A corrida para lançar turbinas eólicas 'superdimensionadas' está em andamento

Em um futuro não muito distante, as águas a 15 milhas de Martha's Vineyard abrigarão uma parte potencialmente crucial do futuro energético da América: o Vineyard Wind 800 de 1 megawatts, um projeto que foi descrito como “o primeiro parque eólico offshore em escala comercial do país .”

A construção do Vineyard Wind 1 começou no ano passado, e a instalação usará versões de 13 MW das turbinas Haliade-X da GE Renewable Energy. Com uma altura de até 260 metros (853 pés), um diâmetro de rotor de 220 metros e pás de 107 metros, o Haliade-X faz parte de uma nova geração de turbinas a serem instaladas nos próximos anos.

Além de GE, outras empresas estão entrando no grande ato das turbinas. Em agosto de 2021, a MingYang Smart Energy da China divulgou detalhes de um projeto de 264 metros de altura que usará lâminas de 118 metros.

Em outros lugares, a empresa dinamarquesa Vestas está trabalhando em uma turbina de 15 megawatts que terá um diâmetro de rotor de 236 metros e pás de 115.5 metros, enquanto Siemens Renovável Energia da Gamesa está desenvolvendo uma turbina que incorpora pás de 108 metros e um diâmetro de rotor de 222 metros.

As razões para esses aumentos de tamanho são claras. Quando se trata de altura, o Departamento de Energia dos EUA diz que as torres de turbinas “estão se tornando mais altas para capturar mais energia, já que os ventos geralmente aumentam à medida que as altitudes aumentam”.

Um diâmetro de rotor maior também não é apenas para mostrar, com o DOE observando que eles “permitem que as turbinas eólicas varrem mais área, capturem mais vento e produzam mais eletricidade”.

É muito parecido com as lâminas. O DOE diz que pás mais longas podem “capturar mais vento disponível do que pás mais curtas – mesmo em áreas com relativamente menos vento”.

Ter turbinas enormes chegando ao mercado é muito bom, mas sua escala pode representar uma série de desafios de médio a longo prazo para o setor, criando pontos de aperto que podem causar dores de cabeça.

Em forma de navio

Faça instalações. Em fevereiro, pesquisa da Rystad Energy aprimorou alguns dos possíveis problemas relacionados aos navios usados ​​para instalar turbinas eólicas offshore no mar.

Sem contar a China, ele disse que as turbinas eólicas viram o que chamou de “um surto de crescimento nos últimos anos, passando de uma média de 3 megawatts (MW) em 2010 para 6.5 ​​MW hoje”.

Essa mudança, explicou, provavelmente seria sustentada. “Turbinas maiores que 8 MW representaram apenas 3% das instalações globais entre 2010 e 2021, mas essa porcentagem deve aumentar para 53% até 2030.”

Os dados acima referem-se apenas a turbinas eólicas offshore. De acordo com a empresa de pesquisa de energia e inteligência de negócios, a demanda por embarcações capazes de instalar turbinas offshore maiores deve superar a oferta até 2024.

As operadoras, disse, “terão que investir em novas embarcações ou atualizar as existentes para instalar as turbinas superdimensionadas que devem se tornar a norma até o final da década, ou o ritmo das instalações eólicas offshore pode desacelerar”.

“Quando as turbinas eram menores, a instalação podia ser feita pela frota de primeira geração de embarcações eólicas offshore ou jackups convertidos da indústria de petróleo e gás”, disse Martin Lysne, analista sênior de plataformas e embarcações da Rystad Energy, em comunicado no evento. Tempo.

Com as operadoras continuando a favorecer turbinas maiores, Lysne disse que uma “nova geração de embarcações construídas especificamente” seria necessária para satisfazer a demanda.

Esses navios especializados não são baratos. empresa americana Energia de Domínio, por exemplo, está liderando um consórcio para construir o Charybdis de 472 pés, que custará cerca de US$ 500 milhões e poderá instalar turbinas atuais e de próxima geração de 12 MW ou mais. Mais navios como o Charybdis serão necessários no futuro à medida que as turbinas crescerem.

“Da frota atual de embarcações construídas especificamente, apenas um punhado de unidades pode instalar turbinas de 10 MW+, e nenhuma é capaz de instalar turbinas de 14 MW+”, de acordo com a análise da Rystad Energy. “Isso mudará em 2025, à medida que as novas construções começam a ser entregues e as embarcações existentes recebem atualizações de guindastes.” 

Portas

Os navios que transportam e instalam turbinas serão importantes nos próximos anos, mas os portos onde aportam são outra área onde provavelmente serão necessários investimentos e atualizações para atender ao crescimento da energia eólica.

Em um comentário enviado à CNBC por e-mail, Lysne, da Rystad Energy, descreveu a infraestrutura portuária como “muito importante” do ponto de vista da embarcação.

No futuro, parece que será necessário muito dinheiro. Em maio passado, um relatório do órgão da indústria WindEurope disse que os portos da Europa teria que investir 6.5 bilhões de euros (cerca de US$ 7.07 bilhões) até 2030 para “apoiar a expansão da energia eólica offshore”.

O relatório abordou a nova realidade de turbinas maiores e o efeito que isso poderia ter em relação aos portos e infraestrutura. “Instalações atualizadas ou totalmente novas são necessárias para hospedar turbinas maiores e um mercado maior”, disse.

Os portos, disse a WindEurope, também precisariam “expandir suas terras, reforçar os cais, melhorar seus portos em alto mar e realizar outras obras civis”.

Mais recentemente, um relatório do Conselho Global de Energia Eólica também reforçou a importância dos portos.

“À medida que os projetos eólicos offshore se expandem e os projetos eólicos flutuantes em escala comercial proliferam, as atualizações dos portos serão críticas para o sucesso futuro da indústria”, afirmou.

A organização com sede em Bruxelas disse que os tamanhos das turbinas “aumentaram dramaticamente” na última década, observando que as turbinas de 15 MW estavam disponíveis no mercado.

“Os especialistas agora preveem que turbinas com uma classificação de 17 MW serão comuns até 2035”, disse, antes de acrescentar que projetos centrados em energia eólica offshore flutuante estão sendo desenvolvidos “em grandes volumes”.

Esses “projetos flutuantes” precisavam de “armazenamento e montagem significativos no cais, exigindo instalações mais espaçosas, conexões de transporte em terra dentro das áreas portuárias e portos de águas mais profundas”.

“Vários governos identificaram as atualizações dos portos como vitais para o progresso da energia eólica offshore, de Taiwan ao estado de Nova York.”

Em relação aos portos, Lysne, da Rystad Energy, disse à CNBC que os EUA – cujo atual mercado eólico offshore é pequeno – “exigiriam mais trabalho, pois não possuem a mesma infraestrutura que a Europa”.

A mudança nessa frente parece estar próxima. No início de março, BP e Equinor — duas empresas mais conhecidas como produtoras de petróleo e gás — assinaram um acordo para converter o Terminal Marítimo de South Brooklyn em um porto eólico offshore.

Em um anúncio, a Equinor disse que o porto se tornaria “uma instalação de ponta para os projetos Empire Wind e Beacon Wind da Equinor e da bp”. O local, afirmou, seria “um destino obrigatório para futuros projetos eólicos offshore na região”. Espera-se que o investimento em atualizações de infraestrutura seja de US$ 200 a US$ 250 milhões.

O caminho pela frente

Tudo isso contribui para a importância da infraestrutura e da logística. Shashi Barla, chefe global da cadeia de suprimentos e tecnologia eólica da Wood Mackenzie, disse à CNBC que, embora as empresas tenham recursos tecnológicos, os desafios logísticos estão se mostrando “muito difíceis”.

“Não é que seja algo novo... estamos falando sobre desafios de logística desde o primeiro dia da indústria”, disse Barla. “É que… estamos meio que agora, hoje, nos aproximando do ponto de inflexão.”

Em todo o mundo, as principais economias estão anunciando planos para aumentar a capacidade de energia eólica em uma tentativa de reduzir nossa dependência de combustíveis fósseis.

Embora esses objetivos sejam ambiciosos, está claro que eles enfrentam vários obstáculos. Não obstante as questões relacionadas ao tamanho da turbina, será necessário um esforço gigantesco para colocar todas essas instalações online. Há trabalho a ser feito.   

“Cada vez mais, a falta de infraestrutura facilitadora é vista como um fator limitante importante no crescimento da indústria eólica”, observou o relatório do GWEC.

“Em muitos países”, acrescentou, “a falta de infraestrutura, como redes e redes de transmissão, rodovias logísticas e portos, está limitando a expansão da energia eólica e sufocando a própria inovação necessária para transformar o sistema de energia”.

Juntamente com essas questões, a interação das turbinas eólicas com a vida selvagem provavelmente será outra área de grande debate e discussão daqui para frente.

Na semana passada, o Departamento de Justiça dos EUA anunciou que uma empresa chamada ESI Energy Inc havia “se declarado culpado de três acusações de violação do MBTA”, ou Lei do Tratado de Aves Migratórias.

À medida que o século 21 avança, a energia eólica está destinada a uma expansão massiva, mas o caminho à frente parece longe de ser suave. Com o secretário-geral da ONU recentemente alertando que o planeta estava “sonambulismo para a catástrofe climática”, as apostas não poderiam ser muito maiores.