Korzystając z naszej strony internetowej, wyrażają Państwo zgodę na używanie cookies. Więcej informacjiClose
Asystent ds. Realizacji Projektu – praca wyjazdowa Total Wind PL

Morska energetyka wiatrowa: pozory mogą mylić

a+a-    Powrót       28 czerwca 2017       Energia   

Przy wszystkich różnicach między energetyką wiatrową morską a lądową, energia z farm na morzu jest niewiele droższa, a z czasem stanie się tańsza - nawet od tej ze źródeł konwencjonalnych – mówi Łukasz Sikorski, starszy inżynier konsultant w DNV GL.

Łukasz Sikorski
Starszy inżynier konsultant w DNV GL. Inżynier z duszą humanisty, od ponad dziesięciu lat zajmujący się energetyką wiatrową, zarówno na lądzie, jak i na morzu. Zaangażowany w doradztwo techniczne dla projektów energetyki odnawialnej na różnych etapach rozwoju i realizacji. Zainteresowany potencjałem redukcji kosztów morskiej energetyki wiatrowej i jej miejscem w przyszłym miksie energetycznym.

W epoce tzw. trylematu energetycznego, gdy od źródeł energii wymaga się, aby były zarówno dostępne, niezawodne i stabilne oraz zrównoważone, morska energetyka wiatrowa ma szczególnie silną pozycję, jeśli chodzi o budowanie zrównoważonego miksu energetycznego. Wynika to ze stosunkowo niewielkiego oddziaływania na środowisko, możliwości wielkoskalowych zastosowań i ciągle postępującej redukcji kosztów. Wbrew pozorom także z dużej stabilności tego rodzaju energetyki - a z pewnością jej przewidywalności.

Cykl życia morskich projektów wiatrowych wynosi 20-25 lat, czyli nieco mniej niż w przypadku energii z atomu czy nowych bloków węglowych (ich trwałość to 40-50 lat). Ten krótszy okres możliwej amortyzacji powoduje, że wiatraki instalowane na morzu są droższe niż inne źródła energii (muszą się spłacić w krótszym okresie), ale energia przez nie wytwarzana wcale nie musi być droższa. Wysokie koszty wymuszają także dużą skalę tych inwestycji i konieczność ich optymalizacji w różnych aspektach.

Przeciętna morska farma ma kilkaset megawatów

Możliwość łatwej skalowalności projektów i użycia dużych turbin sprawia, że farmy morskie są zauważalnie większe niż farmy wiatrowe na lądzie. Chociaż pierwsze projekty miały kilkadziesiąt megawatów, to obecnie typowa farma na morzu ma kilkaset megawatów i wielkość ta prawdopodobnie będzie rosła. Co prawda i na lądzie spotyka się projekty tej wielkości, ale są one uznawane za bardzo duże i powstawały tylko w miejscach o znacznej dostępności terenu – w Europie jedynie w Rumunii, a na całym świecie w Chinach czy USA, gdzie zlokalizowane są największe projekty. W Polsce statystycznie rzecz biorąc średnia moc lądowej farmy wiatrowej to 20-30 MW.

Za dużą skalą morskich farm przemawia fakt, że łatwiej o odpowiednio duży obszar na morzu, a swoboda konfiguracji i ustawiania turbin znacznie ułatwia zagospodarowanie obszaru. Czynniki związane z oddziaływaniem na środowisko, jak emisja hałasu czy wpływ na ptaki, mogą mieć również mniejsze znaczenie niż na lądzie. Analiza kwestii środowiskowych jest już teraz dobrze rozwinięta, co bazuje w dużej mierze na doświadczeniach projektów lądowych, choć nie tylko.

Gotowym rozwiązaniem możliwym do wdrożenia na polskich projektach jest np. tworzenie przy palowaniu bąbelkowej kurtyny wokół odwiertu w celu ochrony morświnów i innych zwierząt morskich przed hałasem.

Morze ustala reguły gry

Podczas prowadzenia i późniejszej obsługi projektu offshore na wszystkie działania wpływ ma pogoda, wiatr czy stan morza.

Nie same prace na morzu są największym problemem, ale sam fakt, czy można je w danym momencie prowadzić. Turbinę można zmontować w jeden dzień czy półtora dnia, bo na morzu pracuje się w systemie 24-godzinnym. Niekiedy jednak oczekiwanie na okno pogodowe, z wiatrem pozwalającym na prowadzenie prac montażowych, może trwać nawet tydzień.

Podobnie jest z obsługą projektu. Odległość od brzegu (a nie głębokość, na jakiej posadowiono wiatraki) wymusza pewne strategie serwisowe – czy będzie tam można dopłynąć, czy konieczne będzie np. dowiezienie techników śmigłowcem lub ustanowienie stałej bazy na terenie farmy.

Ponieważ serwis jest drogi i skomplikowany, należy zadbać o większą niezawodność sprzętu - najlepiej, aby był on po prostu bezobsługowy. Awaria i w konsekwencji wymiana skrzyni biegów potrafi kosztować setki tysięcy euro i stanowić jedną czwartą kosztu samej turbiny, a do tego wymaga takiej samej logistyki jak instalacja. Dlatego na morzu stosuje się coraz częściej wiatraki z droższymi turbinami bezprzekładniowymi - to pozwala wyeliminować element, który jest uznawany za bardzo problematyczny.

Jeszcze nie jesteśmy samowystarczalni

W Polsce moglibyśmy budować we własnym zakresie efektywne farmy wiatrowe, ale potrzebujemy bardzo skomplikowanego zaplecza instalacyjnego i serwisowego, którego jeszcze nie ma. U nas ta branża dopiero się rodzi, podczas gdy na Zachodzie istnieje już przeszło 10 lat. Co ciekawe, Polska jest istotną częścią branży, ale tej rozwijającej się poza naszymi wodami. W łańcuchu dostaw dla planowanych projektów będziemy mieć dosyć mocny udział, jeśli chodzi o półprodukty i elementy wiatraków.

Mamy także w Polsce specjalistów z różnych dziedzin, np. posiadających kompetencje odnośnie konstrukcji fundamentów czy posadowienia wiatraków. Dodatkowo, na kilkadziesiąt osób pracujących na statkach instalacyjnych – często pod brytyjską banderą - zawsze znajdzie się 6-10 Polaków. Trafiają tam głównie przez niemieckie firmy, w których kiedyś pracowali jako technicy przy projektach na lądzie.

Ogólnie jednak trzeba przyznać, że osób i podmiotów kompetentnych w tym zakresie w Polsce mimo wszystko brakuje, a łańcuch dostaw jest niekompletny i nasze projekty wiatrowe na morzu będą musiały powstawać we współpracy z firmami z Zachodu.

Efektywność 1,5 raza większa, ale 4 razy wyższy koszt instalacji

Bardzo ważne dla rozwoju morskiej energetyki wiatrowej jest to, że jej cena spada. Niedawno w Europie została przełamana magiczna granica 100 euro za megawatogodzinę. Jeszcze parę lat temu cena ta była dwa razy wyższa. Część inwestorów zaczyna się już obywać bez subsydiów, co odpowiada cenie 40-50 euro za megawatogodzinę. Najważniejsze jednak, że cena produkowanej tak energii (uwzględniając nakłady kapitałowe, operacyjne, w tym paliwo) może już w ciągu kolejnych pięciu lat być niższa od innych źródeł wielkoskalowych, w tym konwencjonalnych.

Ceny spadają, ponieważ branża nabywa doświadczenia, zachodzą ekonomiczne efekty skali i cały czas do przodu idzie technologia (np. już teraz zbliżamy się do przełamania granicy 10 MW mocy pojedynczej turbiny, a rotory morskich wiatraków będą mogły mieć nawet 100 metrów długości).

To wszystko przekłada się na efektywność pozyskiwania energii z wiatru, która jest średnio 1,5 raza większa niż w przypadku projektów lądowych, biorąc pod uwagę współczynnik wykorzystania mocy (rozumiany jako czas w ciągu roku, kiedy turbina pracuje z pełną mocą znamionową). Farmy lądowe osiągają współczynniki wykorzystania na poziomie 30 proc., podczas gdy turbiny na morzu - 40-50 proc. Jest to spowodowane tym, że na Bałtyku wieje mocniej niż na lądzie i praktycznie przez cały czas, a także brak jest wielu ograniczeń obecnych na lądzie (np. wielkość turbin czy hałas). W skali kraju, przy większej liczbie projektów morskich, można by zwiększyć stabilność produkcji energii ze źródeł odnawialnych, co korzystanie wpłynęłoby na cały system energetyczny.

Projekty warte miliardy euro niełatwo sfinansować

Taka produktywność i skala przedsięwzięcia mają oczywiście swoją cenę - koszty instalacji są nawet cztery razy większe niż w przypadku energetyki wiatrowej na lądzie. Półtora roku temu cena turbiny instalowanej na lądzie wynosiła poniżej 1 mln euro za MW mocy zainstalowanej, na morzu natomiast były to kwoty rzędu 4 mln euro za 1 MW.

Skala inwestycji morskich jest ogromna w porównaniu do inwestycji na lądzie, dlatego na wiatraki na morzu może sobie pozwolić zaledwie kilka podmiotów w kraju. Głównymi graczami w tej branży są zwykle grupy energetyczne (w Polsce najbardziej zaawansowane projekty wiatrowe typu offshore rozwijają Polenergia i PGE), a także współfinansujące te inwestycje fundusze kapitałowe czy emerytalne. Ponieważ są to inwestycje warte miliardy euro, dużo trudniej uzyskać dla nich finansowanie – czasem zapewniają je dopiero konsorcja złożone z kilku banków lub inwestorzy spoza branży energetycznej.

Musimy zdawać sobie sprawę, że nie jest sprawą kluczową postawienie turbin na morzu po jak najniższych kosztach. Trzeba mieć przed oczami cały cykl życia projektu – jego rozwój, nakłady kapitałowe, część inwestycyjną i późniejsze zarządzanie. Właśnie to tworzy prawdziwy, średnioważony koszt wytworzonej energii (ang. levelised cost of electricity – LCOE). Przy wszystkich różnicach między energetyką wiatrową morską a lądową, obecnie osiągamy ostatecznie różnicę w cenie wytworzonej energii wynoszącą około 1,25. Za to otrzymujemy rozwiązanie wielkoskalowe, stabilne i mogące przynosić dodatkowe efekty systemowe.

Łukasz Sikorski

Polecamy inne artykuły o podobnej tematyce:

W 2018 r. moc offshore w Europie wzrosła o ponad 2,5 GW (07 lutego 2019)Tobiszowski: Po 2030 r. będzie miejsce dla wiatraków na lądzie (29 listopada 2018)Wiatr w żagle dla offshoru (08 listopada 2018)Morskie farmy wiatrowe zwiększą bezpieczeństwo energetyczne Polski (20 lipca 2018)Co zmieni się na polskim Bałtyku? Trwają konsultacje (10 lipca 2018)
©Teraz Środowisko - Wszystkie prawa zastrzeżone.
Kopiowanie i publikacja tekstów, zdjęć, infografik i innych elementów strony bez zgody Wydawcy są zabronione.
▲  Do góry strony