Energetyka morska nabiera wiatru

Energetyka morska nabiera wiatru

Dodano: 
Morska energetyka wiatrowa, zdjęcie ilustracyjne
Morska energetyka wiatrowa, zdjęcie ilustracyjneŹródło:Pixabay / aitoff
Rośnie znaczenie morskiej energetyki wiatrowej w kontekście rozwoju projektów energii odnawialnej. Firmy i poszczególne kraje coraz częściej stawiają na związek morza z wiatrem. Sektor jest innowacyjny, ma dynamiczne tempo rozwoju i jest niezbędny w transformacji energetycznej i redukcji emisji dwutlenku węgla.

Morska energetyka wiatrowa stanowi ważny element globalnej transformacji energetycznej. W 2023 r. globalna pojemność zainstalowanych morskich farm wiatrowych osiągnęła 59,009 MW z 292 działającymi projektami, co odzwierciedla znaczący wzrost sektora. Według Global Wind Energy Council (GWEC), 2022 r. był trzecim najlepszym rokiem pod względem nowej mocy zainstalowanej, z dodanymi globalnie 78 GW. Całkowita zainstalowana globalna moc wzrosła do 906 GW, co oznacza wzrost o 9 proc. rok do roku. Jednocześnie 2023 r. był pierwszym rokiem, w którym dodano ponad 100 GW nowej mocy.

Raport GWEC na temat globalnej morskiej energetyki wiatrowej z 2023 r. podkreśla, że w ciągu następnych dziesięciu lat spodziewane jest dodanie ponad 380 GW mocy z morskich farm wiatrowych na 32 rynkach. Niemal połowa tego wzrostu ma pochodzić z regionu Azji i Pacyfiku, co może przyczynić się do redukcji emisji CO2 o ok. 650 Mt rocznie.

Mimo że cały sektor rośnie, jego udział w globalnej produkcji energii odnawialnej ciągle pozostaje jeszcze stosunkowo mały w porównaniu z innymi źródłami, takimi jak energia słoneczna. Niemniej Unia Europejska i Stany Zjednoczone odnotowały znaczące dodatki mocy w poprzednich latach, co wskazuje na rosnące globalne zaangażowanie w rozwój morskiej energetyki wiatrowej. Rośnie też zainteresowanie i inwestycje w zrównoważone źródła energii, napędzane potrzebą redukcji emisji dwutlenku węgla i osiągnięcia celów klimatycznych. Perspektywy dla morskiej energetyki wiatrowej są więc obiecujące.

Trendy i silne strony

Z raportu GWEC wiemy już, że przewiduje się dodanie ponad 380 GW mocy z morskich farm wiatrowych w ciągu następnych dziesięciu lat, co oznacza znaczące zwiększenie globalnej pojemności. Około połowa tego wzrostu ma pochodzić z regionu Azji i Pacyfiku, a następnie z Europy i Ameryki Północnej, co wskazuje na globalny zasięg i zainteresowanie rozwijaniem morskiej energetyki wiatrowej.

Ważnym aspektem rozwoju jest inwestycja w nowe jednostki pływające, co jest odpowiedzią na rosnące cele produkcyjne ustanowione przez różne kraje. Popyt na statki budowlane w sektorze morskiej energetyki wiatrowej wzrośnie w najbliższych latach, co skłania dostawców do składania zamówień na nowe jednostki. Ta tendencja dotyczy zarówno jednostek do instalacji turbin wiatrowych, jak i ciężkich jednostek dźwigowych. Rosną więc potrzeby w zakresie infrastruktury i logistyki niezbędnej do realizacji przyszłych projektów.

Sektor stoi również przed paroma wyzwaniami, związanymi z wahaniami cen, inflacją kosztów, polityczną nieprzewidywalnością oraz problemami łańcucha dostaw. Te czynniki mogą wpływać na decyzje inwestycyjne deweloperów i potencjalnie prowadzić do opóźnień lub nawet anulowania niektórych projektów. Takie wyzwania są obecne na różnych rynkach, w tym w Stanach Zjednoczonych i Tajwanie, gdzie deweloperzy wyrazili już obawy dotyczące finansowania projektów.

Od zeszłego roku obserwujemy również rosnące zainteresowanie integracją morskich farm wiatrowych z innymi formami energii, takimi jak produkcja wodoru, elektrownie i wspólny rozwój z innymi odnawialnymi źródłami energii. Projekt Hywind Tampen, pierwszy na świecie projekt elektryfikacji platform naftowych i gazowych za pomocą morskiej energetyki wiatrowej, jest przykładem takiej innowacji. Ten trend wskazuje na ewolucję morskiej energetyki wiatrowej w kierunku bardziej zintegrowanych i zrównoważonych systemów energetycznych.

Trzeba też zauważyć, że energia wiatrowa zapewnia konkretne korzyści ekonomiczne — zwłaszcza w kontekście morskich farm wiatrowych. Są to również korzyści dla lokalnych społeczności (nowy łańcuch dostaw generujący dziesiątki tysięcy miejsc pracy), uwzględniające m.in. rewitalizację społeczności portowych i stymulujące inwestycje w lokalne gospodarki w całym kraju. Planowane inwestycje w branży czystej energii obejmują co najmniej 4 miliardy dolarów w obszarach takich jak produkcja, porty, statki, rozwój siły roboczej i badania, z wieloma kolejnymi inwestycjami w drodze.

Inwestycje i rozwój morskiej energetyki wiatrowej mają nie tylko przyczynić się do osiągnięcia celów klimatycznych i energetycznych, ale także stworzyć tysiące bezpośrednich miejsc pracy w zakładach produkcyjnych komponentów do 2030 r., z możliwością pięciokrotnego zwiększenia liczby miejsc pracy u dostawców, co zapewni szereg korzyści gospodarczych dla wielu krajów.

Co ze środowiskiem i polityką?

Morska energetyka wiatrowa przynosi zarówno korzyści, jak i potencjalne wyzwania dla środowiska naturalnego. Naukowcy i badacze aktywnie pracują nad zrozumieniem i minimalizowaniem potencjalnych negatywnych skutków.

Jednym z głównych atutów morskiej energetyki wiatrowej jest jej lokalizacja blisko obszarów o wysokim zapotrzebowaniu na energię, takich jak gęsto zaludnione regiony przybrzeżne. Dzięki temu może ona obniżać koszty energii, zwłaszcza podczas ekstremalnych zdarzeń pogodowych, gdy zapotrzebowanie na energię rośnie, a ceny hurtowe osiągają szczyt. Co więcej, oprócz redukcji emisji dwutlenku węgla, technologia ta może poprawić stan zdrowia ludzi poprzez ograniczenie zanieczyszczenia powietrza pochodzącego ze spalania paliw kopalnych.

Mimo to istnieją obawy dotyczące wpływu farm wiatrowych na ekosystemy morskie, w tym na ptaki i ssaki morskie. Badania wskazują natomiast, że turbiny mogą faktycznie zwiększać populacje ryb, działając jako sztuczne rafy, choć zmiany te mogą oznaczać odejście od pierwotnego stanu środowiska. Naukowcy zauważają, że niektóre ryby i skorupiaki mogą być znacząco dotknięte przez obecność farm wiatrowych z powodu fizycznych przeszkód, takich jak kamienie umieszczane wokół fundamentów turbin w celu ochrony przed erozją.

Oprócz potencjalnych zagrożeń dla fauny morskiej, istnieją również obawy dotyczące wpływu na rybołówstwo. Przemysł rybacki obawia się, że farmy wiatrowe mogą wpłynąć na ich zdolność do uzyskiwania zyskownych połowów, szczególnie w wodach, które są idealne zarówno dla różnorodności życia morskiego, jak i dla instalacji turbin. Należy jednak zauważyć, że obawy te są często przesadzone, a niektóre badania, takie jak analiza wpływu Farmy Wiatrowej Block Island, nie wykazały negatywnego wpływu tego rodzaju.

Badania nad potencjalnymi zmianami w lokalnych warunkach pogodowych spowodowanymi przez farmy wiatrowe, takie jak zmiany w prędkości wiatru mogące wpływać na procesy oceaniczne, czy mieszanie wód i związane z tym skutki dla łańcucha pokarmowego, są nadal w toku. Te złożone interakcje wymagają dalszych analiz, aby w pełni zrozumieć potencjalne skutki dla ekosystemów morskich.

Jednocześnie rozwój morskiej energetyki wiatrowej jest wspierany przez różne ramy polityczne i prawne, które mają na celu przyspieszenie wdrażania tej technologii. Publikacja IRENA z września 2023 r. podkreśla znaczenie uproszczenia procesów zezwalania na budowę farm wiatrowych na morzu, aby sprostać globalnym celom klimatycznym. Zwraca uwagę na konieczność ułatwienia procesów zezwalania, które często są długie i skomplikowane z powodu braku scentralizowanego organu zarządzającego, ograniczonych zasobów cyfrowych i rozproszonych modalności angażowania różnych interesariuszy.

Global Wind Energy Council w swoim zeszłorocznym raporcie zaznacza, że współpraca między przemysłem a rządami jest kluczowa dla stworzenia środowiska sprzyjającego innowacjom, inwestycjom i rozwojowi solidnego łańcucha dostaw dla morskiej energetyki wiatrowej. Taka współpraca jest niezbędna do zaspokojenia rosnącego globalnego zapotrzebowania na czystą energię i wywarcia pozytywnego wpływu na transformację energetyczną oraz cele środowiskowe.

Grupa Orlen stawia na morską energetykę wiatrową

Grupa Orlen, we współpracy z Northland Power, angażuje się w rozwój morskiej energetyki wiatrowej w Polsce poprzez projekt Baltic Power. Jest to pierwsza farma wiatrowa budowana na polskich wodach Bałtyku, a jej budżet szacowany jest na ok. 4,73 mld euro. Projekt obejmuje zarówno wydatki kapitałowe, jak i koszty finansowania oraz dodatkowe rezerwy. Rozpoczęcie budowy farmy zaplanowano na 2023 r., z częścią morską rozpoczynającą się w 2024 r. Z kolei uruchomienie projektu przewidziane jest na 2026 r.

Decyzja inwestycyjna dla projektu Baltic Power, w którym Orlen ma ponad 51 proc. udziałów, została podjęta warunkowo, umożliwiając finalizację fazy projektowania. Projekt ten jest najbardziej zaawansowanym projektem farmy wiatrowej w Polsce i zakłada, że finansowanie projektu będzie realizowane według formuły Project Finance, co oznacza, że spłata zobowiązań będzie oparta na przyszłych nadwyżkach finansowych generowanych przez projekt.

Wraz z rozpoczęciem budowy infrastruktury przesyłowej dla farmy wiatrowej Baltic Power, Orlen i Northland Power rozpoczęły budowę stacji transformatorowej na lądzie w gminie Choczewo. Projekt ten pozwoli na odbiór energii generowanej przez farmę wiatrową na morzu. Zgodnie z harmonogramem, farma zacznie produkować energię o zerowym śladzie węglowym w 2026 r. Cała towarzysząca infrastruktura dla farmy Baltic Power została zaprojektowana w taki sposób, aby minimalizować wpływ projektu na środowisko. Trasa kabla na lądzie będzie przebiegać pod ziemią na długości ok. 7 kilometrów, co obejmuje także plażę, dzięki zastosowaniu wiertnictwa kierunkowego.

Cały projekt jest przełomowy dla polskiego sektora energetycznego i stanowi ważny krok w kierunku transformacji energetycznej kraju i zwiększenia bezpieczeństwa energetycznego regionu. Baltic Power jest przykładem projektu, który kładzie szczególny nacisk na aspekty ochrony środowiska, zrównoważonego rozwoju oraz szacunku dla lokalnych społeczności.

Technologiczne innowacje w sektorze energetyki wiatrowej

Technologiczne innowacje obecnie obejmują szereg przełomowych rozwiązań, które mają na celu zwiększenie efektywności, niezawodności i opłacalności energetyki wiatrowej.

Badania prowadzone przez Wind Energy Technologies Office koncentrują się na zwiększeniu wydajności i niezawodności kolejnych generacji technologii wiatrowych, jednocześnie obniżając koszty energii wiatrowej. Prace te przyczyniły się do zwiększenia średniego współczynnika mocy z 22 proc. dla turbin wiatrowych zainstalowanych przed 1998 r. do prawie 35 proc. obecnie, co spowodowało znaczące obniżenie kosztów energii wiatrowej z ponad 55 centów za kilowatogodzinę (kWh) w 1980 r. do średnio poniżej 3 centów za kWh w Stanach Zjednoczonych.

Inne trendy w energetyce wiatrowej na rok 2023, zidentyfikowane przez StartUs Insights, obejmują wykorzystanie sztucznej inteligencji i cyfrowych bliźniaków do optymalizacji wydajności turbin wiatrowych oraz umożliwienia predykcyjnego utrzymania ruchu. Robotyka i automatyzacja zwiększają bezpieczeństwo pracowników w sektorze produkcji i inspekcji turbin. Alternatywne techniki produkcji, takie jak druk 3D i zaawansowane materiały, upraszczają produkcję i transport.

Innowacje w projektowaniu łopatek też oferują większe możliwości zwiększenia efektywności turbin wiatrowych. Ponadto alternatywne metody pozyskiwania energii wiatrowej, takie jak pływające turbiny i systemy energetyczne oparte na latawcach, zyskują na popularności. Farmy wiatrowe wykorzystują również Internet rzeczy (IoT), satelity i technologię 5G, aby przedłużać żywotność sprzętu, usprawnić operacje i poprawić monitorowanie. Na koniec, zamknięte pętle recyklingu zapewniają odzyskiwanie materiałów o wysokiej wartości z demontowanych turbin wiatrowych, zmniejszając potrzebę na surowce dziewicze.

Raporty rynkowe, jak ten z Departamentu Energii z 2023 r., pokazują, że energetyka wiatrowa pozostaje jednym z najszybciej rozwijających się i najtańszych źródeł energii elektrycznej, z dużym potencjałem wzrostu.

Cele i plany rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce

Polska stawia ambitne cele w kontekście rozwoju morskiej energetyki wiatrowej, planując zbudowanie farm wiatrowych na Morzu Bałtyckim o łącznej mocy ponad 15 GW w dwóch fazach rozwoju do 2040 r. Pierwsza faza, obejmująca siedem projektów, przeszła już proces zatwierdzania.

Pierwsza energia elektryczna z tych farm, o łącznej mocy 5,9 GW, ma płynąć najwcześniej od 2026 r. Druga faza rozwoju przewiduje instalację kolejnych 9 do 11 GW. Chociaż pierwsze decyzje dotyczące drugiej fazy rozwoju napotkały pewne trudności, plany te świadczą o zdecydowanym kierunku Polski ku transformacji energetycznej i wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii.

Wsparcie dla sektora morskiej energetyki wiatrowej w Polsce ma formę kontraktów różnicowych (CfD) na okres 25 lat, począwszy od momentu, gdy farma wiatrowa zacznie dostarczać energię do sieci. W ciągu tego okresu gwarantowana cena będzie corocznie indeksowana zgodnie z polskim wskaźnikiem cen konsumpcyjnych. Operatorzy farm wiatrowych na morzu będą zobowiązani do wytwarzania energii elektrycznej z danej farmy wiatrowej w ciągu siedmiu lat od wydania decyzji lub zakończenia aukcji. Aby kwalifikować się do systemu wsparcia, farma wiatrowa i jej komponenty nie mogą być wyprodukowane później niż 72 miesiące przed pierwszą generacją energii elektrycznej i nie mogą być już amortyzowane.

Polska, dążąc do realizacji planów, otwiera się na współpracę z krajowymi i międzynarodowymi inwestorami, co może prowadzić do możliwości fuzji i przejęć — zwłaszcza dla międzynarodowych graczy z doświadczeniem w bardziej rozwiniętych rynkach. Współpraca ta jest ważna dla osiągnięcia długoterminowych celów polityki energetycznej kraju, zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych i zaspokojenia rosnącego zapotrzebowania na energię w nadchodzących latach.