Нью-Йоркская бухта может написать книгу о том, как мы будем строить морские ветряные электростанции в будущем

Рекордная аренда океана обеспечит энергией около 2 миллионов домов. Но он также способен улучшить цепочки поставок и трудовых ресурсов в США.

Отредактировано 2023-25-06
Ветряные турбины в океане намекающие на то как может выглядеть оффшорная ветряная электростанция New York BightПодобные турбины являются основой плана администрации Байдена по производству 30 гигаватт ветровой энергии в стране к 2030 году.

На побережье Атлантического океана, у берегов Нью-Йорка и Нью-Джерси, участок океана, в 2,5 раза превышающий площадь Нью-Йорка, только что был передан правительством США в аренду шести энергетическим компаниям. У этих разработчиков одна цель: превратить 488 000 акров воды в морские ветряные электростанции для обеспечения двух штатов возобновляемой энергией.

Бюро по управлению энергией океана объявило о продаже 23 февраля, по окончании 64 раундов аукциона, участка, известного как Нью-Йоркская бухта. Это самый большой морской участок США, когда-либо выставленный на аукцион, его стоимость составляет ошеломляющие 4,37 миллиарда долларов. Гигантская цена аренды облетела все новости, но деньги, как бы велики они ни были, это лишь малая часть истории. Впереди более сложная инженерная задача.

Строительство многочисленных ветряных турбин высотой в несколько сотен футов в милях от берега - это масштабное мероприятие. Ожидается, что в бухте будет вырабатываться от 5,6 до 7 гигаватт - достаточно энергии для более чем 1,9 миллиона домов, что подтолкнет США к общенациональной цели администрации Байдена - выработке 30 гигаватт ветровой энергии к 2030 году. Этот план, известный как "30 на 30", подразумевает строительство 2100 ветряных турбин и фундаментов, прокладку более 6800 миль кабеля и строительство нескольких специализированных судов для выполнения этой работы, согласно данным Национальной лаборатории возобновляемой энергии.

Между тем, оффшорная ветроэнергетика инвестирует миллионы долларов в отечественную цепочку поставок, которая включает заводы, модернизацию портов, суда и обучение рабочей силы, говорится в отчете национальной торговой ассоциации American Clean Power.

Еще предстоит пройти долгий путь. "Цепочка поставок морской ветровой энергии в Соединенных Штатах только зарождается", - говорит Брэндон В. Берк, управляющий консультант датской фирмы Ramboll, которая консультирует разработчиков морской ветровой энергии. "Она, конечно, развивается все быстрее и быстрее, с увеличением согласованности между федеральным правительством и правительствами штатов, но на самом деле предстоит еще много работы".

Где построить масштабную морскую ветряную электростанцию

В настоящее время в федеральных водах США действуют два проекта ветропарков: ветропарк Блок-Айленд, который обслуживает города Род-Айленда и генерирует 30 мегаватт, и пилотный проект прибрежного ветропарка Вирджинии, который обслуживает Вирджиния-Бич и генерирует 12 мегаватт.

Как и эти небольшие проекты, Bight находится недалеко от побережья и вблизи городов с высоким уровнем спроса на электроэнергию. У него также есть две другие ключевые особенности. Во-первых, поблизости находятся порты, которые могут обеспечить производство, необходимое для строительства ветряных электростанций. Во-вторых, сеть электропередач в этом районе может выдержать вливание энергии. Более того, Нью-Йорк и Нью-Джерси установили амбициозные цели по использованию возобновляемых источников энергии - 9 гигаватт и 7,5 гигаватт соответственно к 2035 году, что делает бухту привлекательным вариантом.

Карта лизинговых участков и шести компаний, выигравших их. BOEM

Ферма будет располагаться на широком и пологом внешнем континентальном шельфе Атлантики. Здесь вода относительно мелкая, поэтому ветряные турбины могут быть закреплены на дне океана. По словам Берка, в большинстве стационарных донных ветряных установок используются стальные трубы или решетки, вставленные в морское дно. Затем лопасти устанавливаются на эти прочные основания. Существуют также фермы с плавающим дном, которые крепятся к морскому дну с помощью цепей. Их можно использовать в более глубоких водах, например, на западном побережье Тихого океана, где предлагается построить ветряные электростанции у берегов Калифорнии, Орегона и Вашингтона.

Из-за огромных размеров и высоты, строительство фундамента и компонентов турбины требует большого внимания. Длина одной лопасти может достигать 351 фута, или более 124 бейсбольных бит, уложенных друг на друга. Эти чрезвычайно длинные компоненты турбины транспортируются в море после строительства или собираются в порту, чтобы свести к минимуму время, проведенное на воде.

Отгрузка турбин по частям

По словам Берка, в бухте все от отметки высокой воды на берегу до трех морских миль находится под юрисдикцией штата, что означает, что Нью-Йорк и Нью-Джерси могут самостоятельно разрабатывать цепочки поставок, необходимые для строительства оффшорной ветряной электростанции.

Для того чтобы доставить эти детали на воду, необходимо около 27 судов для каждого оффшорного ветропроекта. Это количество может варьироваться в зависимости от расстояния до берега и количества турбин, говорит Клэр Ричер, директор по федеральным вопросам в области оффшорного ветра компании American Clean Power. Эти суда варьируются от судов для подготовки морского дна до лодок для прокладки кабелей и судов для обслуживания - также известных как плавучие суда, поскольку они остаются на воде после завершения строительства.

По словам Берка, ограниченное количество судов для установки ветряных турбин (WTIV) означает, что в США существует особенно узкое место для новых проектов. В прошлом году судно под названием Charybids было заказано за 500 миллионов долларов США в качестве первого ВТИВ, плавающего под флагом США. Принадлежащее компании Dominion Energy, 472-футовое судно в настоящее время строится в Мексиканском заливе, и для его строительства будет использовано более 14 000 тонн отечественной стали.

Выдача судна для установки ветряных турбин компанией Dominion Energy, которой принадлежит CharybidsОблик судна WTIV Charybdis в море. Dominion Energy

После завершения строительства Charybids заполнит пробел в цепи поставок ветряных электростанций в США, устраняя зависимость американцев от европейского производства. WTIV поднимается на подвижных опорах, чтобы подняться в воду, обеспечивая устойчивую поверхность для перевозки тяжелых грузов и установки фундамента и турбин с помощью кранов. Dominion Energy уже планирует сдать свое новое судно в аренду для проектов Revolution Wind и Sunrise Wind компаний Ørsted и Eversource, двух энергетических компаний, обслуживающих Род-Айленд, Коннектикут и Нью-Йорк. Charybids также будет работать над проектом Coastal Virginia Offshore Wind, чтобы расширить эту пилотную программу до 176 турбин, генерирующих в общей сложности 2,6 гигаватт.

Отрасли морских ветряных электростанций в Европе и Азии также делают успехи в реализации своих собственных амбиций в области возобновляемых источников энергии: В середине мая Бельгия, Дания, Германия и Нидерланды поставили цель построить 150 гигаватт морских ветряных электростанций к 2050 году. По словам Берка, это подчеркивает необходимость для США развивать собственное производство, поскольку приобретение таких компонентов, как лопасти для ветряных электростанций, будет становиться все более конкурентоспособным.

"Существует серьезная потребность в производстве основных компонентов здесь", - говорит Берк. "Что действительно отсутствует, так это то, что у нас нет всеобъемлющей промышленной стратегии для позиционирования США как суперконкурентоспособной страны" для производства оборудования для ветряных электростанций.

Инвестиции в людей и инфраструктуру

В ответ на это США направили поток новых средств, федеральных законов и местной политики на усиление ветроэнергетики. Коммунальные компании в штатах, соблазненные призывом этих действий, начали поддерживать отрасль. Программа развития портовой инфраструктуры в рамках двухпартийного закона об инфраструктуре предусматривает выделение 2,25 миллиарда долларов в течение следующих пяти лет на улучшение портовых сооружений для торговли, снижение воздействия на окружающую среду и повышение устойчивости к последствиям изменения климата, таким как повышение уровня моря и экстремальные погодные условия.

На уровне штатов, по словам Берка, Нью-Йорк и Нью-Джерси решили вложить миллионы в существующие или новые порты, надеясь, что государственные инвестиции сейчас привлекут частную промышленность в будущем. Без постоянных государственных и частных инвестиций, объясняет он, местная цепочка поставок не может быть построена в масштабе.

"Довольно невероятно, что разработчики оффшорного ветра уже вкладывают миллиарды долларов в некоторые из этих инфраструктурных проектов, даже когда у них еще нет планов строительства и эксплуатации", - говорит Ричер.

Все эти инвестиции должны привести к буму рабочих мест на ветряных электростанциях в ближайшие несколько лет. "Самое сложное - это переход от отсутствия отрасли к ее активному развитию. Как спустить на воду первые проекты, соблюдая при этом баланс между максимально возможным количеством американской рабочей силы и использованием европейского опыта для подготовки американской рабочей силы?" - говорит Джош Капловиц, вице-президент по морскому ветру компании American Clean Power.

Хотя оценки варьируются, American Clean Power прогнозирует, что в стремлении получить 30 гигаватт ветровой энергии к 2030 году будет создано более 70 000 рабочих мест. По мнению администрации Байдена, эти рабочие места в сфере строительства, разработки и производства должны достаться профсоюзным работникам. Энергетические компании, похоже, намерены сотрудничать с профсоюзами; разработчики в Новой Англии уже подписали более 15 различных трудовых соглашений для уже реализуемых проектов.

По словам Мэрайи Дигнан, регионального директора на Лонг-Айленде коалиции профсоюзов Climate Job New York, такие соглашения необходимы для обеспечения ответственности работодателей по каждому будущему ветряному проекту по мере развития отрасли. Эта ответственность, как объясняет Дигнан, включает в себя защиту безопасности, медицинские льготы, пенсии и рыночную заработную плату. "Убедившись в том, что внутренняя цепочка поставок от начала и до конца является профсоюзной", работники ветряных электростанций получат работу, поддерживающую семью и общество, добавляет она.

Чтобы морские ветряные электростанции стали мощным источником энергии в штатах, местная рабочая сила должна быть на борту. По мнению Дигнана, это означает укрепление доверия к сообществу через образование и разъяснительную работу, чтобы профсоюзные работники энергетического бизнеса имели информацию и ресурсы, необходимые для строительства на море. Если производственная отрасль сможет соответствовать скорости, с которой ветряные электростанции получают финансирование, то 30 гигаватт могут стать лишь началом вихревых турбин, которые будут питать энергией США в ближайшие годы.