Az egész emberiség energiagondjait megoldhatnák a tengeri szélerőművek?
A szélerőművek tengeri telepítése és az elektromos hálózathoz való csatlakoztatásuk komoly kihívás.
A klímaváltozás megfékezéséért folytatott küzdelemben a világ figyelme egyre inkább a tengerek és az általuk kínált új nyersanyag- és energiaforrások felé fordul, az egyik legnagyobb lehetőséget pedig az úszó szélerőművek jelentik.
A klímaváltozás megfékezése érdekében eddig tett erőfeszítések ugyan messze nem elegendők, a reményt életben tartja az, hogy a megújuló energiaforrásokra való átállás sebessége évről évre meghaladja az előrejelzésekben foglaltakat. A folyamatot mindenekelőtt a nap- és a szélerőmű-technológia fejlődése és költségcsökkenése hajtja, bár a tempó még mindegyik területen fokozható. Ez a szélturbinákra sokkal inkább érvényes annak ellenére, hogy a szárazföldi szélerőművek a 2010-es évek végéig olcsóbban termeltek áramot, mint a napelemek.
A szélturbinagyártó iparágat sújtó általános nehézségek – elsősorban a koronavírus-járvány és az energiaválság, illetve a háború miatt emelkedő nyersanyagárak – mind a szárazföldi, mind a tengeri (offshore) szélenergia térnyerését fékezik. Az iparágat Kínán kívül lényegében mindenhol jellemző problémák különösen látványosak a tengeri szélenergia-hasznosítás területén; a kapacitás nagysága és bővülésének üteme töredéke a szárazföldinek, azzal együtt, hogy a szélerőművekkel szembeni ellenállás a szárazföldön erősebb.
A tengeri szélerőmű-beruházások ugyanis kiemelten érzékenyek az inflációra és az ellátási lánc zavaraira az energiaintenzív előállítású anyagoktól való függőségük és az erőművek nagy mérete miatt. A szélerőművek tengeri telepítésének és az elektromos hálózathoz való csatlakoztatásának kihívásai, valamint a képzett munkaerő hiánya még komplexebbé teszik a feladatot. Ezért a naperőművekkel és a szárazföldi szélerőművekkel összehasonlítva a tengeri szélerőművek telepítési ideje hosszabb, beruházási költségei pedig magasabbak, így az általuk előállított áram ára még mindig jelentősen meghaladja az előbbiekét.
Hatalmas a potenciál, de akad pár probléma
Pedig – miközben a szélenergia 2023-ban a világ áramtermelésének mindössze nem egészen 8%-át biztosította, melynek a tengeri szélenergia csak alig több mint a tizedét adta – az offshore szélerőművekben óriási lehetőségek rejlenek. A tengeri szélenergia technikai potenciálja (vagyis a technológiával elérhető kapacitás, illetve termelés a rendszerszintű, topográfiai, környezeti és területhasználati korlátokat is figyelembe véve) korábbi számítások szerint több mint 18-szorosa a világ teljes villamosenergia-igényének.
Eljöhet a lapát nélküli szélerőművek kora
A szélerőműveknél is egyre újabb technológiákkal próbálkoznak. A jövőben oszlop alakú turbinákkal és óceánban úszó rendszerekkel is találkozhatunk.
Önmagában a tengeri szélenergia tehát bőven képes lenne a 2050-es klímasemlegesség eléréséhez szükségesnek tartott, a mainál jóval nagyobbra prognosztizált globális áramigény fedezésére (amit persze több ok, például az egyetlen technológiára való támaszkodás kockázatai miatt sem célszerű megvalósítani).
A tengeri szélerőművek mellett szól, hogy kapacitásfaktoruk (kihasználtságuk) meghaladja a naperőművekét és a szárazföldi szélerőművekét is, noha ez mindhárom technológia esetében folyamatosan növekszik. Míg a fotovoltaikus napelemes rendszerek átlagos globális kihasználtsága még mindig 20% alatti, addig az új szárazföldi szélerőművek esetében ez a 2010-es 27%-ról 2018-ig 34%-ra, a tengerre telepített turbináknál pedig 38%-ról 43%-ra emelkedett. Ez a trend pedig a következő években várhatóan folytatódik. Vagyis ha a folyamatos úgynevezett zsinóráram-termelésre nem is alkalmasak, jóval kiszámíthatóbbak az előbbieknél.
A tengeri szélerőművek telepítésével, illetve az említett hatalmas potenciál akár csak részleges kiaknázásával azonban akad egy másik probléma is. A ma működő és újonnan létesülő offshore szélfarmok többségét rögzített alapokra telepítik, de ez az eljárás csak 50–60 méteres vízmélységig alkalmazható. A tengeri szélenergia-potenciál mintegy 80%-a viszont ennél mélyebb, a partoktól távolabbi vizekhez fűződik.
Irány a nyílt tenger!
A megoldást az úszó, a víz felszínén lebegő szélfarmok jelenthetik, melyek nincsenek fix talapzattal rögzítve a tengerfenékhez. Ez a tényező, valamint az, hogy a tengeri szélerőművek esetében a lakott területek távolsága és az ezzel összefüggő méretkorlátozások nem léte miatt nagyobb méretű, költségszempontból versenyképesebb turbinák telepíthetők, gyorsítja az úszó tengeri szélturbinák fejlesztését. Ennek megfelelően a technológia területén az elmúlt években jókora előrelépés volt tapasztalható, a piac pedig gyorsan halad a demonstrációs fázisból a kereskedelmi szakaszba.
Az országok világszerte konkrét célokat tűznek ki az úszó szélerőművekre vonatkozóan, ezek elérése érdekében tendereket írnak ki. 2020 és 2023 között az ilyen erőművek összesített beépített teljesítőképessége megnégyszereződött, és a növekedés a tervezett új projekteknél is jól látható.
A rögzített tengeri szélerőművekkel összevetve az úszó technológia fejlettsége így is a korai stádiumban van, amit az is jelez, hogy jelenleg még számos platform-kialakítási megoldás verseng egymással (például a seprűnyélre, a gumiabroncsra és a kameraállványra emlékeztető változatok). A más technológiák területén tapasztaltak alapján elképzelhető, hogy a következő években az iparág elkezd egy bizonyos megoldáshoz konvergálni, a szabványosítás pedig a költségek csökkentését is elősegítheti.
Erről szólhat a következő évtized
Az elemzőket ugyanakkor a fenti kihívásokon túl az is óvatosságra inti, hogy az offshore szélerőművek telepítéséhez még a rögzített platformú, parthoz közelebbi turbinák esetében is jelentős elektromoshálózat-fejlesztési igény párosul (ami a megújulókra való átállás és a villamosítás általános és alapvető feltétele).
Ennek hatására nem egy elemző jelentősen lefelé módosította az úszó szélerőművek kapacitásának rövidebb távon várható növekedésére vonatkozó előrejelzéseit. Hosszabb távra előre tekintve viszont az úszó szélerőművek technológiájának nagykorúvá válása és a lebegő turbinák terjedését elősegítő egyéb technológiák fejlődése azt jelentheti, hogy a tengeri szélenergia fordulóponthoz érkezett.
A villamosenergia-infrastruktúra fejlesztési igényét csökkentő, sorsfordítónak tartott innovációk, a zöldhidrogén-technológia érése, Kína e területen is tapasztalható előretörése, illetve a támogató szakpolitika erősödése azt eredményezhetik, hogy ha nem is a következő évek, de a 2030-as évtized már jelentős részben az úszó szélerőművekről fog szólni.
Így – bár a szegmens bővülési kilátásait az említett kihívások mellett a tengeri élővilágra és például a radarokra gyakorolt, ma még teljesen fel nem mért zavaró hatások is bizonytalanná teszik – a megújuló energiaforrásokkal kapcsolatos tapasztalatok alapján nem lenne meglepő, ha az úszó szélerőművek írnák a klímaváltozás elleni fellépés egyik következő nagy, a várakozásokat messze túlszárnyaló sikertörténetét.
