กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 30 นาที

พลังงานลมในทะเล

พลังงานลมนอกชายฝั่งหรือพลังงานลมนอกชายฝั่งคือการผลิตไฟฟ้าผ่านฟาร์มกังหันลมในแหล่งน้ำ ซึ่งโดยปกติจะอยู่ในทะเล เนื่องจากไม่มีสิ่งกีดขวางในทะเลเมื่อเทียบกับบนบก...

พลังงานลมในทะเล

กังหันลมและสถานีไฟฟ้าของโครงการกังหันลมกลางทะเลอัลฟาเวนตัสในทะเลเหนือ

พลังงานลมนอกชายฝั่งหรือพลังงานลมนอกชายฝั่งคือการผลิตไฟฟ้าผ่านฟาร์มกังหันลมในแหล่งน้ำ ซึ่งโดยปกติจะอยู่ในทะเล เนื่องจากไม่มีสิ่งกีดขวางในทะเลเมื่อเทียบกับบนบก จึงมักพบความเร็วลมที่สูงกว่าในทะเล ซึ่งช่วยเพิ่มปริมาณพลังงานที่สามารถผลิตได้ต่อกังหันลม[ 1 ]นอกจากนี้ ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งยังก่อให้เกิดข้อโต้แย้งน้อยกว่า[ 2 ] ฟาร์มกังหันลม บนบก เนื่องจากมีผลกระทบต่อผู้คนและภูมิทัศน์น้อยกว่า

แตกต่างจากความหมายทั่วไปของคำว่า "นอกชายฝั่ง" ในอุตสาหกรรมทางทะเลพลังงานลม ในทะเล ครอบคลุมทั้งพื้นที่น้ำตื้น เช่น ทะเลสาบ อ่าว และพื้นที่ชายฝั่งที่มีที่กำบัง รวมถึงพื้นที่น้ำลึกด้วย ฟาร์มกังหันลมในทะเลส่วนใหญ่ใช้กังหันลมแบบติดตั้งบนฐานคงที่ในน้ำตื้น ส่วนกังหันลมแบบลอยน้ำสำหรับน้ำลึกยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาและการติดตั้ง

ณ ปี 2022 กำลังการผลิต ไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลทั่วโลก มีทั้งหมด 64.3  กิกะวัตต์ (GW) [ 3 ]จีน (49%) สหราชอาณาจักร (22%) และเยอรมนี (13%) มีส่วนแบ่งมากกว่า 75% ของกำลังการผลิตติดตั้งทั่วโลก[ 3 ]โครงการ Hornsea Project Twoขนาด 1.4 GW ในสหราชอาณาจักรเป็นฟาร์มกังหันลมในทะเลที่ใหญ่ที่สุดในโลก โครงการขนาดใหญ่อื่นๆ ที่อยู่ในขั้นตอนการวางแผน ได้แก่Dogger Bankในสหราชอาณาจักรขนาด 4.8 GW และ Greater Changhua ในไต้หวันขนาด 2.4 GW [ 4 ]

ต้นทุนของพลังงานลมในทะเลนั้นสูงกว่าบนบกมาโดยตลอด[ 5 ]แต่ต้นทุนลดลงเหลือ 78 ดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงในปี 2019 [ 6 ]พลังงานลมในทะเลของยุโรปกลายเป็นพลังงานที่มีราคาแข่งขันได้กับแหล่งพลังงานแบบดั้งเดิมในปี 2017 [ 7 ]การผลิตพลังงานลมในทะเลเติบโตมากกว่า 30 เปอร์เซ็นต์ต่อปีในช่วงทศวรรษ 2010 ณ ปี 2020 พลังงานลมในทะเลได้กลายเป็นส่วนสำคัญของการผลิตพลังงานในยุโรปเหนือ แม้ว่าจะยังคงมีสัดส่วนน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตไฟฟ้าทั่วโลกโดยรวม[ 8 ]ข้อได้เปรียบที่สำคัญของพลังงานลมในทะเลเมื่อเทียบกับพลังงานลมบนบกคือปัจจัยกำลังการผลิต ที่สูงกว่า ซึ่งหมายความว่าการติดตั้งที่มีกำลังการผลิตตามป้ายชื่อที่กำหนดจะผลิตไฟฟ้าได้มากขึ้นในสถานที่ที่มีลมสม่ำเสมอและแรงกว่า ซึ่งมักพบได้ในทะเลและมีเพียงไม่กี่จุดบนบกเท่านั้น

ประวัติศาสตร์

ความจุ

ภาพประกอบแสดงฟาร์มกังหันลมในทะเลสมมติในปี 1977

ยุโรปเป็นผู้นำระดับโลกด้านพลังงานลมในทะเล โดยมีการติดตั้ง ฟาร์มกังหันลมในทะเลแห่งแรก ( Vindeby ) ใน เดนมาร์กในปี 1991 [ 9 ] ในปี 2009 กำลังการผลิต เฉลี่ยของกังหันลมในทะเลในยุโรปอยู่ที่ประมาณ 3 เมกะวัตต์ และคาดว่ากำลังการผลิตของกังหันลมในอนาคตจะเพิ่มขึ้นเป็น 5 เมกะวัตต์[ 9 ]

การทบทวนด้านวิศวกรรมของกังหันลมในปี 2013 เช่น ขนาดที่ใช้บนบก รวมถึงการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าและตัวแปลง พบว่าโดยทั่วไปแล้วอุตสาหกรรมมองโลกในแง่ดีเกินไปเกี่ยวกับอัตราส่วนผลประโยชน์ต่อต้นทุน และสรุปว่า "ตลาดพลังงานลมนอกชายฝั่งดูเหมือนจะไม่ใหญ่มาก" [ 10 ] [ 11 ] ในปี 2013 พลังงานลมนอกชายฝั่งมีส่วนสนับสนุน 1,567 เมกะวัตต์ จากกำลังการผลิตพลังงานลมทั้งหมด 11,159 เมกะวัตต์ที่สร้างขึ้นในปีนั้น[ 12 ]

010,00020,00030,00040,00050,00060,0001998200220062010201420182022Installed capacity (MW)
ดู คำจำกัดความ ของแผนภูมิ
กำลังการผลิตนอกชายฝั่งสะสมทั่วโลก ( MW ) แหล่งที่มา: GWEC (2011–2020) [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ] [ 18 ]และEWEA (1998–2010) [ 19 ]

ภายในเดือนมกราคม พ.ศ. 2557 มีการสร้างฟาร์มกังหันลมในทะเลจำนวน 69 แห่งในยุโรป โดยมีกำลังการผลิตเฉลี่ยต่อปีอยู่ที่ 482 เมกะวัตต์[ 20 ] กำลังการผลิตรวมของฟาร์มกังหันลมในทะเลในน่านน้ำยุโรปอยู่ที่ 6,562 เมกะวัตต์[ 20 ] สหราชอาณาจักรมีกำลังการผลิตมากที่สุดถึง 3,681 เมกะวัตต์ รองลงมาคือเดนมาร์ก 1,271 เมกะวัตต์ และเบลเยียม 571 เมกะวัตต์ เยอรมนี 520 เมกะวัตต์ ตามมาด้วยเนเธอร์แลนด์ (247 เมกะวัตต์) สวีเดน (212 เมกะวัตต์) ฟินแลนด์ (26 เมกะวัตต์) ไอร์แลนด์ (25 เมกะวัตต์) สเปน (5 เมกะวัตต์) นอร์เวย์ (2 เมกะวัตต์) และโปรตุเกส (2 เมกะวัตต์) [ 20 ]

เมื่อสิ้นปี 2558 มีการติดตั้งและเชื่อมต่อกังหันลม 3,230 ตัวในฟาร์มกังหันลมกลางทะเล 84 แห่งใน 11 ประเทศในยุโรป ทำให้มีกำลังการผลิตรวม 11,027 เมกะวัตต์[ 21 ] [ 22 ] ประวัติการพัฒนาฟาร์มกังหันลมในทะเลเหนือ ในส่วนที่เกี่ยวข้องกับสหราชอาณาจักร แสดงให้เห็นสามช่วง ได้แก่ ชายฝั่ง นอกชายฝั่ง และในทะเลลึก ในช่วงปี 2547 ถึง 2564 [ 23 ] คาดว่า ทะเลบอลติก จะกลายเป็นแหล่งพลังงานหลักสำหรับประเทศต่างๆ ในภูมิภาคนี้ ผ่านการพัฒนาพลังงานลมกลางทะเลตามปฏิญญามารีเอนบอร์กที่ลงนามในปี 2565 รัฐต่างๆ ในทะเลบอลติกของสหภาพยุโรปได้ประกาศความตั้งใจที่จะมีพลังงานลมกลางทะเล 19.6 กิกะวัตต์ภายในปี 2563 [ 24 ]

นอกเหนือจากยุโรป รัฐบาลจีนได้ตั้งเป้าหมายที่ทะเยอทะยานไว้ที่ 5 GW ของกำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลภายในปี 2015 และ 30 GW ภายในปี 2020 ซึ่งจะแซงหน้ากำลังการผลิตในประเทศอื่นๆ อย่างไรก็ตาม ในเดือนพฤษภาคม 2014 กำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลของจีนมีเพียง 565 MW เท่านั้น[ 25 ] กำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลของจีนเพิ่มขึ้น 832 MW ในปี 2016 ซึ่ง 636 MW ผลิตในประเทศจีน[ 26 ]

ตลาดการก่อสร้างกังหันลมในทะเลยังคงกระจุกตัวอยู่มาก ณ สิ้นปี 2558 Siemens Wind Powerได้ติดตั้งกำลังการผลิตกังหันลมในทะเล 63% จากทั้งหมด 11 GW ทั่วโลก [ 27 ] Vestasมี 19% Senvionอยู่ในอันดับที่สามด้วย 8% และAdwen 6% [ 28 ] [ 16 ] กำลังการผลิตกังหันลมในทะเลประมาณ 12 GW เปิดใช้งานแล้ว ส่วนใหญ่อยู่ในยุโรปเหนือ โดย 3,755 MW เริ่มใช้งานในปี 2558 [ 29 ]ณ ปี 2563 บริษัทในยุโรปครองส่วนแบ่งตลาดกังหันลมในทะเลทั่วโลกถึง 90% [ 30 ]

ภายในปี 2017 กำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลที่ติดตั้งทั่วโลกอยู่ที่ 20 GW [ 31 ]ในปี 2018 พลังงานลมในทะเลคิดเป็นสัดส่วนเพียง 0.3% ของปริมาณไฟฟ้าทั่วโลก[ 32 ]อย่างไรก็ตาม ในปี 2018 เพียงปีเดียว มีการใช้กำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลเพิ่มขึ้นอีก 4.3 GW ทั่วโลก[ 32 ]ในเดนมาร์ก พลังงานลมคิดเป็น 50% ของไฟฟ้าทั้งหมดในปี 2018 โดย 15% มาจากพลังงานลมในทะเล[ 33 ]ขนาดเฉลี่ยของกังหันลมที่ติดตั้งอยู่ที่ 6.8 MW ในปี 2018, 7.2 MW ในปี 2019 และ 8.2 MW ในปี 2020 [ 34 ]

ในปี 2022 อุตสาหกรรมพลังงานลมในทะเลมีการเติบโตประจำปีมากเป็นอันดับสอง โดยเพิ่มขึ้น 8.8 GW และเพิ่มกำลังการผลิตทั่วโลกเป็น 64.3 GW ซึ่งเพิ่มขึ้น 16% จากปีที่แล้วสภาพลังงานลมโลก (GWEC) คาดการณ์การขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญ โดยคาดการณ์ว่าจะเพิ่มขึ้นอีก 380 GW ภายในปี 2032 เพื่อให้มีกำลังการผลิตรวม 447 GW อย่างไรก็ตาม ความท้าทายในตลาดในยุโรปและสหรัฐอเมริกาอาจทำให้ความคืบหน้าช้าลง โดยคาดว่าจะมีการติดตั้งกำลังการผลิตเพียงหนึ่งในสามของที่คาดการณ์ไว้ระหว่างปี 2023 ถึง 2027 [ 35 ]

ค่าใช้จ่าย

ในปี 2553 สำนักงานข้อมูลพลังงานของสหรัฐอเมริกากล่าวว่า "พลังงานลมในทะเลเป็นเทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่มีราคาแพงที่สุดที่กำลังพิจารณาสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่" [ 5 ] สถานการณ์พลังงานลมในทะเลในปี 2553 แสดงให้เห็นถึงความท้าทายทางเศรษฐกิจที่มากกว่าระบบบนบกอย่างมาก โดยมีราคาอยู่ในช่วง 2.5-3.0 ล้านยูโร/MW [ 36 ] ในปีนั้นSiemensและVestasเป็นผู้จัดหาเครื่องกังหันลมสำหรับพลังงานลมในทะเลถึง 90% ในขณะที่Ørsted A/S (ซึ่งในขณะนั้นมีชื่อว่า DONG Energy), VattenfallและE.onเป็นผู้ประกอบการพลังงานลมในทะเลชั้นนำ[ 1 ]

ในปี 2011 Ørsted ประเมินว่าในขณะที่กังหันลมในทะเลยังไม่สามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงฟอสซิลได้ แต่จะสามารถแข่งขันได้ในอีก 15 ปีข้างหน้า จนกว่าจะถึงเวลานั้น จำเป็นต้องมีการสนับสนุนทางการเงินจากภาครัฐและกองทุนบำเหน็จบำนาญ[ 37 ] ณ สิ้นปี 2011 มีฟาร์มกังหันลมในทะเลของยุโรป 53 แห่งในน่านน้ำนอกชายฝั่งเบลเยียม เดนมาร์ก ฟินแลนด์ เยอรมนี ไอร์แลนด์ เนเธอร์แลนด์ นอร์เวย์ สวีเดน และสหราชอาณาจักร โดยมีกำลังการผลิตที่ใช้งานอยู่ 3,813 เมกะวัตต์[ 38 ]ในขณะที่อีก 5,603 เมกะวัตต์อยู่ระหว่างการก่อสร้าง[ 39 ] ฟาร์มกังหันลมในทะเลมูลค่า 8.5 พันล้านยูโร (11.4 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ) อยู่ระหว่างการก่อสร้างในน่านน้ำยุโรปในปี 2011 [ 40 ]

ในปี 2555 Bloombergประเมินว่าพลังงานจากกังหันลมในทะเลมีราคา161 ยูโร ( 208 ดอลลาร์สหรัฐ ) ต่อ MWh [ 41 ]

ต้นทุนของพลังงานลมนอกชายฝั่งลดลงเร็วกว่าที่คาดไว้มาก ภายในปี 2016 สัญญา 4 ฉบับ ( BorsseleและKriegers ) มีราคาต่ำกว่าราคาต่ำสุดที่คาดการณ์ไว้ในปี 2050 แล้ว [ 42 ] [ 43 ]

โครงการพลังงานลมในทะเลของสหรัฐอเมริกามีต้นทุนการก่อสร้างที่ 4,000 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์ในปี 2023 เมื่อเทียบกับ 1,363 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลวัตต์สำหรับฟาร์มพลังงานลมบนบก ต้นทุนของพลังงานลมในทะเลเพิ่มขึ้น 36% ตั้งแต่ปี 2019 ในขณะที่ต้นทุนของพลังงานลมบนบกเพิ่มขึ้นเพียง 5% ในช่วงเวลาเดียวกัน[ 44 ]

โครงการสำคัญบางโครงการของสหรัฐฯ ต้องหยุดชะงักลงเนื่องจากภาวะเงินเฟ้อ แม้ว่าจะมีเงินอุดหนุนจากพระราชบัญญัติลดเงินเฟ้อ แล้ว ก็ตาม[ 45 ]

การพัฒนาในอนาคต

ฟาร์มกังหันลมในทะเล รวมถึงฟาร์มกังหันลมลอยน้ำ ให้พลังงานไฟฟ้าจากฟาร์มกังหันลมทั้งหมดในปริมาณเล็กน้อยแต่กำลังเพิ่มขึ้น กำลังการผลิตไฟฟ้าดังกล่าวต้องเพิ่มขึ้นอย่างมากเพื่อช่วยให้บรรลุ เป้าหมาย Net Zero ภายในปี 2050 ของIEAในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ[ 46 ]

องค์การเพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา (OECD) คาดการณ์ในปี 2016 ว่าพลังงานลมนอกชายฝั่งจะเติบโตเป็น 8% ของเศรษฐกิจทางทะเลภายในปี 2030 และอุตสาหกรรมนี้จะจ้างงาน 435,000 คน เพิ่มมูลค่า 230 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ[ 47 ]

คณะกรรมาธิการยุโรปคาดว่าพลังงานลมนอกชายฝั่งจะมีความสำคัญเพิ่มมากขึ้นในอนาคต เนื่องจากพลังงานลมนอกชายฝั่งเป็นส่วนหนึ่งของข้อตกลงสีเขียว [ 48 ] การพัฒนาศักยภาพเต็มรูปแบบของพลังงานลมนอกชายฝั่งของยุโรปเป็นหนึ่งในมาตรการสำคัญในส่วนพลังงานสะอาดของข้อตกลงสีเขียว[ 48 ]

คาดการณ์ว่าภายในปี 2050 กำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลที่ติดตั้งทั่วโลกจะสูงถึง 1550 GW [ 31 ]เมื่อเทียบกับกำลังการผลิตในปี 2017 ซึ่งคิดเป็นการเพิ่มขึ้นถึง 80 เท่า[ 31 ]

หนึ่งในความก้าวหน้าที่บ่งบอกถึงการพัฒนาในปัจจุบันของอุตสาหกรรมนอกชายฝั่งคือเทคโนโลยีที่ช่วยให้สามารถดำเนินโครงการพลังงานลมนอกชายฝั่งได้ไกลออกไปจากชายฝั่งมากขึ้น ซึ่งมีลมพัดแรงกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การนำเทคโนโลยีฐานรากลอยน้ำมาใช้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นเทคโนโลยีที่มีแนวโน้มที่ดีในการปลดล็อกศักยภาพของพลังงานลมในน่านน้ำที่ลึกกว่า[ 49 ]

ธนาคารเพื่อการลงทุนแห่งยุโรป (EIB) เป็นนักลงทุนหลักใน ยุโรป โดย EIB ได้ลงทุนในพลังงานหมุนเวียนนอกชายฝั่ง ร่วมให้เงินทุนประมาณ 40% ของกำลังการผลิตทั้งหมดในยุโรป ตั้งแต่ปี 2003 EIB ได้ให้การสนับสนุนโครงการพลังงานลมนอกชายฝั่ง 34 โครงการในยุโรป รวมถึงโรงงานในเบลเยียม เดนมาร์ก เยอรมนี ฝรั่งเศส เนเธอร์แลนด์ โปรตุเกส และสหราชอาณาจักร รวมเป็นเงินกู้มากกว่า 10 พันล้านยูโร EIB ให้เงินทุน 3.7 พันล้านยูโรในพลังงานหมุนเวียนทางทะเลระหว่างปี 2019 ถึง 2023 และมีแผนในอนาคตสำหรับการให้เงินทุนแก่ฟาร์มกังหันลม[ 50 ] [ 51 ]

เศรษฐศาสตร์

การเปรียบเทียบต้นทุนเฉลี่ยของไฟฟ้าจากพลังงานลมนอกชายฝั่งกับแหล่งพลังงานอื่น ๆ ในเยอรมนีในปี 2018 [ 52 ]

ข้อดีของการติดตั้งกังหันลมในทะเลคือลมจะแรงกว่ามากนอกชายฝั่ง และแตกต่างจากลมบนบก ลมทะเลอาจแรงในช่วงบ่าย ซึ่งตรงกับช่วงเวลาที่ผู้คนใช้ไฟฟ้ามากที่สุด นอกจากนี้ กังหันลมในทะเลยังสามารถตั้งอยู่ใกล้กับศูนย์กลางการใช้ไฟฟ้าตามแนวชายฝั่ง เช่น เมืองใหญ่ๆ ซึ่งช่วยลดความจำเป็นในการสร้างสายส่งระยะไกลใหม่[ 53 ] อย่างไรก็ตาม การติดตั้งในทะเลก็มีข้อเสียหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการติดตั้งที่มีราคาแพงกว่า การเข้าถึงที่ยากลำบวก และสภาพแวดล้อมที่รุนแรงกว่าสำหรับกังหันลม

การติดตั้งกังหันลมในทะเลทำให้กังหันลมสัมผัสกับความชื้นสูง น้ำเค็ม และละอองน้ำเค็ม ซึ่งส่งผลเสียต่ออายุการใช้งาน ทำให้เกิดการกัดกร่อนและการออกซิเดชัน เพิ่มต้นทุนการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม และโดยทั่วไปทำให้ทุกแง่มุมของการติดตั้งและการใช้งานยากขึ้น ใช้เวลานานขึ้น อันตรายมากขึ้น และมีราคาแพงกว่าการติดตั้งบนบกมาก ความชื้นและอุณหภูมิจะถูกควบคุมโดยเครื่องปรับอากาศในห้องกังหันลมที่ปิดสนิท[ 54 ] การทำงานและการผลิตที่ความเร็วสูงอย่างต่อเนื่องยังเพิ่มการสึกหรอ การบำรุงรักษา และความต้องการในการซ่อมแซมตามสัดส่วนด้วย

ต้นทุนของกังหันลมคิดเป็นเพียงหนึ่งในสามถึงครึ่งหนึ่ง[ 36 ]ของต้นทุนทั้งหมดในโครงการนอกชายฝั่งในปัจจุบัน ส่วนที่เหลือมาจากโครงสร้างพื้นฐาน การบำรุงรักษา และการกำกับดูแล ต้นทุนสำหรับฐานราก การติดตั้ง การเชื่อมต่อไฟฟ้า และการดำเนินงานและการบำรุงรักษา (O&M) คิดเป็นสัดส่วนมากของต้นทุนทั้งหมดสำหรับการติดตั้งนอกชายฝั่งเมื่อเทียบกับฟาร์มกังหันลมบนบก ต้นทุนการติดตั้งและการเชื่อมต่อไฟฟ้ายังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามระยะทางจากชายฝั่งและความลึกของน้ำ[ 55 ]

ข้อจำกัดอื่นๆ ของพลังงานลมนอกชายฝั่งเกี่ยวข้องกับจำนวนการติดตั้งที่ยังจำกัดอยู่ อุตสาหกรรมพลังงานลมนอกชายฝั่งยังไม่ได้รับการพัฒนาอย่างเต็มที่ เนื่องจากยังคงมีปัญหาคอขวดด้านอุปทานอยู่ ณ ปี 2017 [ 56 ]

ต้นทุนการลงทุน

โดยทั่วไปแล้วฟาร์มกังหันลมในทะเลมักจะมีกังหันขนาดใหญ่กว่าเมื่อเทียบกับการติดตั้งบนบก และแนวโน้มก็คือขนาดจะใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เศรษฐศาสตร์ของฟาร์มกังหันลมในทะเลมักจะเอื้อประโยชน์ต่อกังหันขนาดใหญ่ เนื่องจากต้นทุนการติดตั้งและการเชื่อมต่อกับโครงข่ายลดลงต่อหน่วยพลังงานที่ผลิตได้[ 55 ]นอกจากนี้ ฟาร์มกังหันลมในทะเลยังไม่มีข้อจำกัดเรื่องขนาดเหมือนกับกังหันลมบนบก เช่น ความพร้อมของที่ดินหรือข้อกำหนดด้านการขนส่ง[ 55 ]

ในปี 2022 ต้นทุนของไฟฟ้าจากโครงการพลังงานลมนอกชายฝั่งใหม่เพิ่มขึ้นจาก 0.079 ดอลลาร์สหรัฐ/กิโลวัตต์ชั่วโมง เป็น 0.081 ดอลลาร์สหรัฐ/กิโลวัตต์ชั่วโมง เมื่อเทียบกับปีก่อนหน้า ตามรายงานของสำนักงานพลังงานหมุนเวียนระหว่างประเทศ (IRENA) การเพิ่มขึ้นนี้ตรงกันข้ามกับแนวโน้มที่ลดลงที่พบในแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เช่น พลังงานลมบนบกและพลังงานแสงอาทิตย์ (PV) แม้ว่าต้นทุนวัสดุและอุปกรณ์จะมีแนวโน้มสูงขึ้นก็ตาม[ 57 ]

นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการพลังงานหมุนเวียนแห่งชาติ (NREL) คาดการณ์ว่าต้นทุนพลังงานลมในทะเลจะลดลงภายในปี 2035 พวกเขาประเมินว่าต้นทุนเฉลี่ยต่อหน่วยของพลังงานลมในทะเลแบบติดตั้งอยู่กับที่จะลดลงจาก 75 ดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง (MWh) ในปี 2021 เหลือ 53 ดอลลาร์สหรัฐต่อ MWh ในปี 2035 และสำหรับพลังงานลมในทะเลแบบลอยตัวจะลดลงจาก 207 ดอลลาร์สหรัฐต่อ MWh เหลือ 64 ดอลลาร์สหรัฐต่อ MWh การประมาณการต้นทุนเหล่านี้อิงตามการคาดการณ์ที่คาดว่าจะมีการเพิ่มขึ้นถึงเก้าเท่าของการติดตั้งพลังงานลมในทะเลทั่วโลก โดยได้รับการสนับสนุนจากความก้าวหน้าในด้านโครงสร้างพื้นฐาน เช่น ห่วงโซ่อุปทาน ท่าเรือ และระบบส่งไฟฟ้า[ 58 ]

ต้นทุนการดำเนินงาน

ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานของฟาร์มกังหันลมแบ่งออกเป็น การบำรุงรักษา (38%) กิจกรรมท่าเรือ (31%) การดำเนินงาน (15%) ค่าธรรมเนียมใบอนุญาต (12%) และค่าใช้จ่ายเบ็ดเตล็ด (4%) [ 59 ]

โดยทั่วไปแล้ว ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาคิดเป็น 53% ของค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานทั้งหมด และ 25% - 30% ของต้นทุนตลอดอายุการใช้งานทั้งหมดสำหรับฟาร์มกังหันลมในทะเล ค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานและการบำรุงรักษาถือเป็นหนึ่งในอุปสรรคสำคัญต่อการพัฒนาทรัพยากรนี้ต่อไป

การบำรุงรักษาฟาร์มกังหันลมกลางทะเลมีค่าใช้จ่ายสูงกว่าการติดตั้งบนบกมาก ตัวอย่างเช่น ช่างเทคนิคเพียงคนเดียวในรถกระบะสามารถเข้าถึงกังหันลมบนบกได้อย่างรวดเร็ว ง่ายดาย และปลอดภัยในสภาพอากาศเกือบทุกแบบ ลงจากรถแล้วเดินไปยังหอคอยกังหันลมเพื่อเข้าถึงตัวเครื่องทั้งหมดได้ภายในไม่กี่นาทีหลังจากมาถึงสถานที่ แต่การเข้าถึงกังหันลมกลางทะเลนั้นต้องขับรถไปยังท่าเรือหรือสะพานเทียบเรือ บรรทุกเครื่องมือและอุปกรณ์ที่จำเป็นลงเรือ เดินทางไปยังกังหันลม ผูกเรือเข้ากับโครงสร้างกังหันลม ขนย้ายเครื่องมือและอุปกรณ์จากเรือไปยังกังหันลม และจากกังหันลมไปยังเรือ และทำขั้นตอนที่เหลือในลำดับย้อนกลับ นอกจากอุปกรณ์ความปลอดภัยมาตรฐาน เช่น หมวกนิรภัย ถุงมือ และแว่นตานิรภัยแล้ว ช่างเทคนิคกังหันลมกลางทะเลอาจต้องสวมเสื้อชูชีพ เสื้อผ้ากันน้ำหรือกันความชื้น และอาจต้องสวมชุดเอาชีวิตรอดหากสภาพการทำงาน สภาพทะเล และสภาพบรรยากาศทำให้การช่วยเหลืออย่างรวดเร็วในกรณีที่ตกน้ำเป็นไปได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้ โดยทั่วไปแล้ว ต้องใช้ช่างเทคนิคอย่างน้อยสองคนที่มีทักษะและได้รับการฝึกฝนในการใช้งานและควบคุมเรือยนต์ขนาดใหญ่ในทะเล สำหรับงานต่างๆ ที่ช่างเทคนิคเพียงคนเดียวที่มีใบขับขี่สามารถทำได้บนบกในเวลาและค่าใช้จ่ายที่น้อยกว่ามาก

ต้นทุนพลังงาน

ต้นทุนการติดตั้งกังหันลมในทะเลลดลง 30% เหลือ 78 ดอลลาร์สหรัฐต่อเมกะวัตต์ชั่วโมงในปี 2019 ซึ่งลดลงเร็วกว่าพลังงานหมุนเวียนประเภทอื่น[ 6 ] มีการเสนอแนะว่านวัตกรรมในระดับใหญ่สามารถลดต้นทุนพลังงานลมในทะเลได้ 25% ภายในปี 2020 [ 60 ] ตลาดพลังงานลมในทะเลมีบทบาทสำคัญในการบรรลุเป้าหมายพลังงานหมุนเวียนในประเทศส่วนใหญ่ทั่วโลก

การประมูลในปี 2016 สำหรับโครงการในอนาคตมีราคาสูงถึง 54.5 ยูโรต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง (MWh) ที่Borssele 3&4 ขนาด 700 เมกะวัตต์[ 61 ]เนื่องจากการประมูลของรัฐบาลและขนาด[ 62 ]และ 49.90 ยูโรต่อ MWh (ไม่รวมการส่ง) ที่Kriegers Flakขนาด 600 เมกะวัตต์ [ 63 ]

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2560 มีการมอบสัญญาในสหราชอาณาจักรด้วยราคาซื้อขายที่ 57.50 ปอนด์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง ทำให้ราคาถูกกว่าพลังงานนิวเคลียร์และแข่งขันได้กับก๊าซ[ 64 ]

ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2561 ได้มีการมอบสัญญาให้กับ Vineyard Wind รัฐแมสซาชูเซตส์ สหรัฐอเมริกา ในราคาระหว่าง 65-74 ดอลลาร์ต่อเมกะวัตต์ชั่วโมง[ 65 ] [ 66 ]

ทรัพยากรลมในทะเล

แผนที่แสดงความเร็วลมในทะเลทั่วโลก ( Global Wind Atlas 3.0)

โดยธรรมชาติแล้วทรัพยากรลมในทะเลมีขนาดใหญ่มากและกระจายตัวอย่างกว้างขวาง เมื่อพิจารณาจากอัตราส่วนของพื้นที่ผิวโลกที่ปกคลุมด้วยมหาสมุทรและทะเลเมื่อเทียบกับพื้นที่บนบก ความเร็วลมในทะเลนั้นสูงกว่าความเร็วลมบนบกในตำแหน่งเดียวกันอย่างมาก เนื่องจากไม่มีสิ่งกีดขวางที่เป็นพื้นดินและความขรุขระของผิวน้ำต่ำกว่าลักษณะภูมิประเทศบนบก เช่น ป่าไม้และทุ่งหญ้าสะวันนา ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่แสดงให้เห็นได้จากแผนที่ความเร็วลมทั่วโลกที่ครอบคลุมทั้งพื้นที่บนบกและในทะเลโดยใช้ข้อมูลและวิธีการเดียวกัน สำหรับทะเลเหนือพลังงานจากกังหันลมอยู่ที่ประมาณ 30  kWh /m² ของพื้นที่ทะเลต่อปี ส่งไปยังโครงข่ายไฟฟ้า พลังงานต่อพื้นที่ทะเลแทบจะไม่ขึ้นอยู่กับขนาดของกังหันลม[ 67 ]

ศักยภาพของทรัพยากรที่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ทางเทคนิคสำหรับพลังงานลมในทะเลขึ้นอยู่กับความเร็วลมเฉลี่ยและความลึกของน้ำ เนื่องจากสามารถผลิตไฟฟ้าจากทรัพยากรลมในทะเลได้เฉพาะในบริเวณที่สามารถติดตั้งกังหันลมได้เท่านั้น ปัจจุบัน กังหันลมในทะเลแบบฐานยึดคงที่สามารถติดตั้งได้ในระดับความลึกของน้ำประมาณ 50 เมตร (160 ฟุต) หากเกินกว่านั้นจะต้องใช้กังหันลมแบบฐานลอย ซึ่งอาจทำให้สามารถติดตั้งได้ในระดับความลึกถึง 1 กิโลเมตร (3,300 ฟุต) โดยอาศัยเทคโนโลยีที่เสนอในปัจจุบัน[ 68 ] จากการวิเคราะห์ความลึกของน้ำและความเร็วลมที่เหมาะสมที่มากกว่า 7 เมตรต่อวินาที (23 ฟุต/วินาที) ได้มีการประมาณการว่ามีศักยภาพทางเทคนิคของพลังงานลมในทะเลมากกว่า 17 เทราวัตต์ (TW) ใน 50 ประเทศที่ทำการศึกษาเท่านั้น โดยไม่รวมประเทศส่วนใหญ่ในกลุ่ม OECD เช่น ออสเตรเลีย ญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา หรือยุโรปตะวันตก ประเทศที่มีทรัพยากรมาก เช่น อาร์เจนตินาและจีน มีศักยภาพเกือบ 2 TW และ 3 TW ตามลำดับ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงศักยภาพอันมหาศาลของพลังงานลมในทะเลในสถานที่ดังกล่าว[ 69 ]

การวางแผนและการขออนุญาต

ในบริเวณปากแม่น้ำเทมส์ มีฟาร์มกังหันลมกลางทะเล 4 แห่ง ได้แก่ Kentish Flats , Gunfleet Sands , ThanetและLondon Arrayซึ่งแห่งหลังสุดเคยเป็นฟาร์มกังหัน ลม ที่ใหญ่ที่สุดในโลกจนถึงเดือนกันยายน 2018

ในการวางแผนการเดินเครื่องผลิตไฟฟ้าจากกังหันลมในทะเล จำเป็นต้องรวบรวมข้อมูลหลายประเภท ซึ่งได้แก่:

  • ลักษณะเฉพาะของลมในทะเล
  • ความลึกของน้ำ กระแสน้ำ พื้นทะเล การเคลื่อนตัวของพื้นทะเล และการกระทำของคลื่น ล้วนเป็นปัจจัยที่ส่งผลต่อภาระทางกลและโครงสร้างต่อรูปแบบการติดตั้งกังหันลมที่เป็นไปได้
  • การเจริญเติบโตของสิ่งมีชีวิตในทะเล ความเค็ม การเกิดน้ำแข็ง และ ลักษณะ ทางธรณีเทคนิคของพื้นทะเลหรือพื้นทะเลสาบ

ฮาร์ดแวร์ที่มีอยู่สำหรับการวัด ได้แก่ การตรวจจับและวัดระยะด้วยแสง ( LIDAR ) การตรวจจับและวัดระยะด้วยเสียง ( SODAR )เรดาร์ยานใต้น้ำอัตโนมัติ (AUV) และการสำรวจระยะไกลด้วยดาวเทียม แม้ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้ควรได้รับการ ประเมินและปรับปรุง ตามรายงานจากกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย อุตสาหกรรม และรัฐบาล ซึ่งได้รับการสนับสนุนจากศูนย์ Atkinson เพื่ออนาคตที่ยั่งยืน [ 70 ]

เนื่องจากมีปัจจัยหลายอย่างที่เกี่ยวข้อง หนึ่งในความยากลำบากที่ใหญ่ที่สุดของฟาร์มกังหันลมในทะเลคือความสามารถในการคาดการณ์ภาระ การวิเคราะห์ต้องคำนึงถึงการเชื่อมโยงแบบไดนามิกระหว่างการเคลื่อนที่เชิงเส้น (การเคลื่อนที่ไปข้างหน้า การเคลื่อนที่ไปด้านข้าง และการเคลื่อนที่ขึ้นลง) และการเคลื่อนที่เชิงหมุน (การหมุนรอบแกนแนวนอน การ หมุนรอบแกนแนวตั้ง และการหมุนรอบแกน ตามยาว ) ของแท่นและกังหันลม รวมถึงลักษณะไดนามิกของสายยึดสำหรับระบบลอยน้ำ ฐานรากและโครงสร้างย่อยประกอบขึ้นเป็นส่วนใหญ่ของระบบกังหันลมในทะเล และต้องคำนึงถึงปัจจัยเหล่านี้ทั้งหมด[ 70 ]

การถ่ายโอนภาระในปูนยาแนวระหว่างหอคอยและฐานรากอาจทำให้ปูนยาแนวเกิดความเครียด และ มีการใช้ แบริ่งยางยืดในกังหันลมทะเลของอังกฤษหลายแห่ง[ 71 ]

การกัดกร่อนก็เป็นปัญหาสำคัญเช่นกัน และต้องพิจารณาการออกแบบอย่างละเอียดถี่ถ้วน แนวทางการตรวจสอบการกัดกร่อนจากระยะไกลดูมีอนาคตที่สดใสมาก โดยใช้ความเชี่ยวชาญจากอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งและโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่อื่นๆ

นอกจากนี้ เนื่องจากพบว่าประสิทธิภาพการผลิตพลังงานของฟาร์มกังหันลมที่อยู่ทางทิศใต้ของฟาร์มกังหันลมในทะเลลดลงการตัดสินใจ เชิงกลยุทธ์ อาจจำเป็นต้องพิจารณาข้อจำกัดและศักยภาพในการเพิ่มประสิทธิภาพในระดับข้ามชาติ[ 72 ] [ 73 ]

แนวทางบางส่วนสำหรับการออกแบบฟาร์มกังหันลมในทะเลได้กำหนดไว้ในIEC 61400 -3 [ 74 ] [ 75 ] [ 76 ]แต่ในสหรัฐอเมริกาจำเป็นต้องมีมาตรฐานอื่นๆ อีกหลายมาตรฐาน[ 77 ]

ในสหภาพยุโรป (EU) มาตรฐานระดับชาติที่แตกต่างกันจะถูกปรับให้เป็นแนวทางที่สอดคล้องกันมากขึ้นเพื่อลดต้นทุน[ 78 ]มาตรฐานกำหนดให้การวิเคราะห์ภาระต้องอิงตามสภาพภายนอกเฉพาะพื้นที่ เช่น ลม คลื่น และกระแสน้ำ[ 79 ]

ขั้นตอนการวางแผนและการขออนุญาตอาจมีค่าใช้จ่ายมากกว่า 10 ล้านดอลลาร์ ใช้เวลา 5-7 ปี และมีผลลัพธ์ที่ไม่แน่นอน อุตสาหกรรมกำลังกดดันรัฐบาลให้ปรับปรุงกระบวนการ[ 80 ] [ 81 ] ในเดนมาร์กหน่วยงานต่างๆ ได้ปรับปรุงขั้นตอนเหล่านี้ให้คล่องตัวขึ้นโดยเจตนาเพื่อลดอุปสรรค[ 82 ]และนโยบายนี้ได้ขยายไปยังฟาร์มกังหันลมชายฝั่งด้วยแนวคิดที่เรียกว่า 'one-stop-shop' [ 83 ] สหรัฐอเมริกาได้นำรูปแบบที่คล้ายกันนี้มาใช้เรียกว่า"Smart from the Start"ในปี 2012 [ 84 ]

ในสหภาพยุโรป คำสั่งพลังงานหมุนเวียนฉบับแก้ไขปี 2018 ได้ทำให้กระบวนการขออนุญาตง่ายขึ้นเพื่อช่วยเริ่มต้นโครงการพลังงานลม[ 30 ]

การติดตั้งและการดำเนินงานของกังหันลมในทะเลอยู่ภายใต้การควบคุมทั้งกฎหมายภายในประเทศและกฎหมายระหว่างประเทศ กรอบกฎหมายระหว่างประเทศที่เกี่ยวข้องคือUNCLOS (อนุสัญญาสหประชาชาติว่าด้วยกฎหมายทะเล) ซึ่งควบคุมสิทธิและความรับผิดชอบของรัฐต่างๆ ในส่วนที่เกี่ยวกับการใช้มหาสมุทร[ 85 ]เขตทะเลที่ตั้งของกังหันลมในทะเลจะเป็นตัวกำหนดว่ากฎระเบียบใดจะนำมาใช้

ในน่านน้ำอาณาเขต (ไม่เกิน 12 ไมล์ทะเลจากเส้นฐานของชายฝั่ง) รัฐชายฝั่งมีอำนาจอธิปไตย อย่างเต็มที่ [ 85 ]ดังนั้น การควบคุมกังหันลมนอกชายฝั่งจึงอยู่ภายใต้เขตอำนาจศาลของประเทศอย่างเต็มที่

เขตเศรษฐกิจพิเศษ (ไม่เกิน 200 ไมล์ทะเลจากเส้นฐาน) ไม่ถือเป็นส่วนหนึ่งของดินแดนของรัฐ แต่ขึ้นอยู่กับเขตอำนาจและการควบคุมเฉพาะของรัฐชายฝั่งสำหรับวัตถุประสงค์ที่เลือกไว้ ซึ่งหนึ่งในนั้นคือการผลิตพลังงานจากลม[ 85 ]ซึ่งหมายความว่าภายในเขตนี้ รัฐชายฝั่งมีสิทธิที่จะติดตั้งและดำเนินการฟาร์มกังหันลมในทะเล และจัดตั้งเขตปลอดภัยรอบๆ ซึ่งเรือทุกลำต้องเคารพ ตราบใดที่มีการแจ้งให้ทราบเกี่ยวกับการติดตั้งอย่างถูกต้อง นอกจากนี้ ทั้งการติดตั้งและเขตปลอดภัยไม่สามารถรบกวนเส้นทางเดินเรือที่ถือว่าจำเป็นสำหรับการเดินเรือระหว่างประเทศได้[ 85 ]

นอกเหนือจากเขตเศรษฐกิจพิเศษแล้ว ยังมีทะเลหลวงหรือน่านน้ำสากล[ 85 ]ภายในเขตนี้ วัตถุประสงค์ของการผลิตพลังงานไม่ได้ถูกกล่าวถึงอย่างชัดเจนว่าเป็นเสรีภาพในทะเลหลวง ดังนั้นสถานะทางกฎหมายของโรงไฟฟ้าพลังงานลมในทะเลจึงไม่ชัดเจน ในแวดวงวิชาการ มีการโต้แย้งว่าความไม่แน่นอนของสถานะทางกฎหมายของโรงไฟฟ้าพลังงานลมในทะเลหลวงอาจกลายเป็นประเด็นข้อพิพาทระหว่างรัฐเกี่ยวกับสิทธิในการใช้[ 86 ] ทางออกหนึ่งที่เสนอแนะคือ โรงไฟฟ้าพลังงานลมในทะเลสามารถรวมเข้าเป็นเสรีภาพในทะเลหลวงได้ โดยพิจารณาว่าเป็นเรือหรือเกาะเทียมสิ่งก่อสร้าง และโครงสร้าง[ 86 ]

ณ ปี 2020 การผลิตพลังงานจากลมในทะเลลึกยังไม่สามารถทำได้ในทางเทคนิคเนื่องจากความยากลำบากที่เกิดจากน้ำลึก[ 87 ]อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยีของกังหันลมลอยน้ำที่ กำลังก้าวหน้า เป็นก้าวหนึ่งไปสู่การทำให้โครงการกังหันลมในน้ำลึกเป็นจริงได้[ 87 ]

ประเภท

ความคืบหน้าของการพัฒนาที่คาดการณ์ไว้ของกังหันลมสำหรับใช้งานในน้ำลึก
ศักยภาพทางเทคนิคโดยประมาณของพลังงานลมแบบติดตั้งอยู่กับที่และแบบลอยตัวนอกชายฝั่งในเวียดนาม ในแง่ของกำลังการผลิตติดตั้งในหน่วยเมกะวัตต์ (MW) ภายในระยะ 200 กิโลเมตรจากชายฝั่ง
ฐานรากแบบขาตั้งสามขาสำหรับฟาร์มกังหันลมในทะเล ในปี 2008 ที่เมืองวิลเฮล์มสฮาเฟนประเทศเยอรมนี

โดยทั่วไปแล้ว กังหันลมแบบติดตั้งบนฐานคงที่นอกชายฝั่งถือว่ามีความเป็นไปได้ทางเทคนิคในพื้นที่ที่มีความลึกของน้ำน้อยกว่า 50 เมตร (160 ฟุต) และความเร็วลมเฉลี่ยมากกว่า 7 เมตรต่อวินาที (23 ฟุต/วินาที) [ 68 ]กังหันลมแบบลอยตัวนอกชายฝั่งถือว่ามีความเป็นไปได้ทางเทคนิคในพื้นที่ที่มีความลึกของน้ำตั้งแต่ 50 ถึง 1,000 เมตร (160 ถึง 3,280 ฟุต) แผนที่ประเทศเวียดนาม ที่แสดงอยู่นี้ ให้การประมาณศักยภาพทางเทคนิคของประเทศนั้นสำหรับทั้งกังหันลมแบบติดตั้งบนฐานคงที่และแบบลอยตัวนอกชายฝั่งตามความลึกของน้ำ

ฐานรากที่มั่นคง

ฐานรากกังหันลมแบบยึดติดนอกชายฝั่งที่พบได้บ่อยที่สุด

เกือบทุกฟาร์มกังหันลมในทะเลที่กำลังดำเนินการอยู่ในปัจจุบันใช้กังหันลมแบบฐานคงที่ ยกเว้นโครงการนำร่องบางโครงการ กังหันลมในทะเลแบบฐานคงที่นั้นมีฐานคงที่อยู่ใต้น้ำ และติดตั้งในน้ำตื้นที่มีความลึกไม่เกิน 50 ถึง 60 เมตร (160 ถึง 200 ฟุต) [ 88 ]

โครงสร้างใต้น้ำมีหลายประเภท ได้แก่แบบเสาเดี่ยวแบบสามขา และแบบมีโครง โดยมีฐานรากหลายประเภทที่พื้นทะเล ได้แก่ แบบเสาเดี่ยวหรือเสาหลายต้นฐานแรงโน้มถ่วงและแบบกล่อง[ 88 ] กังหันลมในทะเลต้องใช้ฐานหลายประเภทเพื่อความเสถียร ขึ้นอยู่กับความลึกของน้ำ ปัจจุบันมีวิธีการแก้ปัญหาที่แตกต่างกันอยู่หลายวิธี: [ 9 ] [ 89 ]

  • ฐานรากส่วนใหญ่เป็นแบบเสาเดี่ยว (monopile) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 6 เมตร (20 ฟุต) ใช้ในแหล่งน้ำที่มีความลึกไม่เกิน 30 เมตร (100 ฟุต)
  • โครงสร้างปลอกเหล็กแบบดั้งเดิมที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ ในน้ำลึก 20–80 เมตร (70–260 ฟุต)
  • โครงสร้างฐานแรงโน้มถ่วง สำหรับใช้ในพื้นที่โล่งที่มีความลึกของน้ำ 20–80 เมตร
  • โครงสร้างเสาเข็มสามขาในน้ำลึก 20–80 เมตร
  • โครงสร้างฐานรากแบบดูดสามขา ในน้ำลึก 20–80 เมตร

เสาเดี่ยวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 11 เมตร (36 ฟุต) น้ำหนัก 2,000 ตัน สามารถผลิตได้ แต่เสาที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันมีน้ำหนักเพียง 1,300 ตัน ซึ่งต่ำกว่าขีดจำกัด 1,500 ตันของเรือเครนบางลำ ส่วนประกอบอื่นๆ ของกังหันมีขนาดเล็กกว่ามาก[ 90 ]

ระบบฐาน เสาเข็มสามขาเป็นแนวคิดที่พัฒนาขึ้นใหม่กว่าเพื่อใช้กับน้ำที่ลึกกว่าระบบเสาเข็มเดี่ยว โดยสามารถใช้งานได้ที่ความลึกถึง 60 เมตร เทคโนโลยีนี้ประกอบด้วยเสาเข็มเดี่ยวสามต้นที่เชื่อมต่อกันด้วยชิ้นส่วนเชื่อมต่อที่ด้านบน ข้อได้เปรียบหลักของวิธีนี้คือความง่ายในการติดตั้ง ซึ่งทำได้โดยการติดตั้งเสาเข็มเดี่ยวสามต้นแล้วจึงเพิ่มชิ้นส่วนเชื่อมต่อด้านบน ฐานที่ใหญ่ขึ้นยังช่วยลดความเสี่ยงที่จะพลิคว่ำอีกด้วย[ 91 ]

โครงสร้างแจ็คเก็ตเหล็กมาจากการดัดแปลงแนวคิดที่ใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซมานานหลายทศวรรษมาสู่อุตสาหกรรมพลังงานลมนอกชายฝั่ง ข้อได้เปรียบหลักคือสามารถเข้าถึงระดับความลึกที่สูงขึ้นได้ (สูงสุด 80 เมตร) ข้อจำกัดหลักคือต้นทุนการก่อสร้างและการติดตั้งที่สูง[ 91 ]

ลอยตัว

บลู เอช เทคโนโลยีส์ - กังหันลมลอยน้ำเครื่องแรกของโลก

สำหรับพื้นที่ที่มีความลึกมากกว่าประมาณ 60–80 เมตร การติดตั้งฐานรากแบบตายตัวนั้นไม่คุ้มค่าหรือไม่สามารถทำได้ในทางเทคนิค จึงจำเป็นต้องใช้กังหันลมลอยน้ำที่ยึดติดกับพื้นมหาสมุทร[ 92 ] [ 93 ] [ 94 ] Blue H Technologiesซึ่งต่อมาถูกซื้อกิจการโดยSeawind Ocean Technologyได้ติดตั้งกังหันลมลอยน้ำเครื่องแรกของโลกในปี 2550 [ 95 ] [ 96 ] [ 97 ] Hywindเป็นกังหันลมลอยน้ำขนาดเต็มรูปแบบเครื่องแรกของโลก ติดตั้งในทะเลเหนือนอกชายฝั่งนอร์เวย์ในปี 2552 [ 98 ] Hywind Scotlandซึ่งเปิดใช้งานในเดือนตุลาคม 2560 เป็นฟาร์มกังหันลมลอยน้ำแห่งแรกที่ใช้งานได้จริง มีกำลังการผลิต 30 เมกะวัตต์ กังหันลมลอยน้ำชนิดอื่นๆ ได้ถูกนำไปใช้งานแล้ว และยังมีโครงการอื่นๆ ที่วางแผนไว้

แกนแนวตั้ง

แม้ว่ากังหันลมบนบกส่วนใหญ่และกังหันลมขนาดใหญ่ในทะเลทั้งหมดที่ติดตั้งอยู่ในปัจจุบันจะเป็นแบบแกนแนวนอน แต่ก็ มีการเสนอให้ใช้ กังหันลมแบบแกนตั้งในการติดตั้งในทะเล เนื่องจากติดตั้งในทะเลและมีจุดศูนย์ถ่วงต่ำกว่า กังหันลมเหล่านี้จึงสามารถสร้างให้มีขนาดใหญ่กว่ากังหันลมแบบแกนแนวนอนได้ โดยมีการออกแบบที่เสนอให้มีกำลังการผลิตสูงสุดถึง 20 เมกะวัตต์ต่อกังหัน ซึ่งอาจช่วยปรับปรุงความคุ้มค่าของฟาร์มกังหันลมในทะเลได้[ 55 ]อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีการสาธิตเทคโนโลยีนี้ในขนาดใหญ่

ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับวัสดุที่ใช้ในการสร้างกังหัน

เนื่องจากกังหันลมในทะเลตั้งอยู่ในมหาสมุทรและทะเลสาบขนาดใหญ่ วัสดุที่ใช้สำหรับกังหันลมจึงต้องได้รับการดัดแปลงจากวัสดุที่ใช้สำหรับกังหันลมบนบก และปรับให้เหมาะสมเพื่อต้านทานการกัดกร่อนจากน้ำเค็มและแรงกระทำใหม่ที่เกิดขึ้นกับหอคอยที่จมอยู่ในน้ำบางส่วน โดยเหตุผลหลักประการหนึ่งที่ทำให้เกิดความสนใจในพลังงานลมในทะเลคือความเร็วลมที่สูงขึ้น ความแตกต่างของแรงกระทำบางส่วนจะมาจากแรงเฉือนที่สูงขึ้นระหว่างด้านบนและด้านล่างของกังหันลมเนื่องจากความแตกต่างของความเร็วลม นอกจากนี้ยังควรพิจารณาถึงแรงกระแทกที่จะเกิดขึ้นจากคลื่นรอบฐานของหอคอย ซึ่งนำไปสู่การใช้หอคอยท่อเหล็กสำหรับการใช้งานกังหันลมในทะเล[ 99 ]

เนื่องจากกังหันลมในทะเลสัมผัสกับเกลือและน้ำอยู่ตลอดเวลา เหล็กที่ใช้สำหรับเสาโมโนไพล์และหอคอยกังหันจึงต้องได้รับการบำบัดเพื่อต้านทานการกัดกร่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ฐานของหอคอยใน "เขตสาดน้ำ" สำหรับคลื่นที่กระทบกับหอคอยและในเสาโมโนไพล์ เทคนิคสองอย่างที่สามารถใช้ได้ ได้แก่การป้องกันด้วยกระแสไฟฟ้าและการใช้สารเคลือบเพื่อลดการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม ซึ่งเป็นแหล่งที่มาทั่วไปของการแตกร้าวจากความเค้นที่เกิดจากไฮโดรเจน [ 100 ] สำหรับการป้องกันด้วยกระแสไฟฟ้า จะมีการติดขั้วบวกชุบสังกะสีเข้ากับเสาโมโนไพล์และมีความต่างศักย์กับเหล็กมากพอที่จะเกิดการกัดกร่อนก่อนเหล็กที่ใช้ในเสาโมโนไพล์ สารเคลือบบางชนิดที่ใช้กับกังหันลมในทะเล ได้แก่ การเคลือบสังกะสีแบบจุ่มร้อนและการเคลือบอีพ็อกซี 2-3 ชั้นพร้อมชั้นเคลือบโพลียู รีเทนด้านบน [ 100 ]

การติดตั้ง

โครงสร้างฐานรากหลายแห่งสำหรับกังหันลมในทะเล ณ ท่าเรือเบรเมอร์ฮาเฟน
ภาพร่าง 3 มิติของเครนวงแหวนที่ทำการประกอบกังหันลมนอกชายฝั่ง[ 101 ]

แท่นขุดเจาะแบบพิเศษ( เรือติดตั้งกังหันลม ) ใช้สำหรับติดตั้งฐานรากและกังหันลม ณ ปี 2019 เรือรุ่นใหม่กำลังถูกสร้างขึ้น ซึ่งสามารถยกน้ำหนักได้ 3–5,000 ตัน ขึ้นไปที่ความสูง 160 เมตร (520 ฟุต) [ 102 ]ชิ้นส่วนขนาดใหญ่อาจติดตั้งได้ยาก และไจโรสโคปสามารถปรับปรุงความแม่นยำในการจัดการได้[ 103 ]การกำหนดตำแหน่งแบบไดนามิกยังถูกนำมาใช้เพื่อรักษาเสถียรภาพของเครื่องตอกเสาเข็มที่สั่นสะเทือนขณะติดตั้งฐานราก[ 104 ]

มีการใช้ ฐานรากเสาเดี่ยวจำนวนมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเพื่อสร้างฟาร์มกังหันลมแบบยึดพื้นทะเลในบริเวณน้ำตื้นได้อย่างประหยัด[ 105 ] [ 106 ] แต่ละฐานรากใช้โครงสร้างฐานรากเพียงชิ้นเดียว ซึ่งโดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ เพื่อรองรับน้ำหนักทั้งหมด (น้ำหนัก ลม ฯลฯ) ของโครงสร้างขนาดใหญ่เหนือผิวน้ำ ฐานรากประเภทอื่น ๆ ได้แก่ ฐานรากสามขา (เหล็ก) และฐานรากแบบแรงโน้มถ่วง (คอนกรีต)

กระบวนการก่อสร้างทั่วไปสำหรับฐานรากเสาเดี่ยวใต้ทะเลของกังหันลมในทรายนั้นรวมถึงการใช้เครื่องตอกเสาเข็มเพื่อตอกเสาเข็มเหล็กกลวงขนาดใหญ่ให้ลึก 25 เมตร (82 ฟุต) ลงไปในพื้นทะเล โดยผ่านชั้นหินและกรวดขนาดใหญ่หนา 0.5 เมตร (20 นิ้ว) เพื่อลดการกัดเซาะรอบเสาเข็ม เสาเข็มเหล่านี้อาจมีเส้นผ่านศูนย์กลางสี่เมตร (13 ฟุต) และมีผนังหนาประมาณ 50 มิลลิเมตร (2.0 นิ้ว) ชิ้นส่วนเชื่อมต่อ (พร้อมคุณสมบัติที่ติดตั้งไว้ล่วงหน้า เช่น การจัดเตรียมท่าเทียบเรือการป้องกันการกัดกร่อนด้วยไฟฟ้าท่อร้อยสายเคเบิลสำหรับสายเคเบิลใต้น้ำ หน้าแปลนหอคอยกังหันลม ฯลฯ) จะถูกติดเข้ากับเสาเข็มที่ตอกลงไปลึกแล้ว ทรายและน้ำจะถูกนำออกจากตรงกลางเสาเข็มและแทนที่ด้วยคอนกรีตชั้นหินขนาดใหญ่ขึ้นอีกชั้นหนึ่ง ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุด 0.5 เมตร จะถูกนำมาใช้บนพื้นผิวของพื้นทะเลเพื่อป้องกันการกัดเซาะในระยะยาว[ 106 ]

เพื่อความสะดวกในการติดตั้งหอคอยและเชื่อมต่อกับพื้นทะเล จึงติดตั้งเป็นสองส่วน คือส่วนที่อยู่ใต้น้ำและส่วนที่อยู่เหนือน้ำ[ 99 ]ทั้งสองส่วนของหอคอยเชื่อมต่อกันด้วยชิ้นส่วนเชื่อมต่อซึ่งเติมด้วยการเชื่อมต่อแบบอัดฉีดปูน การเชื่อมต่อแบบอัดฉีดปูนช่วยถ่ายโอนน้ำหนักที่หอคอยกังหันได้รับไปยังฐานรากเสาเดี่ยวที่มั่นคงกว่าของกังหัน เทคนิคหนึ่งในการเสริมความแข็งแรงของปูนที่ใช้ในการเชื่อมต่อคือการรวมเม็ดเชื่อมที่เรียกว่าตัวล็อคแรงเฉือนตามความยาวของการเชื่อมต่อปูนเพื่อป้องกันการเลื่อนระหว่างเสาเดี่ยวและหอคอย[ 107 ]

ส่วนประกอบของกังหันลมในทะเลมีขนาดใหญ่ การขนส่งส่วนประกอบระหว่างโรงงานผลิตและประกอบก่อนการติดตั้งจะต้องลดให้น้อยที่สุด ส่งผลให้ มีการสร้าง ท่าเรือสำหรับกังหันลมในทะเลขึ้นโดยเฉพาะในภูมิภาคที่มีการพัฒนากังหันลมในทะเลหนาแน่น[ 108 ]สำหรับโครงการฟาร์มกังหันลมในทะเลขนาดใหญ่ ท่าเรือสำหรับกังหันลมในทะเลจะกลายเป็นศูนย์กลางเชิงกลยุทธ์ของห่วงโซ่อุปทานสำหรับการติดตั้ง[ 109 ]

ความจุในการติดตั้ง

คาดว่าจะเกิดภาวะขาดแคลนเรือติดตั้งกังหันลมในทะเล (WTIVs) หลังปี 2022 [ 110 ] [ 111 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งเรือที่สามารถติดตั้งกังหันลมขนาด 10 เมกะวัตต์ขึ้นไป และคาดว่าความต้องการเรือที่สามารถติดตั้งกังหันลมในทะเลจะมากกว่าอุปทานภายในปี 2024 [ 112 ]

“ผู้พัฒนาพลังงานลมในทะเลเริ่มตอบสนองต่อปัญหาการขาดแคลนเรือติดตั้งกังหันลม (WTIV) ที่สามารถติดตั้งกังหันลมในทะเลขนาด 12 เมกะวัตต์ขึ้นไปได้ แต่ยังคงมีความไม่แน่นอนเกี่ยวกับความสามารถของกองเรือทั่วโลกในการจัดการกับการติดตั้งกังหันลมในทะเลตามแผนในช่วงกลางทศวรรษ 2020 (Hartkopf-Mikkelsen 2020; Rystad Energy 2020) การวิเคราะห์ของมหาวิทยาลัยทัฟส์เกี่ยวกับผลกระทบของห่วงโซ่อุปทานทั่วโลกต่อตลาดพลังงาน ลมในทะเลของสหรัฐฯ ที่กำลังเติบโต ชี้ให้เห็นว่ากองเรือ WTIV ทั่วโลกในปัจจุบันยังไม่พร้อมที่จะติดตั้งกังหันลมขนาด 12 เมกะวัตต์ขึ้นไป (Bocklet et al. 2021)” [ 113 ]

การเชื่อมต่อ

การเชื่อมต่อโครงข่าย

โครงสร้างนอกชายฝั่งสำหรับติดตั้งสถานีแปลงกระแสไฟฟ้าแรงสูงกระแสตรง (HVDC)สำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานลมในทะเล กำลังถูกเคลื่อนย้ายโดยเรือยกของหนักในประเทศนอร์เวย์

มีเทคโนโลยีหลายประเภทที่กำลังได้รับการสำรวจเพื่อเป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับการบูรณาการพลังงานลมในทะเลเข้ากับโครงข่ายไฟฟ้าบนบก วิธีการที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุดคือการใช้สายส่งไฟฟ้ากระแสสลับแรงดันสูง (HVAC) ปัจจุบันสายส่ง HVAC เป็นรูปแบบการเชื่อมต่อโครงข่ายไฟฟ้าที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับกังหันลมในทะเล[ 114 ]อย่างไรก็ตาม มีข้อจำกัดที่สำคัญหลายประการที่ทำให้ HVAC ไม่สามารถใช้งานได้จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อระยะทางไปยังกังหันลมในทะเลเพิ่มขึ้น ประการแรก HVAC มีข้อจำกัดจากกระแสประจุในสายเคเบิล[ 114 ]ซึ่งเป็นผลมาจากความจุในสายเคเบิล สายเคเบิล AC ใต้น้ำมีความจุสูงกว่าสายเคเบิล AC เหนือพื้นดินมาก ดังนั้นการสูญเสียเนื่องจากความจุจึงมีนัยสำคัญมากขึ้น และขนาดของแรงดันไฟฟ้าที่ปลายรับของสายส่งอาจแตกต่างจากขนาดที่ปลายผลิตอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงที่มีโหลดเบา เพื่อชดเชยการสูญเสียเหล่านี้ จะต้องเพิ่มสายเคเบิลหรือการชดเชยปฏิกิริยาเข้าไปในระบบ ซึ่งทั้งสองอย่างนี้จะเพิ่มต้นทุนให้กับระบบ[ 114 ]นอกจากนี้ เนื่องจากสายเคเบิล HVAC มีทั้งกำลังไฟฟ้าจริงและกำลังไฟฟ้าเสมือนไหลผ่าน จึงอาจมีการสูญเสียเพิ่มเติมได้[ 115 ]เนื่องจากการสูญเสียเหล่านี้ สายส่ง HVAC ใต้ดินจึงมีข้อจำกัดในด้านระยะทางที่สามารถขยายได้ในเชิงเศรษฐกิจ ระยะทางที่เหมาะสมสูงสุดสำหรับการส่ง HVAC สำหรับพลังงานลมในทะเลถือว่าอยู่ที่ประมาณ 120 กิโลเมตร (75 ไมล์) [ 114 ]

การใช้ สายเคเบิล กระแสตรงแรงดันสูง (HVDC) เป็นทางเลือกที่เสนอแทนการใช้สายเคเบิล HVAC สายส่ง HVDC ไม่ได้รับผลกระทบจากกระแสประจุของสายเคเบิลและมีการสูญเสียพลังงานน้อยกว่า เนื่องจาก HVDC ไม่ส่งกำลังปฏิกิริยา[ 116 ]ด้วยการสูญเสียที่น้อยกว่า สาย HVDC ใต้ทะเลสามารถขยายได้ไกลกว่า HVAC มาก ทำให้ HVDC เป็นที่นิยมสำหรับการติดตั้งกังหันลมที่อยู่ไกลจากฝั่งมาก อย่างไรก็ตาม HVDC ต้องใช้ตัวแปลงพลังงานเพื่อเชื่อมต่อกับโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับ ทั้งตัวแปลงแบบสลับสาย (LCC)และตัวแปลงแหล่งจ่ายแรงดัน (VSC)ได้รับการพิจารณาสำหรับเรื่องนี้ แม้ว่า LCC จะเป็นเทคโนโลยีที่แพร่หลายกว่าและราคาถูกกว่า แต่ VSC มีข้อดีมากกว่าหลายประการ รวมถึงการควบคุมกำลังไฟฟ้าแอคทีฟและกำลังไฟฟ้าปฏิกิริยาอย่างอิสระ[ 116 ]มีการวิจัยใหม่ในการพัฒนาเทคโนโลยี HVDC แบบไฮบริดที่มี LCC เชื่อมต่อกับ VSC ผ่านสายเคเบิล DC [ 116 ]

เพื่อขนส่งพลังงานจากกังหันลมในทะเลไปยังโรงไฟฟ้าบนบก จำเป็นต้องวางสายเคเบิลตามพื้นมหาสมุทร สายเคเบิลต้องสามารถส่งกระแสไฟฟ้าปริมาณมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งต้องอาศัยการปรับวัสดุที่ใช้สำหรับสายเคเบิลให้เหมาะสมที่สุด รวมถึงการกำหนดเส้นทางของสายเคเบิลเพื่อใช้ปริมาณวัสดุสายเคเบิลให้น้อยที่สุด[ 99 ]วิธีหนึ่งในการลดต้นทุนของสายเคเบิลที่ใช้ในงานเหล่านี้คือการเปลี่ยนตัวนำทองแดงเป็นตัวนำอะลูมิเนียม อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนที่แนะนำนี้ทำให้เกิดปัญหาการเคลื่อนที่ของสายเคเบิลที่เพิ่มขึ้นและอาจเกิดความเสียหายได้ เนื่องจากอะลูมิเนียมมีความหนาแน่นน้อยกว่าทองแดง

การเชื่อมต่อเรือเดินทะเล

ระบบชาร์จไฟฟ้านอกชายฝั่งชื่อ Stillstrom ซึ่งจะเปิดตัวโดยบริษัทขนส่งMaersk Supply Service ของเดนมาร์ก จะทำให้เรือสามารถเข้าถึงพลังงานหมุนเวียนขณะอยู่กลางทะเลได้[ 117 ]ระบบนี้เชื่อมต่อเรือเข้ากับไฟฟ้าที่ผลิตจากฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง และได้รับการออกแบบมาเพื่อลดการปล่อยมลพิษจากเรือที่จอดอยู่เฉยๆ[ 117 ]

การซ่อมบำรุง

กังหันลมกลางทะเลของฟาร์มกังหันลมรอดแซนด์ในเขตเฟห์มาร์นทางตะวันตกของทะเลบอลติก ระหว่างเยอรมนีและเดนมาร์ก (ปี 2010)

กังหันลมเข้าถึงได้ยากกว่ามากเมื่ออยู่กลางทะเล (ต้องใช้เรือบริการหรือเฮลิคอปเตอร์สำหรับการเข้าถึงตามปกติ และแท่นขุดเจาะแบบยกได้สำหรับการบริการหนัก เช่น การเปลี่ยนเกียร์) ดังนั้นความน่าเชื่อถือจึงมีความสำคัญมากกว่ากังหันลมบนบก[ 1 ] ฟาร์มกังหันลมบางแห่งที่ตั้งอยู่ห่างไกลจากฐานบนบกที่เป็นไปได้จะ มีทีมบริการอาศัยอยู่ในที่พักกลางทะเล[ 118 ]เพื่อจำกัดผลกระทบของการกัดกร่อนบนใบพัดของกังหันลม จะมีการใช้เทปป้องกันที่ทำจากวัสดุอีลาสโตเมอร์ แม้ว่าการเคลือบป้องกันการกัดกร่อนจากหยดน้ำจะให้การป้องกันจากสภาพแวดล้อมได้ดีกว่า[ 119 ]

ระบบป้องกันการกัดกร่อนด้วยกระแสไฟฟ้าแบบต่อเนื่อง (ICCP) ถูกนำมาใช้เพื่อปกป้องเสาเดี่ยวของกังหันลมและแท่นลอยน้ำของกังหันลม ระบบ ICCP กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะวิธีการแก้ปัญหาการกัดกร่อน เนื่องจากไม่จำเป็นต้องมีการตรวจสอบในสถานที่ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและคุ้มค่ากว่าระบบกัลวานิกแบบดั้งเดิม ในขณะที่ ระบบป้องกันการกัดกร่อนด้วยกระแสไฟฟ้า แบบแอโนด (GACP) แบบดั้งเดิมทำงานโดยอาศัยแรงขับเคลื่อนตามธรรมชาติระหว่างโลหะสองชนิด ระบบ ICCP ใช้แหล่งพลังงานภายนอกอย่างต่อเนื่อง

องค์กรบำรุงรักษาจะทำการบำรุงรักษาและซ่อมแซมส่วนประกอบต่างๆ โดยใช้ทรัพยากรเกือบทั้งหมดไปกับกังหัน วิธีการตรวจสอบใบพัดแบบดั้งเดิมคือให้คนงานโรยตัวลงไปที่ใบพัด ซึ่งใช้เวลาหนึ่งวันต่อกังหันหนึ่งตัว ฟาร์มบางแห่งตรวจสอบใบพัดของกังหันสามตัวต่อวันโดยการถ่ายภาพจากเสาเดี่ยวผ่านเลนส์เทเลโฟโต้ 600 มม. โดยหลีกเลี่ยงการขึ้นไป[ 120 ]บางแห่งใช้โดรนติด กล้อง [ 121 ]

เนื่องจากลักษณะที่อยู่ห่างไกล ระบบการพยากรณ์และการตรวจสอบสุขภาพของกังหันลมในทะเลจึงมีความจำเป็นมากขึ้น ระบบเหล่านี้จะช่วยให้สามารถวางแผนการบำรุงรักษาแบบทันท่วงทีได้ดียิ่งขึ้น ซึ่งจะช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานและการบำรุงรักษา ตามรายงานจากกลุ่มนักวิจัยจากมหาวิทยาลัย อุตสาหกรรม และรัฐบาล (ได้รับการสนับสนุนจากศูนย์ Atkinson เพื่ออนาคตที่ยั่งยืน ) [ 70 ]การทำให้ข้อมูลภาคสนามจากกังหันลมเหล่านี้พร้อมใช้งานจะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการตรวจสอบความถูกต้องของ รหัส การวิเคราะห์ที่ซับซ้อนซึ่งใช้ในการออกแบบกังหันลม การลดอุปสรรคนี้จะช่วยส่งเสริมการศึกษาของวิศวกรที่เชี่ยวชาญด้านพลังงานลม

การปลดประจำการ

เมื่อฟาร์มกังหันลมในทะเลแห่งแรกๆ เข้าสู่ช่วงสิ้นสุดอายุการใช้งาน อุตสาหกรรมการรื้อถอนก็พัฒนาขึ้นเพื่อนำไปรีไซเคิล โดยมีค่าใช้จ่ายประมาณ 2-4 ล้านโครนเดนมาร์ก (300,000-600,000 ดอลลาร์สหรัฐ) ต่อเมกะวัตต์ ซึ่งเจ้าของจะเป็นผู้รับประกัน[ 122 ] ฟาร์มกังหันลมในทะเลแห่งแรกที่ถูกปลดระวางคือYttre Stengrundในสวีเดนในเดือนพฤศจิกายน 2015 ตามด้วยVindebyในปี 2017 และBlythในปี 2019

ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

ฟาร์มกังหันลมในทะเลมีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนต่อหน่วยไฟฟ้าที่ผลิตได้ต่ำมาก เทียบได้กับฟาร์มกังหันลมบนบก นอกจากนี้ การติดตั้งในทะเลยังมีข้อดีคือมีผลกระทบต่อเสียงและทัศนียภาพน้อยกว่าโครงการบนบก

ข้อควรพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากผู้พัฒนาพลังงานลมนอกชายฝั่งภาคเอกชนตระหนักถึงผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมมากขึ้น จึงมีการหันมาใช้วิธีการก่อสร้างที่ยั่งยืนมากขึ้น ซึ่งสามารถเห็นได้จากความร่วมมือกับองค์กรการกุศลและชุมชนท้องถิ่น ในปี 2022 มีการประกาศว่าØrstedซึ่งเป็นผู้ให้บริการเฉพาะทางด้านพลังงานลมนอกชายฝั่ง และองค์กรการกุศลด้านสิ่งแวดล้อมWorld Wide Fund for Nature (WWF)ได้พัฒนาความร่วมมือระดับโลกเพื่อส่งเสริมการเพิ่มโครงการโครงสร้างพื้นฐานพลังงานลมนอกชายฝั่ง พร้อมทั้งให้ความสำคัญกับการส่งเสริมและจัดลำดับความสำคัญของผลกระทบที่เป็นประโยชน์ต่อความหลากหลายทางชีวภาพ[ 123 ] Vattenfallผู้ให้บริการพลังงานลมนอกชายฝั่งประกาศแพ็คเกจการลงทุนมูลค่า 15 ล้านปอนด์ในพื้นที่ Norfolk เพื่อสนับสนุนโครงการที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ[ 124 ]

เนื่องจากการพัฒนาและการขยายตัวอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมพลังงานลมในทะเล จึงมีการสร้างคำสั่งของสหภาพยุโรปหลายฉบับที่เกี่ยวข้องกับการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมที่ผู้พัฒนาต้องคำนึงถึง ในปี 2551 ได้ มีการจัดตั้ง กรอบยุทธศาสตร์ทางทะเล ของยุโรป ขึ้น โดยมีองค์ประกอบหลักคือการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA)ซึ่งช่วยลดผลกระทบเชิงลบต่อสิ่งแวดล้อมทางทะเลจากโครงสร้างพื้นฐานพลังงานลมในทะเล[ 125 ] การประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA) ถูกนำมาใช้เพื่อป้องกันการรบกวนเพิ่มเติมต่อสิ่งแวดล้อมทางทะเล รวมถึงสิ่งมีชีวิตในทะเล พื้นทะเล และระบบนิเวศโดยรวม ที่เกิดจากโครงสร้างพื้นฐานที่สำคัญ เช่น การติดตั้งพลังงานลมในทะเล[ 126 ]หากการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานพลังงานลมในทะเลไม่เป็นไปตามมาตรการที่เกี่ยวข้องกับการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อม (EIA) ผู้ประกอบการมีหน้าที่ต้องชดเชยสิ่งแวดล้อมในด้านอื่น ๆ เพื่อลดความเสียหายที่อาจเกิดขึ้น[ 127 ]

ในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2563 คณะกรรมาธิการยุโรปได้ประกาศยุทธศาสตร์สหภาพยุโรปเกี่ยวกับพลังงานหมุนเวียนนอกชายฝั่ง เพื่อสนับสนุนเป้าหมายความเป็นกลางของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศภายในปี พ.ศ. 2593 ส่วนสำคัญของยุทธศาสตร์นี้คือการขยายอุตสาหกรรมพลังงานลมนอกชายฝั่งของยุโรป โดยใช้บทบาทของอุตสาหกรรมนี้ในการกระตุ้นความร่วมมือระหว่างรัฐสมาชิก เผยแพร่แนวทางเกี่ยวกับบทบาทของการพัฒนาพลังงานลมภายใต้กฎหมายของสหภาพยุโรป ตลอดจนสนับสนุนโครงการความร่วมมือระหว่างภาครัฐและเอกชนต่างๆ[ 128 ]

ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อม

แม้ว่าอุตสาหกรรมพลังงานลมในทะเลจะเติบโตอย่างมากในช่วงหลายทศวรรษที่ผ่านมา แต่ก็ยังมีความไม่แน่นอนอยู่มากเกี่ยวกับผลกระทบของการก่อสร้างและการดำเนินงานของฟาร์มกังหันลมเหล่านี้ต่อสัตว์ทะเลและสิ่งแวดล้อมทางทะเล[ 129 ]อย่างไรก็ตาม เมื่อกำลังการผลิตพลังงานลมในทะเลเพิ่มขึ้น งานวิจัยทางวิชาการที่กำลังพัฒนาอย่างต่อเนื่องได้ศึกษาผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ ในช่วงวงจรชีวิตของกังหันลม ตั้งแต่การก่อสร้าง การดำเนินงาน และการรื้อถอน[ 130 ]ผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมต่างๆ เหล่านี้ส่งผลต่อสัตว์ทะเลหลายชนิด รวมถึงนกทะเล เต่า ปลา แมวน้ำ และวาฬ

การติดตั้งและการถอดถอน รวมถึงการบำรุงรักษาโครงสร้างกังหันลมในทะเล อาจก่อให้เกิดผลกระทบเชิงลบต่อสิ่งแวดล้อมทางทะเลอย่างมาก ช่วงเวลาของกระบวนการดังกล่าวมีความสำคัญ เนื่องจากพบว่าการมีกิจกรรมเหล่านี้ในช่วงเวลาการอพยพและการสืบพันธุ์อาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อสัตว์ทะเล เช่น นกทะเลและปลา[ 131 ]นอกจากนี้ ยังมีการกล่าวอ้างว่าการติดตั้งโครงสร้างพื้นฐานกังหันลมในทะเลเป็นปัจจัยสำคัญที่ทำให้เกิดการเคลื่อนย้ายของสัตว์ทะเล เช่น นกทะเล อย่างไรก็ตาม งานวิจัยที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับเรื่องนี้มีจำกัด[ 132 ]

ผลกระทบเชิงบวกที่สำคัญต่อสิ่งแวดล้อมของการติดตั้งกังหันลมในทะเลคือศักยภาพในการสร้างแนวปะการังเทียมแนวปะการังดังกล่าวสามารถช่วยส่งเสริมความหลากหลายของสิ่งมีชีวิตในทะเลได้โดยอ้อม ทำให้สิ่งมีชีวิตหลากหลายชนิดสามารถเจริญเติบโตได้[ 133 ]อย่างไรก็ตาม ฟาร์มกังหันลมในทะเลอาจก่อให้เกิดอันตรายต่อแหล่งที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตในทะเลได้เนื่องจากการรบกวนตะกอนบนพื้นทะเล[ 134 ]

หลักฐานจากการศึกษาที่ดำเนินการเกี่ยวกับเสียงรบกวนจากฟาร์มกังหันลมในทะเลชี้ให้เห็นว่ากระบวนการติดตั้งสามารถเปลี่ยนแปลงกระบวนการทางกายภาพและพฤติกรรมของสัตว์ เช่น โลมาและแมวน้ำได้[ 135 ]สวัสดิภาพของนกทะเลตกอยู่ในความเสี่ยงเนื่องจากมีโอกาสชนกับกังหันลม รวมทั้งทำให้นกต้องปรับเส้นทางการเดินทาง ซึ่งอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความอดทนของพวกมันในฐานะนกอพยพ[ 136 ]นอกจากนี้ การมีอยู่ของฟาร์มกังหันลมในทะเลอาจทำให้นกทะเลเปลี่ยนพฤติกรรมเนื่องจากเสียงรบกวนและภาพ[ 137 ]

เป็นที่ทราบกันดีว่าเสียงรบกวนใต้น้ำทุกรูปแบบจากการพัฒนาพื้นที่นอกชายฝั่งมีศักยภาพที่จะลดอัตราการรอดชีวิตของสัตว์ทะเลได้[ 138 ]ตั้งแต่ปี 2015 เป็นต้นมา มีวาฬตายเพิ่มขึ้นอย่างมากตามชายฝั่งตะวันออกของสหรัฐอเมริกา[ 139 ]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการก่อสร้างฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งรัฐนิวเจอร์ซีย์ยังไม่เริ่มต้นขึ้น ณ เดือนสิงหาคม 2023 จึงไม่น่าเป็นไปได้ที่การตายของวาฬเหล่านี้จะเชื่อมโยงกับกังหันลมนอกชายฝั่ง แต่การชนกับเรือและการติดอยู่ในอวนจับปลาต่างหากที่เป็นสาเหตุที่เป็นไปได้มากกว่าของการตายเหล่านี้ ตามข้อมูลของ NOAA [ 140 ]

งานวิจัยที่ดำเนินการในสเปนพบว่า การมองเห็นฟาร์มกังหันลมในทะเลสามารถลดความต้องการการท่องเที่ยวเพื่อการพักผ่อนหย่อนใจ ซึ่งส่งผลเสียต่อเศรษฐกิจระดับชาติและระดับท้องถิ่นสำหรับชุมชนชายฝั่งที่เป็นที่ตั้งของอุตสาหกรรมกังหันลมในทะเลที่กำลังพัฒนา[ 141 ]อย่างไรก็ตาม บางคนมองว่าความเชื่อมโยงนี้เกินจริงไป โดยความคิดเห็นสาธารณะบางส่วนอ้างว่าสนับสนุนการมองเห็นกังหันลม[ 142 ]ประเด็นย่อยนี้แสดงให้เห็นว่าการวิจัยเกี่ยวกับกังหันลมในทะเลยังค่อนข้างใหม่ และการนำเสนอข้อกล่าวอ้างใหม่ๆ ยังคงเป็นที่ถกเถียงกันอย่างมาก

ภัยคุกคามจากชนิดพันธุ์ต่างถิ่นรุกรานได้รับการบันทึกไว้ว่าเป็นความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญจากลมทะเลที่ทำหน้าที่เป็นแหล่งที่อยู่อาศัยที่เหมาะสม ผลกระทบอาจรวมถึงความไม่เสถียรของความหลากหลายทางชีวภาพอันเนื่องมาจากการมีอยู่ของชนิดพันธุ์ต่างถิ่นซึ่งก่อให้เกิดการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิตในทะเลรูปแบบอื่น[ 143 ]

การวางแผนพื้นที่ทางทะเลและสิ่งแวดล้อม

เนื่องจากการพัฒนาของอุตสาหกรรมพลังงานลมนอกชายฝั่ง ทำให้เกิดข้อพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมมากมายเกี่ยวกับกระบวนการตัดสินใจวางแผนเชิงพื้นที่ของกังหันลม ดังที่แสดงไว้ในส่วนข้างต้น ข้อกังวลด้านสิ่งแวดล้อมมากมายเกิดขึ้นในช่วงไม่นานมานี้เกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานลมนอกชายฝั่งกับสิ่งแวดล้อม นอกเหนือจากข้อพิจารณาที่มักถูกมองว่าเป็นสภาพลมและความสามารถในการทำกำไรในขั้นตอนการวางแผนแล้ว การวางตำแหน่งเฉพาะของฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งยังสามารถก่อให้เกิดประโยชน์อย่างมากต่อสิ่งแวดล้อมทางทะเลโดยไม่กระทบต่อเงินทุนทางธุรกิจ[ 144 ]

แบบจำลองความเสี่ยงการชนเป็นตัวอย่างที่ดีของการวางแผนพื้นที่ทางทะเลที่เริ่มรวมการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมเข้าไว้ในขั้นตอนต่างๆ ในปี 2022 รัฐบาลสกอตแลนด์ได้เผยแพร่การศึกษาที่สรุปสูตรทางคณิตศาสตร์สำหรับแบบจำลองความเสี่ยงการชนของตนเอง ซึ่งคำนวณศักยภาพที่นกทะเลจะชนกับกังหันลม[ 145 ]

ความคาดหวังที่เพิ่มขึ้นคือ การเมืองของการวางแผนพื้นที่จะมีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากจำเป็นต้องบรรลุเป้าหมายด้านพลังงานหมุนเวียน มีการกล่าวอ้างว่าการพัฒนาพลังงานลมในทะเลส่วนใหญ่มีจุดประสงค์เพื่อแก้ไขปัญหาทางการเมืองที่โครงสร้างพื้นฐานพลังงานลมบนบกเผชิญอยู่ แต่ในความเป็นจริงแล้ว ปัญหาเหล่านี้กลับถูกจำลองขึ้นมา[ 146 ]การสร้างสมดุลระหว่างการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมในกระบวนการวางแผนกับผู้มีส่วนได้ส่วนเสียที่เกี่ยวข้อง เช่น ผู้อยู่อาศัยในท้องถิ่น กลายเป็นเรื่องยาก[ 147 ]การวางแผนพื้นที่ทางทะเลสำหรับฟาร์มพลังงานลมในทะเลนั้นเกี่ยวข้องกับการเมืองอย่างมาก โดยมีวาระและผู้มีบทบาทมากมายที่พยายามมีอิทธิพลต่อกระบวนการ[ 148 ]อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการวางแผนพื้นที่ทางทะเลมีกรอบกฎหมายร่วมกัน จึงมีการกล่าวอ้างว่าเป็นประโยชน์โดยรวมต่อการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาพลังงานลมในทะเล[ 149 ]

ข้อควรพิจารณาด้านความปลอดภัย

โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานลม/พลังงานแสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ไม่ได้รับการตรวจสอบหรือมีมาตรการรักษาความปลอดภัยที่ชัดเจนใดๆ มีเพียงหลังจากเหตุการณ์โจมตี Nord Stream เท่านั้นที่บริษัทต่างๆ เริ่มตรวจสอบฟาร์มกังหันลมในทะเลโดยใช้กล้องวงจรปิดและโดรนสำหรับการตรวจสอบระยะไกล เป็นต้น[ 150 ]เนื่องจากคาดการณ์ว่าจำนวนและการกระจายตัวทางภูมิศาสตร์ของฟาร์มกังหันลมจะเพิ่มขึ้นในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า จึงจำเป็นต้องมีมาตรการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อครอบคลุมจุดบอดด้านความปลอดภัย รวมถึงจุดที่อยู่ใต้น้ำ ประเด็นเกี่ยวกับการแบ่งปันข้อมูลข่าวกรองระหว่างผู้มีส่วนได้ส่วนเสียต่างๆ และหน่วยงานกำกับดูแลก็จำเป็นต้องได้รับการแก้ไขเช่นกัน[ 151 ] ยิ่งไปกว่านั้น โครงสร้างพื้นฐานดังกล่าวมีความเสี่ยงต่อสงครามแบบสีเทา/แบบผสมผสาน และควรคำนึงถึงเรื่องนี้เมื่อพัฒนาและดำเนินการมาตรการรักษาความปลอดภัย มีการตรวจพบผู้กระทำการที่เป็นศัตรูคอยสอดแนมโครงสร้างพื้นฐานทางทะเลของสหภาพยุโรป[ 152 ]ซึ่งบ่งชี้ถึงศักยภาพของสงครามลูกผสมในเขตสีเทา ซึ่งอาจกระตุ้นให้เกิดมาตรา 5 ของนาโต้[ 153 ] การพิจารณาถึงภัยคุกคามเหล่านี้ผ่านการประเมินความเสี่ยงที่แข็งแกร่งและโปรโตคอลความปลอดภัยที่เหมาะสมเพื่อรับมือกับความเสี่ยงจากภัยคุกคามร้ายแรงยังไม่เพียงพอ[ 154 ] นอกจากนี้ ชิ้นส่วนสำคัญจำนวนมากสำหรับการก่อสร้างและบำรุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานพลังงานลมและพลังงานแสงอาทิตย์ทางทะเลยังผลิตนอกประเทศสมาชิกสหภาพยุโรป/นาโต้ ซึ่งอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อห่วงโซ่อุปทาน[ 155 ] ความปลอดภัยทางไซเบอร์เป็นอีกประเด็นสำคัญที่น่าเป็นห่วง ในปี 2022 บริษัทกังหันลม Nordex SE ของเยอรมนีถูกโจมตีด้วยแรนซัมแวร์[ 156 ]และในปีเดียวกันนั้น หลังจากการโจมตีทางไซเบอร์บนเครือข่ายดาวเทียม KA-SAT ของ Viasat Inc. ผู้ผลิตกังหันลม Enercon ของเยอรมนีก็สูญเสียการติดต่อกับกังหันลม 5,800 ตัวเป็นการชั่วคราว[ 157 ]

ฟาร์มกังหันลมกลางทะเลที่ใหญ่ที่สุด

ฟาร์มกังหันลมกลางทะเลที่มีกำลังการผลิตอย่างน้อย 600 เมกะวัตต์
ฟาร์มกังหันลม ที่ตั้ง พิกัดสถานที่ กำลังการผลิต ( เมกะวัตต์ ) จำนวน กังหันแบบ จำลองกังหันวันที่เริ่มใช้งานอ้างอิง
ฮอร์นซี 2 สหราชอาณาจักร53°54′36″เหนือ1°33′06″ตะวันออก / 53.91°N 1.5518°E / 53.91; 1.5518 ( โครงการฮอร์นซีที่สอง (1368 เมกะวัตต์) )1,386 165 ซีเมนส์ เกมส์า เอสจี 8.0-167 ดีดี 2022
ฮอร์นซี 1 สหราชอาณาจักร53°53′06″เหนือ1°47′28″ตะวันออก / 53.885°N 1.791°E / 53.885; 1.791 ( โครงการฮอร์นซี 1 (1218 เมกะวัตต์) )1,218 174ซีเมนส์ เกมส์าเอสดับเบิลยูที-7.0-154 2019 [ 158 ] [ 159 ]
สีเขียวทะเล สหราชอาณาจักร56°35′17″เหนือ1°44′28″ตะวันตก / 56.588°เหนือ 1.741°ตะวันตก / 56.588; -1.741 ( สีเขียวทะเล (1075 MW) )1,075 114 MHI Vestas V164-10 MW 2023 [ 160 ]
โมเรย์ อีสต์ สหราชอาณาจักร58°10′01″เหนือ2°41′55″ตะวันตก / 58.16708°N 2.69852°W / 58.16708; -2.69852 ( โมเรย์ อีสต์ (950 เมกะวัตต์) )950 100 MHI Vestas V164-9.5 MW 2022
เนินไทรทัน สหราชอาณาจักร53°24′เหนือ0°54′ตะวันออก / 53.4°เหนือ 0.9°ตะวันออก / 53.4; 0.9 ( ไทรทัน นอลล์ (857 เมกะวัตต์) )857 90 MHI Vestas V164-9.5 MW 2021
เจียงซู ฉีตง  จีน802 134 ผู้ผลิตในประเทศสี่รายที่แตกต่างกัน 2021
Hollandse Kust Noord เนเธอร์แลนด์52°42′54″เหนือ4°15′04″ตะวันออก / 52.7151°N 4.251°E / 52.7151; 4.251 ( ฮอลแลนด์ส์ คุสต์ นอร์ด (759 เมกะวัตต์) )759 69 ซีเมนส์ เกมส์า เอสจี 11.0-200 ดีดี 2023 [ 161 ]
บอร์สเซเล่ I และ II เนเธอร์แลนด์51°42′เหนือ3°05′ตะวันออก / 51.7°เหนือ 3.08°ตะวันออก / 51.7; 3.08 ( บอร์เซเล 1 และ 2 (752 เมกะวัตต์) )752 94ซีเมนส์ เกมส์า 8MW 2020 [ 162 ] [ 163 ]
บอร์สเซเล III และ IV เนเธอร์แลนด์51°42′25″เหนือ2°54′45″ตะวันออก / 51.707°N 2.9124°E / 51.707; 2.9124 ( บอร์เซเล 3 และ 4 (731.5 เมกะวัตต์) )731.5 77MHI Vestas V164 9.5MW 2021 [ 164 ] [ 165 ]
อีสต์แองเกลียวัน สหราชอาณาจักร52°40′เหนือ2°18′ตะวันออก / 52.66°เหนือ 2.3°ตะวันออก / 52.66; 2.3 ( อีสต์แองเกลียวัน (714 เมกะวัตต์) )714 102ซีเมนส์ เกมส์า เอสดับเบิลยูที-7.0-154 2020 [ 166 ] [ 167 ]
วอลนีย์ เอ็กซ์เทนชั่น สหราชอาณาจักร54°02′38″เหนือ3°31′19″ตะวันตก / 54.044°เหนือ 3.522°ตะวันตก / 54.044; -3.522 ( วอลนีย์ เอ็กซ์เทนชั่น (659 เมกะวัตต์) )65940+47MHI - Vestas 8.25 MW Siemens Gamesa 7 MW2018[ 168 ]
ลอนดอน อาร์เรย์ สหราชอาณาจักร51°38′38″เหนือ1°33′13″ตะวันออก / 51.6439°N 1.5536°E / 51.6439; 1.5536 ( ลอนดอน อาร์เรย์ (630 เมกะวัตต์) )630175ซีเมนส์ เกมส์า เอสดับเบิลยูที-3.6-1202013[ 169 ] [ 170 ] [ 171 ]
ครีเกอร์ส แฟลก เดนมาร์ก55°04′เหนือ13°01′ตะวันออก / 55.07°เหนือ 13.01°ตะวันออก / 55.07; 13.01 ( ครีเกอร์ส ฟลัค (605 เมกะวัตต์) )605 72 ซีเมนส์ เกมส์า เอสดับเบิลยูที-8.4-167 2021
ฟาร์มกังหันลมเจมินี เนเธอร์แลนด์54°02′10″เหนือ5°57′47″ตะวันออก / 54.036°เหนือ 5.963°ตะวันออก / 54.036; 5.963 ( ฟาร์มกังหันลมเจมินี (600 เมกะวัตต์) )600150ซีเมนส์ เกมส์ซ่า เอสดับเบิลยูที 4.02017[ 172 ] [ 173 ] [ 174 ] [ 175 ]

แผนที่แสดงที่ตั้ง

โครงการต่างๆ

ฟาร์มกังหันลมกลางทะเล มิดเดลกรุนเดน ห่างจาก โคเปนเฮเกนประเทศเดนมาร์ก3.5 กิโลเมตร

โครงการส่วนใหญ่ในปัจจุบันอยู่ในน่านน้ำยุโรปและเอเชียตะวันออก

นอกจากนี้ยังมีโครงการพัฒนาหลายโครงการที่เสนอในอเมริกาเหนือ โครงการต่างๆ กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาในสหรัฐอเมริกาในพื้นที่ที่มีลมแรงของชายฝั่งตะวันออก ทะเลสาบใหญ่ และชายฝั่งแปซิฟิก ในเดือนมกราคม 2012 ได้มีการนำแนวทางการกำกับดูแล "Smart for the Start" มาใช้ ซึ่งออกแบบมาเพื่อเร่งกระบวนการกำหนดที่ตั้งในขณะที่รวมการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมที่เข้มแข็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กระทรวงมหาดไทยได้อนุมัติ "พื้นที่พลังงานลม" นอกชายฝั่งซึ่งโครงการต่างๆ สามารถดำเนินการผ่านกระบวนการอนุมัติทางกฎหมายได้เร็วขึ้น[ 176 ] ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งแห่งแรกในสหรัฐอเมริกาคือBlock Island Wind Farm ขนาด 30 เมกะวัตต์ จำนวน 5 กังหันลม ซึ่งเปิดใช้งานในเดือนธันวาคม 2016 [ 177 ] [ 178 ]นักตกปลา และนักชีววิทยาทางทะเล หลายคนเชื่อว่าฐานของกังหันลมขนาด 6 เมกะวัตต์จำนวน 5 ตัวนอกชายฝั่งBlock Islandทำหน้าที่เป็นแนวปะการังเทียม[ 179 ]

ฟาร์มกังหันลมกลางทะเลอีกแห่งที่อยู่ในขั้นตอนการวางแผนคือบริเวณนอกชายฝั่งเวอร์จิเนียบีชเมื่อวันที่ 3 สิงหาคม 2561 Dominion Energyประกาศโครงการนำร่องกังหันลม 2 ตัว ซึ่งจะอยู่ห่างจากชายฝั่งเวอร์จิเนียบีช 27 ไมล์ พื้นที่ดังกล่าวอยู่ระหว่างการสำรวจซึ่งจะกินเวลา 4-6 สัปดาห์[ 180 ]

พลังงานลมของแคนาดาในจังหวัดออนแทรีโอกำลังดำเนินการตามสถานที่ที่เสนอหลายแห่งในทะเลสาบใหญ่รวมถึงโครงการTrillium Power Wind 1 ที่ถูกระงับ [ 181 ] ซึ่งอยู่ห่างจากชายฝั่งประมาณ 20 กิโลเมตรและมีกำลังการผลิตมากกว่า 400 เมกะวัตต์[ 182 ] โครงการอื่นๆ ของแคนาดารวมถึงโครงการหนึ่งบนชายฝั่งตะวันตกของมหาสมุทรแปซิฟิก[ 183 ]

อินเดียกำลังพิจารณาศักยภาพของโรงไฟฟ้าพลังงานลมในทะเล โดยมีการวางแผนสร้างโรงไฟฟ้าสาธิตขนาด 100 เมกะวัตต์นอกชายฝั่งรัฐคุชราต (2014) [ 184 ]ในปี 2013 กลุ่มองค์กรต่างๆ นำโดยสภาพลังงานลมโลก (GWEC)ได้เริ่มโครงการFOWIND (Facilitating Offshore Wind in India) เพื่อระบุพื้นที่ที่มีศักยภาพสำหรับการพัฒนาพลังงานลมในทะเลในอินเดีย และเพื่อกระตุ้นกิจกรรมการวิจัยและพัฒนาในด้านนี้ ในปี 2014 FOWIND ได้มอบหมายให้ศูนย์ศึกษาด้านวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี และนโยบาย (CSTEP)ดำเนินการศึกษาความเป็นไปได้เบื้องต้นใน 8 พื้นที่ในรัฐทมิฬนาฑู ซึ่งได้รับการระบุว่ามีศักยภาพ[ 185 ]

เนเธอร์แลนด์ประกาศเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 2022 ว่ารัฐบาลได้เพิ่มเป้าหมายพลังงานลมนอกชายฝั่งเป็น 21 GW ภายในปี 2030 ซึ่งจะสามารถตอบสนองความต้องการไฟฟ้าของประเทศได้ประมาณ 75% ด้วยเหตุนี้ พลังงานลมนอกชายฝั่งจึงมีส่วนสำคัญในการบรรลุเป้าหมายด้านสภาพภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้น คือการปล่อยก๊าซCO2 ลดลง 55% [ 186 ]

ในปี 2026 สหราชอาณาจักรประกาศว่าจะเข้าร่วมแผนฟาร์มกังหันลมในทะเลของยุโรปเพื่อสร้างโครงข่ายไฟฟ้าขนาด 100 GW ในทะเลเหนือ โดยเชื่อมโยงประเทศต่างๆ ผ่านสายเคเบิลใต้น้ำ[ 187 ]ประเทศอื่นๆ ที่ให้คำมั่นในแผนนี้ ได้แก่ เบลเยียม เดนมาร์ก ฝรั่งเศส เยอรมนี ไอซ์แลนด์ ไอร์แลนด์ ลักเซมเบิร์ก เนเธอร์แลนด์ และนอร์เวย์[ 188 ]

พลังงานลมนอกชายฝั่งแยกตามประเทศ

รายชื่อประเทศเรียงตามกำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลที่ติดตั้งสะสม ณ สิ้นปี (เมกะวัตต์)
อันดับ ประเทศ 2016 [ 16 ]2017 [ 16 ]2018 [ 16 ]2019 [ 17 ]2020 [ 189 ] [ 18 ]2021 [ 190 ]2022 [ 191 ]2023 [ 192 ]2024 [ 193 ]2025 [ 194 ]
1จีน1,6272,788 4,588 6,838 9,996 19,747 26,563 31,527 38,283 42,315
2สหราชอาณาจักร5,1566,651 7,963 9,723 10,428 12,281 13,601 14,741 15,623 16,071
3เยอรมนี4,1085,411 6,380 7,493 7,689 7,701 8,043 8,300 9,018 9,931
4เนเธอร์แลนด์1,1181,118 1,118 1,118 2,611 3,010 3,010 5,269 5,401 5,425
5เดนมาร์ก1,2711,268 1,329 1,703 1,703 2,343 2,343 2,343 2,687 2,687
6ไต้หวัน08 8 128 128 237 237 613 2,137 2,655
7เบลเยียม712877 1,186 1,556 2,261 2,263 2,263 2,263 2,263 2,263
8ฝรั่งเศส02 2 2 2 2 482 978 1,500 1,500
9เวียดนาม9999 99 99 99 99 396 496 496 496
10ญี่ปุ่น6065 65 85 85 85 225 346 346 346
11เกาหลีใต้ 35 38 73 73 136 104 112 112 212 312
12สวีเดน202202 192 191 192 191 191 191 191 191
13สหรัฐอเมริกา3030 30 30 42 42 42 42 174 174
14นอร์เวย์22 2 2 2 6 8 96 96 96
15ฟินแลนด์3292 87 71 71 71 71 71 71 71
16อิตาลี 0 0 0 0 0 0 30 30 30 30
=17ไอร์แลนด์2525 25 25 25 25 25 25 25 25
=17โปรตุเกส 0 0 0 0 25 25 25 25 25 25
19สเปน55 5 5 5 5 5 7 7 7
ยอดรวมทั่วโลก14,48218,65823,14029,14235,50048,17657,60967,47578,52284,541
เพิ่มขึ้น-28.8%24.0%25.9%21.8%35.7%19.6%17.1%16.4%7.7%

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Offshore_wind_power&oldid=1359799256 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ พลังงานลมในทะเล

พลังงานลมนอกชายฝั่งหรือพลังงานลมนอกชายฝั่งคือการผลิตไฟฟ้าผ่านฟาร์มกังหันลมในแหล่งน้ำ ซึ่งโดยปกติจะอยู่ในทะเล เนื่องจากไม่มีสิ่งกีดขวางในทะเลเมื่อเทียบกับบนบก...

ความจุ

ยุโรปเป็นผู้นำระดับโลกด้านพลังงานลมในทะเล โดยมีการติดตั้ง ฟาร์มกังหันลมในทะเลแห่งแรก ( Vindeby ) ใน เดนมาร์ก ในปี 1991 [ 9 ] ในปี 2009 กำลังการผลิต เฉลี่ยของกังหันลมในทะเลในยุโรปอยู่ที่ประมาณ 3 เมกะวัตต์ และคาดว่ากำลังการผลิตของกังหันลมในอนาคตจะเพิ่มขึ้นเป็น...

ค่าใช้จ่าย

ในปี 2553 สำนักงานข้อมูลพลังงานของสหรัฐอเมริกากล่าวว่า "พลังงานลมในทะเลเป็นเทคโนโลยีการผลิตพลังงานที่มีราคาแพงที่สุดที่กำลังพิจารณาสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่" [ 5 ] สถานการณ์พลังงานลมในทะเลในปี 2553 แสดงให้เห็นถึงความท้าทายทางเศรษฐกิจที่มากกว่าระบบบนบกอย่างมาก...

การพัฒนาในอนาคต

องค์การ เพื่อความร่วมมือทางเศรษฐกิจและการพัฒนา (OECD) คาดการณ์ในปี 2016 ว่าพลังงานลมนอกชายฝั่งจะเติบโตเป็น 8% ของ เศรษฐกิจทางทะเล ภายในปี 2030 และอุตสาหกรรมนี้จะจ้างงาน 435,000 คน เพิ่มมูลค่า 230 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ [ 47 ]