Технология морских ветряных электростанций не особенно экологична, если рассматривать ее «всю жизнь» — The Irish Times

На прошлой неделе правительство объявило предварительные результаты своего первого аукциона по оффшорной ветроэнергетике. Четыре проекта были успешными: два у побережья Дублина, один у Уиклоу и один у Голуэя. Вместе они обеспечат 60 % целевого показателя правительства в пять гигаватт (ГВт) оффшорной ветровой энергии для национальной энергосистемы к концу 2030 года, что к тому времени будет эквивалентно примерно 20 % национальной мощности.

План действий правительства по борьбе с изменением климата на 2021 год (gov.ie/en/publication/6223e-climate-action-plan-2021/) предусматривает долгосрочную цель – до 30 ГВт оффшорной ветровой энергии у наших атлантических побережий. Эти огромные возможности можно было бы частично экспортировать, а также использовать для производства жидкого водорода в качестве замены ископаемому топливу.

Предстоит значительная работа, прежде чем проекты будут введены в эксплуатацию. Ни один из победивших участников аукциона еще не смог подать заявку на разрешение на строительство. Задержки в An Bord Pleanála, Службе национальных парков и дикой природы, а также в создании Регулирующего органа морской зоны вызывают беспокойство у отрасли. Правительственная рабочая группа по оффшорной ветроэнергетике (gov.ie/en/publication/c8749-offshore-wind-delivery-taskforce/) была создана год назад под председательством Министерства окружающей среды вместе с шестью другими государственными ведомствами, Комиссией по регулированию коммунальных услуг, EirGrid и Enterprise Ireland.

Оффшорная ветроэнергетика сталкивается со значительными инженерными проблемами по сравнению с наземными электростанциями при первоначальной установке, последующем обслуживании и возможном выводе из эксплуатации по окончании срока службы. Прибрежные ветряные электростанции могут быть построены с использованием опорных башен, закрепленных глубоко на морском дне. Пилоны на плавучих платформах можно использовать дальше от берега, что дает более стабильные ветровые условия и меньшее визуальное воздействие. В обоих случаях периодические проверки и техническое обслуживание не только генераторов, но и лопаток турбины должны быть осуществимы на море. Большие турбины, как правило, имеют более высокий КПД, поэтому некоторые морские градирни теперь имеют редукторы на высоте не менее 100 м над поверхностью моря. Некоторые поставщики производят лопасти для морских работ, длина которых превышает 100 м, поэтому для них требуются еще более высокие опорные башни.

Проектирование и проектирование таких массивных конструкций является узкоспециализированным. Лопасти одной турбины должны быть тщательно сбалансированы из-за огромных нагрузок, создаваемых конструкцией. Повреждение лопасти и эрозия передней кромки — будь то старение и расслоение, физические удары птиц или обледенение в зимних условиях — могут вызвать чрезмерную вибрацию, приводящую к выходу из строя трансмиссии. Хотя лезвия и редукторы обычно рассчитаны на срок службы от 20 до 25 лет, нет ничего необычного в том, что редуктор меняется или заменяется всего за 10 лет.

Как это ни парадоксально, изменение климата может повлиять на наши национальные планы по оффшорной ветроэнергетике. В течение следующих 20-25 лет мы вполне можем увидеть более сильные штормы и, возможно, даже ураганы, особенно у наших атлантических побережий. Кроме того, как недавно подчеркнул Морской институт, течение Гольфстрима может измениться, что приведет к более прохладным условиям для Ирландии и наших вод. Как более сильные ветровые условия, так и более сильное обледенение имеют последствия для оффшорной ветрогенерации.

Выведенные из эксплуатации лопатки турбин обычно выбрасывают на свалку или сжигают. Однако есть несколько альтернатив

По иронии судьбы, технология ветряных электростанций еще не является особенно экологичной, если рассматривать жизнь в целом. В то время как башни опор, зубчатые передачи и генерирующее оборудование обычно можно демонтировать и утилизировать в конце срока службы, сами лопасти турбины — это совсем другая история. Большие морские лопасти обычно отливают из эпоксидных смол, армированных стекловолокном. Также внедряется технология углеродного волокна, хотя при ее производстве выделяется гораздо больше углерода, чем при производстве лопастей из эпоксидной смолы или стекловолокна.

Масштабы проблемы вывода из эксплуатации растут. Исследование 2020 года (sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956053X20301306) прогнозирует 325 тысяч тонн ежегодных отходов лезвий в Европе к 2050 году, в который внесут свой вклад ирландские офшорные фермы.

Выведенные из эксплуатации лопатки турбин обычно выбрасывают на свалку или сжигают. Однако есть несколько альтернатив. Голландская фирма Superuse Studios предложила архитектурные приложения, используя выведенные из эксплуатации лезвия для создания автобусных остановок или городских скамеек. Также были предложения повторно использовать лезвия при строительстве доступного жилья для каркасов крыш. Американская компания Global Fiberglass Solutions измельчает старые лезвия в гранулы для древесноволокнистых плит для стен и полов. Датская компания Refiber извлекает стекловолокно из лопастей при высоких температурах во вращающейся печи для изготовления изоляционных материалов.

Существует несколько директив ЕС, касающихся контроля сложных отходов, включая директиву об опасных отходах, сжигании и захоронении. Однако в отрасли нет стандартов для вывода из эксплуатации лопастей ветряных турбин. Кроме того, затраты на вывод из эксплуатации иногда игнорируются при рассмотрении общих затрат на весь срок службы ветроэнергетического проекта, что потенциально может иметь последствия для государственного бюджета. Я надеюсь, что правительство тщательно рассматривает полные затраты и ответственность в течение срока службы каждого ирландского оффшорного ветроэнергетического проекта.