Energiatekniikka, Tuulivoima

Kelluvat tuuliturbiinit - ratkaisu tuulivoiman kasvuun?

Julkaistu: 2023-05-12 Päivitetty: 2023-05-12 kl. 07:30

merellä kelluva tuuliturbiini

Nettonollapäästöihin pyrkiminen kasvattaa fossiilittoman sähkön kysyntää merkittävästi. Liikenteen, teollisuuden ja lämmön sähköistymisen odotetaan kasvattavan sähköntuotantotarpeen vähintään kaksinkertaiseksi. Kelluvat tuuliturbiinit ovat yksi mahdollinen ratkaisu, jolla voidaan vastata kysynnän kasvuun.

Vattenfallilla on tällä hetkellä rakenteilla ja käytössä kapasiteetiltaan yhteensä 4,5 GW:n verran merituulivoimaloita. Lisäksi sillä on suunnitteilla kehityshankkeita, joiden yhteenlaskettu kapasiteetti on yli 15 GW. Merituulivoimapuistot ovat ratkaisevan tärkeitä, jotta voimme nopeuttaa fossiilisista polttoaineista irtautumista sekä turvata kestävän ja riippumattoman energian hankinnan. Rannikkojemme matalissa vesissä on kuitenkin vain rajoitetusti tilaa perinteisille merituulivoimapuistoille.

Vattenfallin merituulivoiman kehitysjohtaja Ane Mette Lysbech-Kleis uskoo, että uudenlaiset, uraauurtavat tuulivoimapuistot ovat ratkaisu merituulivoiman kaikkien mahdollisuuksien hyödyntämiseen. Kelluville perustuksille rakennetut tuuliturbiinit ovat avain tämän kasvun saavuttamiseen. Laajamittaisen siirtymisen merenpohjaan kiinnitetyistä monopile-perustuksista kelluviin tuuliturbiineihin odotetaan alkavan lähivuosina. Odotettavissa on, että vähintään 40 prosenttia maailman tuulivoimapuistoista on jatkossa merenpohjaan kiinnitettyjen sijaan kelluvia.Floating All - 16-9 1.0 EG 0Kuva: Kelluvat tuuliturbiinit pysyvät kiinni merenpohjassa vaijereilla

Syvät vedet

200-metristen tuuliturbiinien rakentaminen suurten kelluvien perustusten päälle kuulostaa mahdottomalta. Kelluvat tuuliturbiinit ovat kuitenkin keskeisen tärkeitä tuulivoiman tuotannossa avomerellä, missä perinteisiä tuuliturbiiniperustuksia ei voida kiinnittää merenpohjaan.

- Jotta fossiilisista polttoaineista voidaan irtautua vielä tämän sukupolven aikana, tarvitaan paljon enemmän merituulivoimaa ja uusia kehitettäviä alueita. Tällä hetkellä turbiineja pystytetään jopa 50 metrin syvyyteen, jossa monopile-perustukset paalutetaan merenpohjaan. Jotta tuulivoimaprojekteja voidaan laajentaa syvemmälle avomerelle ja alueille, joissa merenpohja koostuu kivestä tai mudasta, meidän on siirryttävä pienimuotoisista kelluvista tuulivoimahankkeista ja yksittäisistä ratkaisuista kaupallisen mittakaavan projekteihin, sanoo Lysbech-Kleis.

- Kelluviin tuuliturbiineihin liittyy useita etuja, Lysbech-Kleis toteaa.

- Tuulivoimaa voidaan tuottaa enemmän, kun tuotantoa laajennetaan uusille alueille. Lisäksi turbiinit kiinnitetään kelluviin perustuksiin maissa ja hinataan sitten merelle hinaajilla. Näin projekteissa ei tarvita enää suuria aluksia monopile-perustusten kiinnittämiseen merenpohjaan ja tuuliturbiinien pystyttämiseen perustuksille. Uskomme, että tästä on hyötyä sekä kustannusten pienentämisen kannalta että turvallisuussyistä, koska suuret nostotyöt tehdään meren sijaan paremmin valvotuissa olosuhteissa. Myös kunnossapito helpottuu. Kelluva tuuliturbiini voidaan hinata rantaan, jossa suuria korjaustöitä voidaan tehdä samaan tapaan kuin maatuulivoimapuistoissa. Näin vältetään monimutkaiset nostotyöt ja merellä tehtävät korjaukset. Lisäksi kelluva tuuliturbiini voi vähentää ympäristökuormitusta, koska merenpohjaan ei tarvitse kiinnittää monopile-perustuksia ja asennus aiheuttaa vähemmän melua.

Monipuolista joustavuutta

Tällä hetkellä on kehitteillä kymmeniä erilaisia malleja ja ankkurijärjestelmiä. - Etsimme vielä sopivia ratkaisuja toiminta-alueillemme, mutta meillä on jo hyvä käsitys siitä, mihin päädymme, sanoo Lysbech-Kleis.

Toinen hyvä esimerkki kelluvien tuuliturbiinien joustavuudesta on kaapelointi-infrastruktuuri, jolla tuulivoimapuisto yhdistetään mantereelle tai merellä sijaitsevaan sähköasemaan. Kelluvat tuuliturbiinit yhdistetään staattisen johdon sijaan dynaamisilla kaapeleilla, jotka kulkevat kelluvan turbiinin liikkeitä vaimentavan kelluntaelementin kautta. Tämä on öljy- ja kaasualalla yleisesti tunnettu ja käytetty tekniikka. Dynaaminen kaapeli on irrotettavissa ja yhdistettävissä staattiseen linjaan, joka johtaa sähköasemaan.

Kelluvat tuulivoimapuistot voivat kuulostaa vielä kaukaiselta tulevaisuudelta. Lysbech-Kleis kuitenkin uskoo, että viiden vuoden kuluttua tilanne on aivan toinen, kun tekniikka mahdollistaa markkinoiden luomisen kelluvalle tuulivoimalle.

- Vattenfall on muodostanut norjalaisen Seagust-yhtiön kanssa yhteisyrityksen, jonka kautta Vattenfall voi hankkia Norjassa lupia sekä kiinteille että kelluville merituulivoimapuistoille. Lähivuosina Vattenfall aikoo investoida myös kiinteän ja kelluvan merituulivoiman laajentamiseen ja kehittämiseen Ruotsissa, Tanskassa, Suomessa, Alankomaissa, Saksassa, Ranskassa ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa, jossa Vattenfallin ja Fred. Olsen Seawindin yhteisyritys kehittää Skotlannin itärannikolla sijaitsevaa Muir Mhòr ‑tuulivoimapuistoa.

- Eri maiden hallitukset ovat aloittaneet erittäin kunnianhimoisia rakennussuunnitelmia markkina-alueillamme. Merituulivoiman laajentamisen tiellä on kuitenkin vielä esteitä. Perustuksille ja turbiineille ei ole vielä vankkaa toimitusketjua, joka tukisi odotettua kasvua. Muun muassa nopeasti nousevat raaka-aineiden hinnat, teräksen saatavuusongelmat, inflaatio ja muut markkinaolosuhteet edellyttävät, että toimittajat saavat varmoja tulevia tilauksia, jotta ne pystyvät tekemään investointipäätöksiä ennen uusien tehtaiden rakentamista. Tällaista varmuutta voivat luoda myös esimerkiksi Vattenfallin kaltaiset alan kehittäjät, mutta tätä kaikkea varten meidän on oltava varmoja siitä, että saamme tarvittavat luvat. Käytämme paljon aikaa tällaisen varmuuden luomiseen teollisuuden toimijoille yhteistyössä kaikkien sidosryhmien kanssa, jotta onnistumme pyrkimyksissämme.

Pääkuva: GettyImages