Zielona energia znad morza: rozwój offshore na świecie

Skąd powstał pomysł na morską energetykę wiatrową? Ze względu na to, że powierzchnia lądowa jest coraz bardziej ograniczona, mocarstwa, jak Wielka Brytania, poczyniły zdecydowane działania w kierunku rozwoju offshore – morskiej energetyki wiatrowej. Dzięki mniejszemu wpływowi ukształtowania powierzchni Ziemi, efektywność procesu przemiany energii przez wiatrak znacznie wzrasta. Jednakże, budowa tak nowatorskiej infrastruktury wiąże się z wieloma nowymi wyzwaniami, nie tylko technicznymi.

Offshore czy onshore?

Aby skutecznie rozróżniać potencjał energetyczny wiatraków na morzu i na lądzie, warto przyjrzeć się, co może zmienić lokalizacja w kwestii infrastruktury powiązanej z elektrowniami.

Żeby wybudować farmę wiatrową lądową (onshore), potrzebna jest instalacja turbiny wiatrowej na stabilnej platformie, położenie okablowania oraz konstrukcja infrastruktury doprowadzającej prąd do użytkowników. Natomiast jeśli generacja energii odbywa się na morzu (offshore), przewody i turbiny muszą zostać maksymalnie uodpornione na korozję, jako że znajdowałyby się w pobliżu silnie zasolonej wody. Zaawansowana elektronika jest szczególnie podatna na uszkodzenia w trudnych warunkach. Stąd musi być również zapewniony do niej odpowiedni dostęp zespołowi technicznemu. Między innymi z tego powodu pomysł elektrowni offshore przez długi czas nie był postrzegany jako skuteczna alternatywa dla farm wiatrowych na lądzie.

Pionierskie 11 turbin

W 1992 roku projekt morskiego wiatrowego źródła prądu dalej wydawał się wyjątkowo niepraktyczny i kosztowny. Jednak właśnie wtedy powstała pierwsza tego typu elektrownia – Vindeby w Danii. Nie była ona tak efektywna jak te, których używa się współcześnie. Dzięki niej przekonaliśmy się szerzej o potencjalnym wykorzystaniu tej technologii do pozyskiwania energii elektrycznej.

Elektrownia ta, o mocy 5 megawatów, zasilała jedynie 2200 duńskich domów. Obejmowała 11 turbin postawionych na cementowych fundamentach w płytkiej wodzie. Zlokalizowano ją bardzo blisko brzegu – najdalsze z głośnych maszyn na platformach znajdowały się jedynie 3 kilometry od lądu. Mimo to długo po likwidacji projektu Vindeby w 2017 roku, nadal ma on znaczący wpływ na dalszy rozwój morskich elektrowni wiatrowych.

Lider branży

Branża energetyczna znacząco rozwinęła się od lat dziewięćdziesiątych, stąd również sektor OZE związany z morską energetyką wiatrową przeszedł wiele zmian. Obecnie to Wielka Brytania jest globalnym liderem w pozyskiwaniu energii z morskich farm wiatrowych. Jest szczególnie znana z projektów na Morzu Północnym – Seagreen oraz Hornsea 2.

Blisko 27 kilometrów od wybrzeża Szkocji znajduje się pierwsza z wymienionych farm wiatrowych. Złożona z 114 turbin, osiąga moc zainstalowaną na poziomie niemal 1,1 GW, co stanowi nieporównywalnie więcej niż pionierskie projekty Duńczyków. Jest w stanie zasilić w energię elektryczną nawet 1,6 miliona domów. To w dobitny sposób pokazuje jaki rozwój przeszła branża energetyki wiatrowej offshore od roku 1992.

Inną spośród działających morskich farm wiatrowych jest Hornsea 2 o mocy 1,3 GW. Zaopatruje ona w energię już ponad 1,4 mln gospodarstw domowych w Wielkiej Brytanii. Farma składa się z 165 turbin, znajdujących się w odległości 89 kilometrów od wybrzeża Yorkshire. W tym zakresie znacznie dominuje nad Seagreen, która jest oddalona od brzegu mniej niż 30 kilometrów. Współczesna technologia pozwala na znaczne poszerzenie dystansu platform z wiatrakami od lądu. To zapobiega rozprzestrzenianiu się dźwięku związanego z obrotem łopat tych ogromnych maszyn.

Kolejnym aspektem, który sprawia, że elektrownia Hornsea jest wyjątkowa, jest fakt, że stanowi ona jeden z elementów stale rozbudowywanego kompleksu farm wiatrowych. Jako pojedyncza farma posiada mniejszy potencjał wytwórczy niż Seagreen. Jednak cały kompleks Hornsea zaspokaja zapotrzebowanie energetyczne UK już w większym stopniu.

Wielka Brytania nie musi wcale pozostać liderem w branży offshore na długo. We wrześniu 2023 roku, żaden deweloper zaangażowany w OZE nie licytował na aukcji brytyjskich kontraktów dotyczących morskiej energii wiatrowej. Opłaty za stal, miedź oraz turbiny znacznie wzrosły, a ceny oferowane przez rząd były nieproporcjonalnie niskie, żeby inwestycja się zwróciła. Uczestnicy aukcji nie zdecydowali się zainwestować w tym wypadku w offshore. Stąd istnieją spekulacje, że silna pozycja brytyjska może zostać zachwiana tej kwestii w przyszłości.

Offshore w USA

Oprócz europejskich farm wiatrowych na Morzu Północnym i Bałtyckim, branża offshore rozwija się również na wschodnim wybrzeżu Ameryki Północnej. 2 kwietnia rząd USA zatwierdził powstanie projektu morskiej farmy wiatrowej na wybrzeżu Massachusetts. W postulatach wyborczych głowa państwa obiecała oddać do użytku elektrownie tego typu o łącznej mocy aż 30 GW do 2030. W projekty offshore w USA zaczęto bardziej intensywnie inwestować dopiero po 2022 roku. Dlatego jest ich znacznie mniej niż tych europejskich. Jako że branża ta znacznie później zaczęła się tam rozwijać, pierwsze elektrownie przy wybrzeżu Wirginii lub Rhode Island zostały oddane do użytku stosunkowo niedawno, w latach 2016-2024.

Amerykańskim i brytyjskim projektom rozwój utrudnia jednak ten sam czynnik – wysokie koszty surowców i materiałów wykorzystywanych w budowie morskich farm wiatrowych i towarzyszącej im infrastruktury. Wobec tego, perspektywy tej gałęzi energetyki mogą cechować się większą niepewnością w najbliższej przyszłości.

Bałtyckie projekty

Wiatrowe projekty energetyczne na Morzu Bałtyckim interesują również polskich inwestorów. Wiele firm pracuje nad wykorzystaniem energetyki offshore w swoim biznesie. Jednak jeszcze żadnego z nich nie zrealizowano w pełni i nie oddany do użytku.

Jednym z najbardziej zaawansowanych projektów jest Baltic Power realizowany przez Grupę ORLEN i Northland Power. Farma wiatrowa Baltic Power ma mieć do 1,2 GW mocy. Prace realizacyjne mają rozpocząć się jeszcze w tym roku, jako że uzyskano już odpowiednie decyzje środowiskowe oraz pozwolenia na budowę. Według harmonogramu przedstawionego na stronie przedsięwzięcia, elektrownia wiatrowa ma zostać oddana do użytku dopiero za dwa lata.

Podsumowanie

Dzięki rozwojowi nowych technologii wykorzystanie wiatraków na morzu staje się coraz bardziej efektywne w porównaniu z poprzednimi dekadami. Obecnie to państwa europejskie przodują w tej technologii. Jednak możliwe jest, że sytuacja ulegnie zmianom wraz z rosnącą globalną presją na dekarbonizację energetyki. Czynniki ekonomiczne oraz zakres dostępu poszczególnych państw do morza mogą stanowić wyzwanie dla międzynarodowych inwestorów. Obecnie wciąż powstaje dużo nowych projektów związanych z branżą offshore. To potwierdza niesłabnące zainteresowanie firm oraz znaczenie farm wiatrowych na morzu jako efektywne zielone źródło energii.

Autorka: Natalia Wróbel, SKN Energetyki SGH