, а также работу морских ветряных электростанций в Дании. Анализ Хьюза показал, что средний коэффициент нагрузки (т. е. отношение среднегодовой выработки генератора к его номинальной мощности) для морских ветряных электростанций в Дании снизился с более чем 40 %, когда блоки были новыми, до менее 15 % после девяти или 10 лет.[72] Снижение производительности наземных ветряных электростанций в Дании было намного меньше, но производительность наземных ветровых электростанций в Великобритании резко упала. (Выводы Hughes о наземных турбинах в Великобритании были подтверждены в исследовании 2014 года, которое показало, что среднегодовая потеря мощности установленных объектов составляет около 1,6%.)[73]

В 2020 году Хьюз опубликовал обновленную версию своего исследования 2012 года, воспользовавшись гораздо большим количеством доступных данных. Этот обновленный анализ показал, что производительность более крупных морских ветряных турбин снизилась в среднем в 4 раза.5% в год для турбин, установленных после 2011 года. Другими словами, через 10 лет средняя мощность этих новых морских ветряных турбин составила чуть более половины первоначальной мощности. Анализ Хьюза также показал, что производительность новых, гораздо более крупных турбин была намного хуже, чем у старых. Его выводы актуальны для морских ветровых проектов США, поскольку они будут опираться на новое поколение еще более крупных турбин, включая турбины GE Haliade-X мощностью 12 МВт.

Исследование Хьюза также выявило другую, менее известную проблему с морскими турбинами: подводные линии электропередач «печально известны серьезностью и продолжительностью своих отключений.(Как отмечалось ранее, морской кабель ветряной электростанции на Блок-Айленде был оголен из-за эрозии. Ожидается, что ремонт и повторная закладка кабеля займут не менее шести месяцев.)

Наконец, исследование Хьюза показывает, что вероятность крупных отключений, длящихся не менее одного месяца, увеличивается не менее чем на 10 % в год. Другими словами, в первый год эксплуатации турбина имеет 10-процентную вероятность серьезного выхода из строя. На второй год эксплуатации эта вероятность возрастает до 20 %, затем до 30 % на третий год и т. д., увеличивая примерно до 80 % вероятность серьезного отключения к тому времени, когда турбине исполнится восемь лет.

Мало того, что ремонт крупных отключений обходится владельцам дорого, так еще и потерянный выходной сигнал должен быть заменен. Учитывая склонность к крупным отключениям, это означает, что у крупных энергосистем возникнет большая потребность в увеличении количества генерирующих мощностей, находящихся в резерве, а также более высокие затраты, оплачиваемые потребителями.

Снижение производительности с течением времени приведет к увеличению фактической приведенной стоимости PPA, показанной на рисунке 5. Например, если производительность снижается в среднем на 2,5% в год, результирующее увеличение приведенной стоимости проекта составляет 22% для 20-летней PPA.[75] При среднегодовой скорости деградации 4,5 %, рассчитанной в исследовании Хьюза, увеличение приведенной стоимости составляет 58 %, а через 10 лет ожидаемый результат составит примерно половину первоначального объема (, рис. 7, ). Ухудшение производительности с течением времени, вероятно, вызовет еще одну скрытую стоимость для потребителей и налогоплательщиков: стоимость отказа от проекта.

Отказ от проекта и «Проклятие победителя»

Приведенная стоимость многих СЗЭ, показанных на рисунке 5, на ниже , чем приведенная оценка EIA для морских ветряных турбин, а в некоторых случаях намного ниже.Например, как показано на Рисунке 5, приведенная цена PPA проекта Mayflower Wind составляет 55,52 долл. США/МВт·ч по сравнению со средним прогнозом EIA для оффшорной ветроэнергетики в размере 122,25 долл. США/МВтч. Казалось бы, это означает, что приведенные оценки затрат EIA слишком высоки. Фактически, приведенная оценка затрат EIA, вероятно, будет слишком низкой .

Как обсуждалось ранее, EIA оценило средневзвешенную LCOE для морских ветряных турбин, установленных в 2025 году, в 115,04 долл. США/МВтч (2019 долл. США). Эта оценка LCOE основана на предполагаемом сроке службы 30 лет.Однако морские ветряные турбины рассчитаны только на то, чтобы выдерживать воздействие стихии в течение 20–25 лет.

Используя более благоприятные предположения о финансировании,[76] NREL оценивает более низкую стоимость LCOE, 89 долларов за МВтч (2018 год), на основе проектов, установленных в Европе, и исследования репрезентативной турбины мощностью 5,5 МВт. Вопреки Хьюзу, оценки NREL предполагают, что ветряная турбина никогда не будет подвергаться длительным отключениям.[77] Несмотря на это, многие приведенные затраты PPA также ниже оценки LCOE NREL.

Это кажется маловероятным, тем более что большая часть оценок затрат основана на данных из Европы, которая имеет обширную историю оффшорной ветроэнергетики, в то время как единственная действующая оффшорная ветроэлектростанция в США.S. — проект ветряной электростанции на Блок-Айленде мощностью 30 МВт. Тем не менее, как обсуждалось ранее, относительно недорогие PPA рассматриваются как свидетельство быстрого снижения затрат на строительство и эксплуатацию морских ветровых установок.

Кажущееся противоречие можно разрешить, отметив два фактора. Во-первых, как отмечает Hughes (2020), затраты на морские ветроэнергетические проекты снизились благодаря экономии за счет масштаба и низким процентным ставкам, но вряд ли ни одна из этих тенденций не сохранится в значительной степени. Во-вторых, Хьюз (2020) отмечает, что растущее расхождение между оценочными затратами и ставками PPA может быть связано с тем, что экономисты называют «проклятием победителя» — знакомой концепцией в теории аукционов.[78] Короче говоря, победители аукционов склонны переплачивать. В контексте разовых проектов ветроэнергетики «победители» склонны недооценивать затраты и переоценивать выгоды, явление, известное как «предвзятость оптимизма».[79]

В сочетании с наблюдаемыми ежегодными темпами снижения производительности для морских ветровых проектов в Дании, которые были особенно острыми для нового поколения больших турбин, если победители аукциона PPA с более низкой стоимостью на рисунке 5 выше недооценили строительство и, особенно, текущую эксплуатацию. расходы, они с большей вероятностью откажутся от проектов как нерентабельных до полного выполнения условий своих контрактов.[80]

Заброшенные проекты

Большинство предлагаемых оффшорных ветроэнергетических проектов в США структурированы как одноцелевые предприятия с ограниченной ответственностью. Это означает, что единственными активами компании будут турбины и сопутствующее оборудование. Если проект становится невыгодным для работы в соответствии с условиями PPA, компания может объявить о банкротстве. Плательщики коммунальных услуг и налогоплательщики штата не смогут возместить расходы на вывод из эксплуатации турбин и их удаление из океана.

Таким образом, если проект с 20-летним PPA будет закрыт через 10 лет, доступными альтернативами будет пересмотр PPA и дополнительная оплата за результат проекта; или преждевременно свернуть проект. При выборе первого варианта проигрывают плательщики тарифов на электроэнергию. Если выбран последний вариант, средства, выделенные на вывод из эксплуатации, вряд ли покроют фактические затраты на вывод из эксплуатации. Эти расходы должны будут взять на себя потребители электроэнергии и, возможно, налогоплательщики штата (см. врезку, Кто будет платить за вывод из эксплуатации морских турбин? ).

Кто будет платить за вывод из эксплуатации морских ветряных турбин?

Бюро по управлению энергетикой океана (BOEM) предъявляет особые требования к выводу из эксплуатации морских ветряных турбин. a  Суть в том, что все компоненты турбины, от лопастей до фундамента, должны быть удалены на глубину 15 футов ниже линии бурового раствора (что происходит с силовыми кабелями, неясно).

 

Поскольку в США не выведены из эксплуатации морские ветровые установки.С., затраты на это неизвестны. В одной недавней статье стоимость вывода из эксплуатации британских морских ветряных турбин оценивается в 80 000–300 000 фунтов стерлингов за МВт, или примерно 102 000–384 000 долларов за МВт по текущему обменному курсу. б

 

В нескольких исследованиях оценивались затраты на вывод из эксплуатации шельфовых проектов США. Исследование 2010 года оценило стоимость вывода из эксплуатации отмененного проекта Cape Wind Project в 63,8 миллиона долларов для 130 турбин мощностью 3,6 МВт, что соответствует стоимости 136 000 долларов за МВт. Подробное исследование проекта Cape Wind Project, проведенное в 2014 году, оценило стоимость вывода из эксплуатации в 71–126 миллионов долларов США, с ожидаемой стоимостью 103 миллиона долларов США и ликвидационной стоимостью 23 миллиона долларов США. d Чистая ожидаемая стоимость в размере 80 миллионов долларов США эквивалентна 171 000 долларов США за МВт. Исследование вывода из эксплуатации восьми морских ветряных электростанций у побережья Великобритании, проведенное в 2017 году, оценило среднюю стоимость более 200 000 фунтов стерлингов за МВт. e Поскольку более крупные турбины, которые будут построены у Атлантического побережья, будет сложнее и дороже демонтировать и утилизировать, затраты на МВт, вероятно, будут выше, а возможно, и намного выше.Например, турбина GE Haliade-X мощностью 12 МВт, которая будет использоваться в проектах Ocean Wind и Skipjack, имеет лопасти длиной 325 футов, что длиннее футбольного поля. Утилизация меньших лопастей наземных ветряных турбин, которые сегодня не могут быть переработаны, уже является проблемой. f GE признает, что установка этих турбин ограничивает существующие технологии; g Удаление турбин, вероятно, вызовет аналогичные проблемы.

 

Утвержденные PPA для проектов, показанных на рис. 1, содержат мало подробностей относительно затрат на вывод из эксплуатации и, особенно, средств, которые разработчики должны выделить для окончательного вывода из эксплуатации.Это резко контрастирует с атомными электростанциями, которые имеют строгие требования и правила вывода из эксплуатации, определяющие, сколько денег владельцы атомных станций должны ежегодно откладывать на вывод из эксплуатации.

 

В правилах BOEM

не указаны суммы в долларах для средств на вывод из эксплуатации. PPA обычно требуют некоторых обязательств по проектам, особенно на этапе строительства, но подробности о средствах на вывод из эксплуатации скудны и, в некоторых случаях, конфиденциальны.

 

За исключением проекта морской ветроэнергетики в прибрежной части Вирджинии, который будет построен и эксплуатируется компанией Dominion Energy, все остальные проекты морской ветроэнергетики будут принадлежать целевым организациям. Например, Mayflower Wind будет разрабатываться двумя крупными транснациональными компаниями Shell New Energies и EDPR Offshore North America. Однако фактическим владельцем проекта является компания Mayflower Wind Energy, LLC, целевая организация. Единственными активами, принадлежащими этим компаниям, будут турбины и подводные кабели, соединяющие их с берегом.То же самое относится и к Vineyard Wind, совместному предприятию Avangrid и CIP, а также ко многим другим проектам, показанным на рис. 2. Как только проекты перестанут быть экономически выгодными, компании могут просто уйти, оставив плательщиков тарифов на электроэнергию и США. налогоплательщики несут расходы по ликвидации. ч

 


 

a Требования можно найти в 30 CFR § 585.9–585.913.
b Элейн Маслин, «Счет за вывод из эксплуатации оффшорной ветроэнергетики на сумму более 10 миллиардов фунтов стерлингов», Инженер оффшорной установки , декабрь.16, 2019.
c Марк Кайзер и Брайан Снайдер, «Оценка стоимости установки и вывода из эксплуатации морских ветроэнергетических установок на внешнем континентальном шельфе США», BOEM, ноябрь 2010 г., с. 215, таблица 12.14. Авторы оценили более низкие затраты на альтернативный вариант демонтажа, «срубить турбину как дерево, а не снимать ее по частям».
d PCCI, «Оценка стоимости вывода из эксплуатации проекта Cape Wind», отчет подготовлен для BOEM, декабрь 2014 г.
e Ева Топхэм и Дэвид Макмиллан, «Устойчивый вывод из эксплуатации морской ветряной электростанции», Возобновляемая энергия 102 , часть B (март 2017 г.): 470–80.
f См., например, «Исследовательский институт электроэнергетики, Технический отчет «Утилизация лопастей ветряных турбин» за 2020 г.», 17 апреля 2020 г. В феврале 2020 г. Палата представителей штата Вайоминг приняла два законопроекта, запрещающих утилизацию лопасти турбин на свалках и позволяют закапывать основные материалы в заброшенных угольных шахтах. См. Брендан ЛаШанс, «Законопроекты направлены на требование переработки лопастей ветряных турбин, утилизацию в заброшенных угольных шахтах», Oil City News , 24 февраля 2020 г.
g Томас Келлнер, «Фактор X: вот что нужно построить башню для самой мощной в мире морской ветряной турбины», — сообщает GE, 25 мая 2018 г.
h Обсуждение этого вопроса применительно к наземным ветряным электростанциям см. в William Stripling, «Wind Energy’s Dirty Word: Decommissioning», Texas Law Review 95 (2016): 123–51.

 

Ни одна из общедоступных частей утвержденных PPA не содержит конкретной информации о деньгах, которые владельцы проектов должны будут выделить для возможного вывода из эксплуатации. Несмотря на то, что PPA включают обсуждение гарантийных обязательств, когда проекты находятся в стадии строительства, обсуждения требований по выводу из эксплуатации отсутствуют.

Обеспечение надежности энергосистемы

Как и все крупные генераторы в Новой Англии, Нью-Йорке и Среднеатлантических штатах, электроэнергия, производимая оффшорными ветряными электростанциями, должна быть интегрирована в общую энергосистему, обеспечивающую электричеством местные электроэнергетические компании и их конечных потребителей. Чтобы обеспечить безопасное и надежное электроснабжение, спрос и предложение должны постоянно соответствовать региональной передающей организации (RTO).[81] Причина в том, что потребляющие электричество устройства — лампочки, моторы, компьютер, на котором я пишу этот отчет, и т.— все они предназначены для работы в узком диапазоне напряжения и частоты. Если эти полосы нарушены, эффекты могут варьироваться от мерцающих огней до крупномасштабного затемнения.

Следовательно, энергетические системы имеют различные типы резервов, которые могут реагировать на изменения спроса или предложения. Например, многие газовые генераторы имеют возможность «следовать за нагрузкой» — увеличивать или уменьшать их мощность в соответствии с мгновенными изменениями спроса на электроэнергию (так называемое «автоматическое управление генерацией»).Другие генераторы находятся в горячем резерве, что эквивалентно автомобилю, работающему на нейтральной передаче. В любой момент генератор может быть включен (включен) для удовлетворения потребности.

В отличие от электростанций, работающих на ископаемом топливе, и атомных электростанций, ветряная и солнечная энергия по своей природе непостоянна, вырабатывая электричество только тогда, когда дует ветер или светит солнце. Их выход не поддается контролю и может меняться от момента к моменту. Эту неотъемлемую неустойчивость необходимо компенсировать, больше полагаясь на генераторы, работающие на природном газе, которые можно быстро ввести в эксплуатацию, на гидроаккумулирующие электростанции или, благодаря дополнительным мандатам и субсидиям,[82] на дорогостоящие аккумуляторные батареи.[83]

Несмотря на то, что небольшое количество прерывистой энергии ветра и солнца может быть размещено в энергосистемах с относительно низкими затратами, эти затраты возрастают по мере того, как большее количество этих ресурсов интегрируется в энергосистему. В исследовании 2012 года, подготовленном для Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР), изучались затраты, связанные с сетью, для различных типов генерирующих ресурсов в разных странах. Было подсчитано, что если бы на долю морского ветра приходилось 10% от общего объема электроснабжения, итоговые затраты на поддержку сети составили бы 20 долларов.51/МВтч. При 30% затраты составят 28,26 долл./МВтч. Для наземной ветроэнергетики исследование оценило затраты в 16,30 долл. США/МВтч и 19,84 долл. США/МВтч для случаев 10% и 30% соответственно. Для сравнения, исследование оценило затраты на поддержку сети генераторов, работающих на природном газе, в 0,51 доллара США за МВтч[84].

Затраты на поддержку сети не будут оплачиваться разработчиками оффшорной ветроэнергетики. Вместо этого они будут распространяться на всех потребителей электроэнергии через тарифы на передачу электроэнергии, которые взимаются сетевыми операторами, координирующими энергосистему.Для штатов Восточного побережья с мандатами на оффшорную ветроэнергетику такими сетевыми операторами являются ISO New England, нью-йоркский независимый системный оператор и PJM Interconnection. Сторонники оффшорной ветроэнергетики (а также сторонники ветра и солнца в целом) либо преуменьшают эти затраты как минимальные[85], либо вообще их игнорируют.

V. Утверждения о преимуществах морской ветроэнергетики для экономического развития вводят в заблуждение

Как отмечалось ранее, в отчете NYSERDA за 2017 г. утверждалось, что развитие морской ветроэнергетики мощностью 2400 МВт в штате Нью-Йорк создаст около 5000 новых рабочих мест, связанных с производством, установкой и текущими операциями. , а также 6 долларов.3 миллиарда расходов на новую инфраструктуру.[86] В марте 2020 г. AWEA заявила, что оффшорная ветроэнергетика создаст 19 000–45 000 новых рабочих мест к 2025 г. и 45 000–83 000 рабочих мест к 2030 г.[87] Согласно отчету, развитие оффшорной ветроэнергетики также увеличит объем производства на 12–25 млрд долларов к 2030 году: «Экономические выгоды выходят за рамки первоначальных расходов на проект, поскольку расходы на проекты распространяются по всей экономике, обеспечивая дополнительные расходы и поддержку рабочих мест. Сбор данных о первоначальном и последующем воздействии оффшорных ветроэнергетических проектов дает полную картину того экономического вклада, который оффшорная ветроэнергетика может внести в США.С.»[88]

При утверждении PPA для морских ветровых проектов US Wind и Skipjack штат Мэриленд ввел особые минимальные требования к занятости в штате. Для US Wind штат обязал создать 1298 рабочих мест непосредственно в период строительства и 2282 рабочих места в период эксплуатации в штате в течение 20-летнего срока действия контракта, а также инвестировать 51 миллион долларов в новый завод по производству стали. Skipjack потребуется создать как минимум 913 рабочих мест непосредственно в период строительства и 484 рабочих места непосредственно в период эксплуатации, а также инвестировать не менее 25 миллионов долларов в завод по производству стали.[89] Безусловно, субсидирование развития оффшорной ветроэнергетики создаст рабочие места для разработчиков энергии. Это также может привести к появлению новых предприятий, обслуживающих оффшорную ветроэнергетику, особенно если, как в Мэриленде, девелоперы должны создать минимальное количество рабочих мест и внести свой вклад в развитие новых производственных мощностей. Однако, если подсчитать всю экономическую книгу, чистое воздействие субсидий на возобновляемые источники энергии обязательно будет более низким экономическим ростом и ухудшением положения граждан.

Фундаментальная ошибка состоит в том, чтобы путать экономические выгоды с экономическими трансфертами . По сути, заявления об усилении экономического роста предполагают, что деньги, которые идут на развитие оффшорной ветроэнергетики, падают с неба. На самом деле деньги переходят от налогоплательщиков и налогоплательщиков к застройщикам — улучшения общего благосостояния нет. Игнорирование или игнорирование этой реальности приводит к нелепому результату: если игнорировать экономические последствия насильственного перевода долларов от потребителей и налогоплательщиков разработчикам возобновляемых источников энергии, то будет видно, что самые дорогостоящие — и наименее рентабельные — возобновляемые ресурсы создают наибольшие экономические «выгоды».[90]

Учитывая свою стоимость относительно оптовых цен на электроэнергию, оффшорная энергия ветра приведет к более высоким ценам на электроэнергию. Многие комиссии по коммунальным предприятиям, которые одобрили PPA для оффшорной ветроэнергетики, признают рост затрат, но считают, что они будут незначительными. Например, NYSERDA заявило, что средний размер счета для бытовых потребителей в рамках проектов Empire Wind и Sunrise Wind Projects составит 0,73 доллара США в месяц. Подобные заявления сторонников оффшорной ветроэнергетики, основанные на такой разбивке затрат (иногда называемые ошибкой ценообразования «по чашке кофе»), неискренни: они игнорируют кумулятивные экономические последствия этих более высоких затрат.Чашка кофе за 3 доллара, проданная Starbucks, может показаться не такой уж большой, но в 2019 году выручка Starbucks составила 26,5 миллиарда долларов, а прибыль компании превысила 5,7 миллиарда долларов.

VI. Неблагоприятное воздействие на окружающую среду

Из 13 проектов, показанных на рис. 2, только Vineyard Wind имеет завершенный проект отчета о воздействии на окружающую среду (EIS)[93]. (Дополнение к этому EIS было выпущено 12 июня 2020 г.)[94] В проекте EIS обсуждаются воздействия на различные ресурсы, классифицируя эти воздействия как «незначительные», «незначительные», «умеренные» или «значительные».”[95] В некоторых случаях EIS также отметила потенциально полезные воздействия, такие как создание искусственных рифов для рыбы из фундаментов и защита от размыва,[96] хотя эти заявленные выгоды были оспорены представителями рыболовства.[97] (Размыв относится к эрозии морского дна, окружающего фундамент ветряной турбины, что фактически создает дыру вокруг фундамента.) Однако для этой категории в проекте EIS также отмечены потенциально умеренные долгосрочные воздействия от разрушения среды обитания и неблагоприятные воздействия от умеренных до серьезных. по коммерческому рыболовству и любительскому рыболовству.Одна ключевая проблема: предлагаемое расстояние между турбинами будет слишком маленьким для коммерческого рыболовства. Другой: подземный кабель, подающий электричество на берег, может быть оголен из-за сильных приливных течений, как это произошло с кабелем проекта ветряной электростанции на острове Блок в августе 2019 года.

В проекте EIS не учитывалось воздействие на окружающую среду, связанное с выводом из эксплуатации. Например, BOEM заявила, что подводные кабели могут быть выведены из эксплуатации на месте, но не оценила потенциальное долгосрочное воздействие деактивированных кабелей или то, как такие воздействия будут отслеживаться.[98]

Основные неблагоприятные кумулятивные воздействия, определенные BOEM, помогают объяснить сильное сопротивление оффшорным проектам ветроэнергетики со стороны многих коммерческих рыбаков. Турбины для предлагаемой ветряной электростанции Саут-Форк у восточной оконечности Лонг-Айленда не будут видны с берега, но рыбаки обеспокоены тем, что подводный кабель навсегда нарушит промысел. Нет исследований кумулятивного воздействия на донные (морские) виды электромагнитных полей, подводного шума и потенциальных изменений среды обитания, которые будут способствовать распространению неместных видов.[100] Также нет никаких доказательств утверждения BOEM о том, что фундамент турбины будет иметь положительный «эффект рифа». Однако, возможно, наибольшую непосредственную озабоченность по поводу окружающей среды представляет совокупное воздействие всего предлагаемого развития морской ветроэнергетики вдоль Атлантического побережья. Если все эти проекты будут реализованы, «временное» нарушение морской среды обитания и рыболовства при строительстве каждого проекта будет означать долгосрочные нарушения на десятилетия[101]. Это основная причина, по которой BOEM задерживает выпуск окончательной EIS для проекта.[102]

В дополнительном EIS Vineyard Wind, выпущенном BOEM в июне 2020 года, изучалось совокупное воздействие развития морского ветра мощностью 22 000 МВт вдоль Атлантического побережья, что «приведет к строительству около 2000 ветряных турбин за 10-летний период». ] Он подчеркнул неопределенность многих выводов из-за отсутствия данных; однако он пришел к выводу, что будет «умеренное» неблагоприятное воздействие на донных рыб, рыбу, среду обитания рыб, морских млекопитающих (включая китов) и морских черепах.Было также установлено, что это окажет «серьезное» неблагоприятное воздействие на коммерческое рыболовство, а также на прибрежное судоходство, научные исследования и военное использование.

К сожалению, как отмечается в дополнении к EIS, исследований такого долгосрочного воздействия мало.[104] Например, неизвестно, как многолетнее строительство вверх и вниз по восточному побережью повлияет на миграцию рыбы. Нет никаких исследований того, как строительство повлияет на миграцию китов, особенно североатлантического кита, которых осталось всего около 400 особей.[105] Точно так же нет исследований потенциального кумулятивного воздействия на мигрирующих морских птиц.

Косвенное воздействие на окружающую среду

Среди других экологических проблем, пожалуй, наиболее важными являются редкоземельные минералы, необходимые для производства турбин. В настоящее время почти все редкоземельные полезные ископаемые поставляются Китаем из рудников в Монголии. Экологические законы Китая гораздо менее строги, чем на Западе. Таким образом, продвигая «чистую» энергию ветра, У.По сути, штаты США передают на аутсорсинг неблагоприятное воздействие на окружающую среду, в том числе токсичные озера, куда сбрасываются радиоактивные материалы, в первую очередь торий, связанный с месторождениями полезных ископаемых;[106] и высокий уровень загрязнения воздуха, «смертоносную и зловещую сторону прибыльной индустрии редкоземельных элементов, о которой «зеленые» компании, получающие прибыль от спроса на ветряные турбины, предпочли бы, чтобы вы ничего не знали».[107]

Более того, как обсуждается в последнем отчете моего коллеги из Манхэттенского института Марка Миллса, сырье, необходимое для производства и установки ветряных турбин, значительно превосходит сырье, необходимое для производства и установки газовых турбин с комбинированным циклом.[108] Помимо лопастей из стекловолокна, которые в настоящее время не могут быть переработаны и уже создают проблемы с утилизацией на свалках из-за их размера,[109] ветряные турбины в основном изготавливаются из стали (70–80% от общей массы)[110]. ] Сталь, конечно, делается из угля. Самые большие монолитные фундаменты, на которых построено около 80% всех морских ветряных турбин, весят более 1300 тонн.[111] Каждая турбина GE Haliade-X мощностью 12 МВт весит 2800 тонн, включая 2000-тонный стальной монолитный фундамент.[112] Для производства одной тонны стали исключительно из сырья требуется около 1.4 тонны железной руды и 0,8 тонны угля,[113] таким образом, на каждый фундамент приходится около 2800 тонн железной руды и 1600 тонн угля. Бетонные гравитационные фундаменты, другая важная альтернатива монолитным фундаментам, также требуют большого количества материалов. Для гравитационного фундамента одной турбины мощностью 6 МВт в Северном море требуется более 5000 тонн бетона и более 700 тонн стали.[114]

Требования к материалам для морских (и наземных) ветряных турбин, которые должны стать основным источником электроэнергии в США.S. будет ошеломляющим, особенно когда государства стремятся электрифицировать свою экономику для достижения заявленных целей устранения всех выбросов парниковых газов. Наряду с ущербом для рыболовства экологические издержки, связанные с добычей и производством редкоземельных элементов, а также огромное количество сырья для производства и установки — по сравнению с другими, гораздо более энергоемкими генерирующими ресурсами, такими как газовые генераторы и атомные электростанции. единиц — означает, что государства, вводящие в действие тысячи МВт оффшорной ветроэнергетики, таким образом, создадут свой собственный набор экологических проблем.Тем не менее, сторонники оффшорной ветроэнергетики реагируют на эти экологические проблемы либо отвергая их как незначительные, либо полностью игнорируя их.[115]

В конечном счете, экологические преимущества морского ветра с точки зрения снижения загрязнения воздуха и выбросов парниковых газов, вероятно, преувеличены по двум причинам. Во-первых, в той мере, в какой прерывистая мощность морских ветряных электростанций компенсируется газовыми генераторами, последние будут работать менее эффективно, производя больше выбросов и меньшую производительность, во многом подобно тому, как бензиновый автомобиль менее эффективно работает в режиме частых остановок. идти трафика, чем на шоссе.

Во-вторых, ветер с берега будет вытеснять ветер с берега. В обзоре 2017 года независимый оценщик Комиссии по коммунальным услугам штата Мэриленд, компания Levitan and Associates, обнаружила, что проекты штата Skipjack и US Wind сократят выработку газового топлива в восточной части региона PJM (например, Делавэр, Мэриленд, Пенсильвания), но имеют тенденцию к сокращению электроэнергии, вырабатываемой наземным ветром в западной части (например, Иллинойс, Огайо).[116] Причина: морская ветроэнергетика увеличит предложение OREC и компенсирует потребность коммунальных предприятий Мэриленда в REC за счет других ресурсов, в первую очередь береговой ветроэнергетики.Следовательно, цены на REC будут иметь тенденцию к падению, снижая экономическую ценность наземной ветроэнергетики.

В этом обзоре Левитана также прогнозируется, что при меньшем количестве наземного ветра в западной части PJM будет производиться больше угольных электростанций, что компенсирует сокращение выбросов. Расчетное чистое сокращение выбросов составит всего около 19 000 тонн в год из-за этого компенсирующего воздействия на другие электростанции по сравнению с прогнозируемыми 1,2 миллионами тонн в год, заявленными разработчиками проектов.[117] Проект Skipjack, согласно обзору, приведет к среднему сокращению выбросов диоксида серы (SO 2 ) всего на 1,6 тонны в год и сокращению выбросов оксидов азота (NO x ) всего на 3,4 тонны в год в течение всего срока реализации проекта.[118] Для сравнения, выбросы SO 2 и NO x в США от электростанций в 2018 году составили 1,26 млн тонн и 1,02 млн тонн соответственно. Наконец, в обзоре Левитана подсчитано, что проект сократит выбросы CO 2 в среднем на 6 384 тонны в год.[119] Для сравнения, общий объем выбросов CO 2 , связанных с энергетикой, в США в 2019 году оценивается в 5,1 миллиарда тонн.[120] Даже если принять предполагаемое ежегодное сокращение выбросов CO 2 на 1,2 миллиона тонн в результате проектов US Wind и Skipjack, это составляет 0,02% от выбросов CO 2 , связанных с энергетикой в ​​США в 2019 году.

VII. Выводы и рекомендации по политике

Как и в популярном игровом шоу Jeopardy!, морская ветроэнергетика является «ответом» на вопрос политики.Текущие проекты, которые планируется построить у Атлантического побережья, повысят стоимость электроэнергии и снизят надежность энергосистемы, что вынудит энергосистемы вкладывать дополнительные ресурсы в ресурсы резервного производства или дорогостоящие аккумуляторные батареи. Заявления о том, что затраты на морскую ветроэнергетику быстро снижаются, основанные на ценах PPA, не учитывают, что победители торгов могут серьезно недооценивать свои затраты с течением времени. Опыт морских ветровых проектов в Европе за последнее десятилетие показал, что новые, более крупные турбинные технологии сопровождались значительными проблемами надежности и обслуживания, в результате чего количество электроэнергии, вырабатываемой этими турбинами каждый год, снижалось почти вдвое за 10 лет.

Вероятный спад производства со временем приведет к снижению доходов и прибыльности этих объектов. Это может привести к тому, что застройщики оставят объекты до истечения срока действия их PPA, в результате чего налогоплательщикам и налогоплательщикам придется платить за вывод из эксплуатации и демонтаж блоков. Даже если блоки действительно будут работать в течение всего заявленного экономического срока службы, неясно, потребуется ли от них выделять достаточно средств для оплаты вывода из эксплуатации.

Заявленные экологические выгоды от сокращения загрязнения и сокращения выбросов парниковых газов не учитывают компенсирующее воздействие на оптовых рынках электроэнергии и не учитывают увеличение загрязнения от более неэффективного использования газовых генераторов, которые потребуются для обеспечения резервного питания для компенсации для присущей прерывистости энергии ветра.В любом случае развитие оффшорной ветроэнергетики не внесет значимого вклада в сокращение выбросов парниковых газов в США и не окажет какого-либо измеримого воздействия на мировой климат.

Заявленные преимущества морского ветра для экономического развития также преувеличены, поскольку сторонники игнорируют неблагоприятное экономическое воздействие на существующих потребителей и предприятия из-за более высоких затрат на электроэнергию. Заставлять разработчиков оффшорной ветроэнергетики нанимать минимальное количество рабочих и участвовать в строительстве новых производственных мощностей, как это сделал Мэриленд, абсурдно.В конечном счете, экономическая выгода от субсидируемой морской ветроэнергетики достанутся немногим за счет большинства.

Ввиду всех недостатков в данном отчете рекомендуется указать:

  • Прекращение субсидирования развития оффшорных ветровых установок, включая требование о том, чтобы электроэнергетические компании приобретали все больше кредитов на оффшорные ветровые возобновляемые источники энергии. Девелоперы, желающие построить и эксплуатировать морские ветровые установки, должны нести инвестиционные риски, а не перекладывать эти риски на потребителей электроэнергии.

  • Требовать от разработчиков оффшорной ветроэнергетики предоставления общественности полной информации об ожидаемых затратах на вывод из эксплуатации и внесение гарантийных обязательств, которые полностью покроют эти затраты. Поскольку оценки затрат на вывод из эксплуатации со временем меняются, разработчики проектов должны быть обязаны корректировать свои взносы в фонды вывода из эксплуатации, как это делается для атомных электростанций и отдельных трубопроводов, на которые распространяются обязательства по выбытию активов.

  • Требовать от разработчиков оффшорной ветроэнергетики оплаты дополнительных затрат на резервные генерирующие ресурсы, необходимые для компенсации присущей их ветроэнергетике нестабильности.Эти застройщики также должны быть обязаны оплачивать затраты на подключение своих проектов к общей энергосистеме, а не оплачивать эти затраты потребителями электроэнергии.

  • Сосредоточьтесь на том, чтобы спрос на электроэнергию удовлетворялся за счет максимально эффективных ресурсов, а не ресурсов, которые создадут определенное количество рабочих мест. Государства, которые хотят сделать упор на экологически чистые источники энергии, должны обеспечить возможность строительства надежных ядерных энергоблоков, особенно новых модульных технологий, которые снизят финансовые риски и используют естественные силы, такие как гравитация, для безопасного останова реактора.[121]

Приложение

Математика расчета приведенной стоимости для PPA (см. в формате PDF)

Концевые сноски

См. концевые сноски в PDF

Новости ветроэнергетики — ScienceDaily

Как сделать зеленую энергию более экологичной: исследователи предлагают метод переработки лопастей ветряных турбин

15 марта 2022 г. — Лопасти ветряных турбин, изготовленные из композитных материалов, армированных стекловолокном, могут служить до 25 лет.После этого они попадают на свалки, что стало настоящим испытанием для …


Солнечная и ветровая энергия играют ключевую роль в обезуглероживании Швейцарии

11 февраля 2022 г. — Как мы можем уменьшить углеродный след от потребления электроэнергии в Швейцарии? Страна зависит от импорта электроэнергии с электростанций, работающих на ископаемом топливе, которые являются основными источниками выбросов парниковых …


Ветер перемен: усовершенствования производства энергии ветра

окт.12 ноября 2021 г. — За последние годы в отрасли ветроэнергетики был достигнут значительный прогресс, поскольку стоимость разработки значительно снизилась благодаря новым технологиям и политике стимулирования. Тем не менее ветер…


Энергия ветра может существенно сократить глобальное потепление

22 сентября 2021 г. — Реализация передовых сценариев ветроэнергетики может привести к снижению глобального потепления средней температуры атмосферы на 0,3–0,8 градуса Цельсия к концу века, согласно новым данным…


Обеспечение безопасности музыкальных представлений в эпоху COVID-19

15 сентября 2021 г. — Исследователи изучили образование аэрозолей при игре на духовых инструментах, пении и актерском мастерстве, что позволило им разработать рекомендации по минимизации …


Как ветряные турбины реагируют на ветры и колебания грунта во время землетрясений?

24 августа 2021 г. — За последнее десятилетие ветроэнергетика в Китае быстро росла, но многие ветряные электростанции строятся в регионах с высокой сейсмической активностью.Сейчас исследователи изучают динамический …


Влияние «вихревых вихрей» в океанах больше не является предметом догадок

19 августа 2021 г. — Применяя новый крупнозернистый пространственный метод анализа к спутниковым снимкам, ученые обеспечивают прямую оценку воздействия ветрового вихреобразования на кинетическую энергию океанских течений …


Ученый-полимерщик помогает разработать новую технологию крупномасштабного хранения энергии

авг.19 ноября 2021 г. — Электромобилям требуется, чтобы электроэнергия была доступна в любом месте и в любое время без задержки для подзарядки, но солнечная энергия и ветер — это непостоянные источники энергии, которые не доступны по запросу. И …


Ночной шум ветряной турбины

18 августа 2021 г. — Поскольку ветроэнергетика является одним из самых быстрорастущих секторов возобновляемой энергетики в мире, эксперты используют машинное обучение и другие методы обработки сигналов для характеристики раздражающего шума …


Новая технология экологически чистой энергии извлекает вдвое больше энергии из океанских волн

авг.17 февраля 2021 г. — Новый прототип технологии может удвоить мощность, получаемую от океанских волн, — достижение, которое, наконец, может сделать энергию волн жизнеспособной возобновляемой…


Приведение в действие навигационных буев с помощью океанских волн

4 августа 2021 г. — Традиционно используемые технологии сбора энергии, такие как фотоэлектрические панели или ветряные турбины, имеют ряд ограничений. При отсутствии дневного света и ветра ни то, ни другое не может обеспечить…


Возобновляемые источники энергии: отсутствие ветряных турбин, нарушающих пейзаж

20 июля 2021 г. — В предгорьях Альп, в невысоких горных хребтах или на побережье расширение использования энергии ветра часто встречает сопротивление населения.Теперь исследователи изучили, что это означает для энергии …


Данные идентифицируют кластеризацию следа турбины, повышая производительность ветряной электростанции за счет контроля рыскания

20 июля 2021 г. — Исследователи описывают метод реального времени, который потенциально может помочь турбинным фермам получать дополнительную мощность за счет кластеризации их турбин. Их метод не требует новых датчиков для определения того, какие …


Возобновляемые источники энергии в порядке, но не слишком близко к дому

19 июля 2021 г. — Когда дело доходит до перехода от углеродных систем к возобновляемым источникам энергии, американцы поддерживают.Однако они менее заинтересованы в строительстве этих новых энергетических инфраструктур вблизи …


Дистанционно-управляемые парусники контролируют «холодные бассейны» в тропической среде

8 июля 2021 г. — Исследователи использовали дистанционно управляемые парусники для сбора данных о бассейнах холодного воздуха или карманах более прохладного воздуха, которые образуются, когда дождь испаряется под тропическими грозовыми облаками. Эти трудноизучаемые явления — это…


Улучшенный метод прогнозирования оффшорной ветроэнергетики

30 июня 2021 г. — Исследователи разработали модель машинного обучения с использованием физического симулятора и реальных метеорологических данных для более точного прогнозирования морского ветра…


Как построить лучшую ветряную электростанцию ​​

28 июня 2021 г. — Место, место, место — когда дело доходит до размещения ветряных турбин, применяется старая поговорка о недвижимости, согласно новой …


Новое решение для хранения энергии с использованием труб и анкеров

23 июня 2021 г. — Какое отношение трубы и анкеры имеют к хранению энергии? Больше, чем вы думаете! В новом исследовании изучался потенциал менее известной, но многообещающей устойчивой системы хранения энергии под названием …


Ветряные электростанции замедляют работу друг друга?

3 июня 2021 г. — Многие страны способствуют расширению ветряных электростанций. Однако, если эти оффшорные ветряные электростанции установлены близко друг к другу, энергия ветра и, следовательно, выработка электроэнергии снижается. Исследование показывает, что …


Метод оценки ветряных турбин может увеличить производство энергии ветра

25 мая 2021 г. — В связи с глобальным стремлением к использованию большего количества возобновляемых источников энергии ветер представляет собой многообещающий ресурс, который используется все чаще.Несмотря на многочисленные технологические достижения в области модернизации …


вторник, 15 марта 2022 г.

Пятница, 11 февраля 2022 г.

вторник, 12 октября 2021 г.

Среда, 22 сентября 2021 г.

Среда, 15 сентября 2021 г.

вторник, 24 августа 2021 г.

Четверг, 19 августа 2021 г.

Среда, 18 августа 2021 г.

вторник, 17 августа 2021 г.

Среда, 4 августа 2021 г.

вторник, 20 июля 2021 г.

Понедельник, 19 июля 2021 г.

Четверг, 8 июля 2021 г.

Среда, 30 июня 2021 г.

Понедельник, 28 июня 2021 г.

Среда, 23 июня 2021 г.

Четверг, 3 июня 2021 г.

вторник, 25 мая 2021 г.

Вторник, 18 мая 2021 г.

вторник, 27 апреля 2021 г.

Четверг, 15 апреля 2021 г.

Четверг, 8 апреля 2021 г.

Четверг, 25 марта 2021 г.

Четверг, 11 марта 2021 г.

Четверг, 4 марта 2021 г.

вторник, 23 февраля 2021 г.

Вторник, 16 февраля 2021 г.

Четверг, 11 февраля 2021 г.

Среда, 3 февраля 2021 г.

Четверг, 17 декабря 2020 г.

Понедельник, 7 декабря 2020 г.

Четверг, 3 декабря 2020 г.

Понедельник, 23 ноября 2020 г.

Среда, 18 ноября 2020 г.

вторник, 17 ноября 2020 г.

вторник, 10 ноября 2020 г.

вторник, 3 ноября 2020 г.

Среда, 28 октября 2020 г.

вторник, 13 октября 2020 г.

вторник, 29 сентября 2020 г.

Среда, 23 сентября 2020 г.

вторник, 22 сентября 2020 г.

вторник, 8 сентября 2020 г.

Понедельник, 24 августа 2020 г.

Вторник, 18 августа 2020 г.

Среда, 12 августа 2020 г.

Вторник, 11 августа 2020 г.

Четверг, 6 августа 2020 г.

Четверг, 30 июля 2020 г.

Понедельник, 27 июля 2020 г.

Среда, 15 июля 2020 г.

Четверг, 9 июля 2020 г.

Пятница, 19 июня 2020 г.

Среда, 17 июня 2020 г.

Среда, 13 мая 2020 г.

Понедельник, 4 мая 2020 г.

Вторник, 14 апреля 2020 г.

Понедельник, 30 марта 2020 г.

Четверг, 26 марта 2020 г.

Понедельник, 9 марта 2020 г.

Четверг, 5 марта 2020 г.

Понедельник, 24 февраля 2020 г.

Среда, 19 февраля 2020 г.

вторник, 18 февраля 2020 г.

Среда, 29 января 2020 г.

Вторник, 17 декабря 2019 г.

Четверг, 12 декабря 2019 г.

Вторник, 10 декабря 2019 г.

Среда, 27 ноября 2019 г.

Среда, 20 ноября 2019 г.

Вторник, 19 ноября 2019 г.

Среда, 13 ноября 2019 г.

Вторник, 12 ноября 2019 г.

Вторник, 29 октября 2019 г.

Понедельник, 28 октября 2019 г.

Пятница, 25 октября 2019 г.

Понедельник, 21 октября 2019 г.

Среда, 16 октября 2019 г.

Четверг, 10 октября 2019 г.

Вторник, 24 сентября 2019 г.

Понедельник, 23 сентября 2019 г.

Среда, 14 августа 2019 г.

Вторник, 13 августа 2019 г.

Четверг, 8 августа 2019 г.

Четверг, 25 июля 2019 г.

Среда, 17 июля 2019 г.

Понедельник, 6 мая 2019 г.

Пятница, 26 апреля 2019 г.

Понедельник, 8 апреля 2019 г.

Вторник, 2 апреля 2019 г.

Понедельник, 1 апреля 2019 г.

Миннесота Энергия ветра | Грейт Ривер Энерджи

На Среднем Западе есть места, где ветер дует никогда.Это изобилие делает ветер основным возобновляемым источником энергии. В Great River Energy мы закупаем электроэнергию у шести ветряных электростанций в Миннесоте, двух в Северной Дакоте и одного в Айове общей мощностью 669 мегаватт (МВт). Кроме того, ветряная турбина высотой 166 футов и мощностью 200 киловатт вырабатывает возобновляемую энергию для нашего головного офиса , сертифицированного по стандарту Platinum LEED в Мейпл-Гроув, штат Миннесота. Кроме того, Great River Energy планирует более чем удвоить количество возобновляемой энергии за счет 2025.

Ветряная электростанция района Тримонт

Ветряная электростанция Trimont Area расположена на юго-западе Миннесоты, рядом с одной из наших пиковых электростанций, работающих на природном газе, — станцией Lakefield Junction.Важно отметить, что только от 1 до 2 процентов из этих 8900 акров затронуты ветровой электростанцией. Сельскохозяйственные угодья под 67 ветряными турбинами до сих пор используются для выращивания кукурузы и соевых бобов.

Проект оснащен 67 турбинами General Electric (GE Wind) мощностью 1,5 МВт. Каждая турбина имеет высоту 262 фута в ступице башни, от которой вращаются роторы диаметром 254 фута. Суммарная мощность 67 турбин составляет 100 МВт ветровой энергии в год. Iberdrola владеет и управляет ветряной электростанцией Trimont Area, и мы закупаем продукцию с тех пор, как ветряная электростанция начала работу в ноябре 2005 года.

Посетите Ибердрола

Ветряная электростанция «Звезда прерий»

Ветряная электростанция

Prairie Star, построенная в 2007 году, расположена в 15 милях к юго-востоку от Остина, штат Миннесота, в округе Мауэр. Этот проектный участок включает около 16 000 акров частной земли. Земля в основном используется для выращивания кукурузы и сои. Сельское хозяйство продолжается как обычно на большей части земли вокруг турбин.

61 ветряная турбина (1,65 МВт каждая) способна производить 100 МВт электроэнергии. Турбины Vesta имеют высоту 265 футов в ступице с 263-футовыми роторами.Horizon Wind Energy является владельцем и разработчиком ветряной фермы Prairie Star. Мы начали закупать продукцию предприятия в январе 2008 года.

Проект ветроэнергетики Эльм-Крик

Проект ветряной электростанции Elm Creek мощностью 100 МВт расположен недалеко от ветряной электростанции Trimont Area в Тримонте, штат Миннесота. Elm Creek обеспечивает электроэнергией более 29 000 домов, обслуживаемых нашими кооперативами-членами-владельцами. Проект охватывает около 9 554 акров земли, арендованных у 56 местных фермеров, выращивающих кукурузу и сою. Земля по-прежнему используется для выращивания кукурузы и сои.

Проект оснащен 66 ветряными турбинами General Electric (GE Wind) мощностью 1,5 МВт. Каждая турбина имеет высоту 384 фута в ступице башни, от которой вращаются роторы диаметром 253 фута. Iberdrola владеет и управляет ветряной электростанцией Elm Creek. Great River Energy закупала продукцию ветряной электростанции с момента ее начала работы в ноябре 2008 года.

Аштабула II

Great River Energy покупает 51 МВт у Центра ветроэнергетики Ashtabula II в восточной части Северной Дакоты в соответствии с 30-летним соглашением о покупке электроэнергии с NextEra Energy Resources.

Посетите NextEra Energy Resources

Центр ветроэнергетики Аштабула II, расположенный в округах Григгс и Стил, состоит из 80 турбин GE XLE мощностью 1,5 МВт с паспортной мощностью 120 МВт, из которых мы закупаем 51 МВт мощности. Great River Energy начала получать электроэнергию от объекта в августе 2010 года.

Центр ветроэнергетики Endeavour I

Great River Energy покупает 100 МВт у Центра энергии ветра Endeavour I на северо-западе Айовы. Центр ветроэнергетики Endeavour I, расположенный в округе Оцеола, состоит из 40 2.Турбины Clipper Liberty мощностью 5 МВт для паспортной мощности 100 МВт. Мы начали получать электроэнергию с объекта в апреле 2011 года в рамках 30-летнего соглашения о покупке электроэнергии с NextEra Energy Resources.

Эммонс-Логан

Ветряная электростанция Emmons-Logan, расположенная на юге центральной части Северной Дакоты, начала производить электроэнергию в конце декабря 2019 года, став крупнейшим возобновляемым ресурсом, обслуживающим кооперативы-владельцы Great River Energy. Проект мощностью 200 мегаватт обеспечит членов безуглеродной электроэнергией в течение следующих 25 лет.Ветряная электростанция Emmons-Logan включает более 80 ветряных турбин, принадлежащих NextEra Energy Resources.

Другие проекты ветроэнергетики

Мы также приобретаем дополнительно 18 МВт энергии ветра у трех проектов, расположенных в Чендлере, Миннесота; Додж-центр, Миннесота, и округ Джексон, штат Миннесота,

.

Подписанные соглашения о ветроэнергетике

  • Ветряная электростанция Deuel Harvest: 200 МВт, округ Деуэл, Южная Дакота, с 2023 г.
  • Buffalo Ridge Wind: 106 МВт, округ Линкольн, Миннесота, с 2023 г.
  • Ветер округа Додж: 259 МВт, округа Додж и Стил в Миннесоте, с 2023 г.
  • Three Waters Wind: 280 МВт (окончательное число будет определено позже), округ Джексон, Миннесота, с 2024 г.
  • Discovery Wind: 400 МВт, округ Маклин, Северная Дакота, с 2025 г.

Прочитайте наши последние объявления о ветре здесь, здесь и здесь

Исследование экономического воздействия University of Minnesota Extension показало, что проекты Миннесоты представляют собой инвестиции в размере 882 миллионов долларов и принесут около 440 миллионов долларов дополнительной экономической деятельности в штате, включая 173 доллара.2 миллиона трудового дохода. Они также обеспечат 2590 рабочих мест во всех отраслях, включая прямые рабочие места на строительных площадках и волновые эффекты.

Программа ветроэнергетики Wellspring

Great River Energy и наши кооперативы-члены-владельцы предлагают популярную программу ветроэнергетики Wellspring. В рамках программы клиенты могут покупать дополнительную энергию ветра за номинальную ежемесячную плату. Около 5200 членов кооператива покупают возобновляемую энергию Wellspring. Чтобы приобрести возобновляемую энергию Wellspring, свяжитесь с местным электрическим кооперативом .

В настоящее время энергия ветра для программы Wellspring поступает от ветряной электростанции Chandler Hills, ветряной электростанции Trimont Area и ветряной электростанции G. McNeilus.

Wellspring для бизнеса

Участвуя в программе Wellspring, предприятия могут компенсировать потребление традиционной энергии и гордиться тем, что помогают продвигать и расширять развитие возобновляемых источников энергии.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.