ตั้งแต่ปี 2010 พลังงานลมได้เติบโตอย่างยั่งยืนทั่วโลกโดยมีปริมาณพลังงานที่เกิดจากลมนอกชายฝั่งเพิ่มขึ้น เกือบ 30% ในแต่ละปี. ประเทศต่างๆทั่วโลกจำเป็นต้องเพิ่มอุปทานพลังงานหมุนเวียนอย่างรวดเร็วเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นและลดการปล่อยมลพิษอย่างรวดเร็ว แม้จะมีความเร่งด่วนนี้ แต่ลมนอกชายฝั่งยังส่งมอบกระแสไฟฟ้าให้กับโลกน้อยกว่า 1%
พื้นที่น้ำตื้นที่สำคัญหลายแห่งสำหรับการสร้างฟาร์มกังหันลมกำลังได้รับการพัฒนา แต่ศักยภาพของลมนอกชายฝั่งยังคงไม่ได้ถูกใช้เป็นส่วนใหญ่ตามกราฟของกำลังการผลิตที่ติดตั้งทั่วโลกด้านล่าง
ความจุลมบนบกเทียบกับฝั่ง
คีย์: ลมนอกชายฝั่ง = สีเทาอ่อนและลมบนบก = สีเทาเข้ม ไอรีน, ผู้เขียนให้ไว้
เหตุผลสำหรับศักยภาพที่ไม่ได้ใช้นี้ก็คือ 80% ของลม พัดอย่างไม่หยุดหย่อนนอกชายฝั่ง - ในน้ำลึกกว่า 60 เมตรซึ่งกังหันที่ฝังอยู่ในพื้นทะเลนั้นยากที่จะสร้าง
การแก้ปัญหาอาจเป็นฟาร์มลมนอกชายฝั่ง ดังนั้นสิ่งที่พวกเขาถือกลับมา?
ลอยลมนอกชายฝั่ง
แถบกังหันลมนอกชายฝั่งที่มีอยู่ทั้งหมดจะถูกยึดติดกับฐานรากถาวรซึ่งส่วนใหญ่จะเป็นกองท่อเหล็กขนาดใหญ่ซึ่งเปลี่ยนไปเป็นเสากังหันเหนือพื้นทะเล กังหันที่เรียกว่า fixed-bottom เหล่านี้ จำกัด อยู่ที่ระดับน้ำลึก 50 หรือ 60 เมตร
แต่โครงการล่าสุด ได้แก่ ไฮวินด์ นอกชายฝั่งสกอตแลนด์และ ลมลอย จากโปรตุเกสแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะสร้างกังหันลมที่ลอยอยู่ กังหันขนาดหกเมกะวัตต์เดียวเช่นที่ใช้ในฟาร์ม Hywind สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าให้กับบ้านในสหราชอาณาจักร 4,000 แห่ง
แต่เพื่อให้กระแสไฟฟ้าในครัวเรือนที่เท่าเทียมกันสำหรับประชากรโลก 9 พันล้าน 2050 จะต้องมีบางสิ่งเช่นกังหันลมนอกชายฝั่งครึ่งล้านตัว - เพิ่มขึ้น 100 เท่าจากจำนวนปัจจุบัน - บวกกับความสามารถพิเศษในการผลิตกระแสไฟฟ้าสำหรับความต้องการพลังงานในอนาคต
น่าเสียดายที่ในขณะที่ฟาร์มกังหันลมนั้นมีความเป็นไปได้ทางเทคนิค ทำสิ่งต่างประเทศคือ แพง. ในการสร้างฟาร์มกังหันลมที่มีความเร็วคงที่หนึ่งกิ๊กค่าใช้จ่ายในการทำแบบสำรวจไซต์ที่จำเป็นนั้นอยู่ในพื้นที่ 15 ล้านปอนด์ การติดตั้งและการว่าจ้างฟาร์มจะอยู่ที่ประมาณ 650 ล้านปอนด์ในขณะที่ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการและบำรุงรักษาจะอยู่ที่ประมาณ 75 ล้านปอนด์ต่อปี ในตอนท้ายของชีวิตซึ่งอาจประมาณ 25 ปีมีอีก 300 ล้านปอนด์ที่จำเป็นสำหรับการรื้อถอน
ยังฟาร์มกังหันลมแบบลอยซึ่งยังอยู่ในช่วงแรกของการออกแบบและเทคโนโลยี มีราคาแพงกว่ามาก. ในขณะที่ราคาสำหรับการส่งพลังงานลมนอกชายฝั่งในปี 2019 อยู่ระหว่าง 36 ถึง 45 ปอนด์ต่อ MWh ของกระแสไฟฟ้าการประมูลกระแสลมแบบลอยตัวจะมีราคา มากกว่าสองเท่าของจำนวนนั้น.
โครงสร้างนอกชายฝั่งก็ใหญ่มากเช่นกัน กังหันลม Hywind ขนาด 154 เมกะวัตต์นั้นมีเส้นผ่าศูนย์กลาง 380 เมตรแต่ละใบพัดมีความยาวเท่ากับปีกเครื่องบิน A10 กังหันซีเมนส์ Gamesa 193 เมกะวัตต์มีเส้นผ่านศูนย์กลางโรเตอร์ที่ 15 เมตรในขณะที่ห้องปฏิบัติการพลังงานทดแทนแห่งชาติของสหรัฐฯ 240 เมกะวัตต์อ้างอิงกังหันมีเส้นผ่าศูนย์กลาง XNUMX เมตร การสร้างติดตั้งใช้งานตรวจสอบดูแลรักษาและรื้อถอนโครงสร้างพื้นฐานของมาตราส่วนนี้ในมหาสมุทรไม่ใช่งานที่สำคัญ
กังหันลมสองในห้าที่ใช้ในฟาร์มกังหันลมแห่งแรกของโลกคือ Hywind Scotland Terje Aase / Shutterstock
ในขณะที่ บริษัท พลังงานมักจะสร้างไกลออกไปทางทะเลกังหันลมที่ลอยอยู่เพียงลำเดียวผลิตพลังงานน้อยกว่าน้ำมันนอกชายฝั่งหรือแท่นขุดเจาะน้ำมันเพียงแห่งเดียว ตลอดอายุการใช้งานขึ้นอยู่กับขนาดของโครงสร้างทั้งสองอาจอยู่ในช่วงน้อยกว่า 1,000 เท่า ดังนั้นจำเป็นต้องใช้โครงสร้างพื้นฐานจำนวนมากเพื่อให้ได้พลังงานที่เท่ากันจากพลังงานหมุนเวียน นำกังหันลมนอกชายฝั่งออกสู่ทะเลและทำให้จำเป็นต้องมีราคาถูกกว่ามากเพื่อให้สอดคล้องกับต้นทุนการผลิตพลังงานจากน้ำมันหรือก๊าซนอกชายฝั่ง
สามารถเรียนรู้ได้มากมายจากวิศวกรรมนอกชายฝั่งแบบดั้งเดิมเพื่อช่วยในการเปลี่ยนเป็นพลังงานทดแทน แต่การลดต้นทุนที่จำเป็นไม่สามารถทำได้โดยการทำแบบเดียวกันมากขึ้นหรือทำให้ประสิทธิภาพของวิธีการและเทคโนโลยีที่มีอยู่เดิมคมชัดขึ้น
โซลูชั่นเทค
นั่นเป็นเหตุผลที่เป็นไปได้ว่าจะใช้เทคโนโลยีใหม่เพื่อสร้างฟาร์มกังหันลมที่คุ้มค่า ตัวอย่างเช่นการใช้หุ่นยนต์และเทคโนโลยีอิสระอื่น ๆ เพื่อควบคุมกิจกรรมวิศวกรรมนอกชายฝั่งตั้งแต่การตรวจสอบพื้นดินไปจนถึงการปฏิบัติการตรวจสอบและบำรุงรักษากังหันลมที่ลอยอยู่สามารถลดความเสี่ยงให้กับคนงานและควบคุมระบบที่ซับซ้อนเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การตรวจสอบประจำของฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งโดยผู้คนจะไม่สามารถทำได้ในการพัฒนามากมายที่ถูกสร้างขึ้นในวันนี้และแน่นอนสำหรับผู้ที่วางแผนไว้ในอนาคต เซ็นเซอร์อัจฉริยะที่ติดตั้งอยู่ในทุกส่วนของฟาร์มกังหันลมที่ลอยอยู่สามารถประเมินได้อย่างต่อเนื่องว่าโครงสร้างนั้นมีความหนาแน่นอย่างไร
การเรียนรู้เครื่อง - ซึ่งใช้ข้อมูลเพื่อสอนคอมพิวเตอร์ในการตัดสินใจด้วยตนเอง - สามารถใช้เพื่อบอกจุดยึดที่มีประสิทธิภาพมากที่สุดในระหว่างการออกแบบหรือหากเส้นจอดอาจเป็นความเสี่ยงของความล้มเหลวระหว่างการทำงาน
จากนั้นการเรียนรู้ของเครื่องสามารถใช้ข้อมูลสภาพอากาศเพื่อควบคุมตำแหน่งของใบพัดกังหันเพื่อเพิ่มพลังงานเท่าไหร่ที่พวกเขาสร้างหรือป้องกันความเสียหายในลมหรือพายุ วิธีการใหม่ การรวมวิชาฟิสิกส์เข้ากับการเรียนรู้ของเครื่องสามารถทำให้การคาดการณ์ที่เชื่อถือได้และมีข้อมูลน้อยลงซึ่งเป็นประโยชน์ในต่างประเทศที่ข้อมูลสามารถรวบรวมได้ยาก
ในฐานะที่เป็นรัฐบาลสหราชอาณาจักรเริ่มต้น การสอบสวน เป็นนวัตกรรมทางเทคโนโลยีที่สามารถรับมือกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศลมนอกชายฝั่งเป็นท่าเรือสายแรก ด้วยการลงทุนในเทคโนโลยีแห่งอนาคตฟาร์มกังหันลมที่ลอยได้สามารถช่วยให้ประเทศมีกำลังมากขึ้นและกำลังการผลิตพลังงานหมุนเวียนของโลก
ซูซาน กูร์เวเน็ค, Royal Academy of Engineering Chair in Emerging Technologies - Intelligent & Resilient Ocean Engineering, University of Southampton
บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
การเบิกถอน: แผนที่ครอบคลุมมากที่สุดที่เคยเสนอเพื่อย้อนกลับภาวะโลกร้อน
โดย Paul Hawken และ Tom Steyer
เมื่อเผชิญกับความกลัวและความไม่แยแสอย่างกว้างขวางกลุ่มนักวิจัยผู้เชี่ยวชาญและนักวิทยาศาสตร์ระหว่างประเทศได้มารวมตัวกันเพื่อเสนอชุดโซลูชั่นที่สมจริงและเป็นตัวหนาสำหรับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หนึ่งร้อยเทคนิคและวิธีปฏิบัติมีอธิบายไว้ที่นี่ - บางคนรู้จักกันดี บางอย่างที่คุณอาจไม่เคยได้ยิน พวกเขามีตั้งแต่พลังงานสะอาดไปจนถึงการให้ความรู้แก่เด็กผู้หญิงในประเทศที่มีรายได้ต่ำถึงแนวทางการใช้ที่ดินที่ดึงคาร์บอนออกจากอากาศ การแก้ปัญหาที่มีอยู่เป็นไปได้ทางเศรษฐกิจและชุมชนทั่วโลกกำลังออกกฎหมายเหล่านี้ด้วยทักษะและความมุ่งมั่น วางจำหน่ายใน Amazon
การออกแบบโซลูชั่นภูมิอากาศ: คู่มือนโยบายสำหรับพลังงานคาร์บอนต่ำ
โดย Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
จากผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดขึ้นกับเราแล้วความจำเป็นในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกจึงเป็นเรื่องเร่งด่วน เป็นความท้าทายที่น่ากลัว แต่เทคโนโลยีและกลยุทธ์ที่จะตอบสนองมันมีอยู่ในปัจจุบัน นโยบายพลังงานชุดเล็ก ๆ ซึ่งได้รับการออกแบบและดำเนินการอย่างดีสามารถนำเราไปสู่อนาคตคาร์บอนต่ำได้ ระบบพลังงานมีขนาดใหญ่และซับซ้อนดังนั้นนโยบายพลังงานต้องเน้นและคุ้มค่า วิธีการขนาดเดียวที่เหมาะกับทุกคนจะไม่ทำให้งานสำเร็จลุล่วง ผู้กำหนดนโยบายต้องการทรัพยากรที่ชัดเจนและครอบคลุมซึ่งสรุปนโยบายด้านพลังงานที่จะมีผลกระทบมากที่สุดต่อสภาพภูมิอากาศในอนาคตของเราและอธิบายวิธีการออกแบบนโยบายเหล่านี้ให้ดี วางจำหน่ายใน Amazon
นี้ทุกอย่างเปลี่ยนแปลง: ทุนนิยมกับสภาพภูมิอากาศ
โดย Naomi Klein
In นี้ทุกอย่างเปลี่ยนแปลง นาโอมิไคลน์ให้เหตุผลว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ได้เป็นเพียงปัญหาอีกอย่างที่ต้องยื่นระหว่างภาษีและการดูแลสุขภาพ มันเป็นสัญญาณเตือนที่เรียกร้องให้เราแก้ไขระบบเศรษฐกิจที่ทำให้เราล้มเหลวในหลาย ๆ ด้าน ไคลน์อย่างพิถีพิถันสร้างกรณีสำหรับวิธีการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของเราอย่างหนาแน่นเป็นโอกาสที่ดีที่สุดของเราในการลดความไม่เท่าเทียมกันที่อ้าปากค้างพร้อมจินตนาการจินตนาการประชาธิปไตยที่แตกสลายของเราและสร้างเศรษฐกิจท้องถิ่นที่น่าเกรงขามของเรา เธอแสดงให้เห็นถึงความสิ้นคิดในเชิงอุดมการณ์ของผู้ปฏิเสธการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศความหลงผิดของศาสนพยากรณ์ที่จะเป็น geoengineers และความพ่ายแพ้อันน่าเศร้าของการริเริ่มสีเขียวที่สำคัญมากเกินไป และเธอแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าทำไมตลาดไม่ได้ - และไม่สามารถ - แก้ไขวิกฤติสภาพภูมิอากาศได้ แต่จะทำให้สิ่งต่าง ๆ แย่ลงด้วยวิธีการสกัดที่รุนแรงและเป็นอันตรายต่อระบบนิเวศมากขึ้นพร้อมกับระบบทุนนิยมจากภัยพิบัติอาละวาด วางจำหน่ายใน Amazon
จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา
