جزایر غول پیکر انرژی هیدروژنی سبز برای میزبانی 100 گیگاوات باد فراساحلی
به گزارش آرا نیرو انتظار می رود صنعت بادی فراساحلی یا نیروگاه بادی با احداث توربین ها در آب‌های اقیانوسی در طی 25 سال آینده و تا سال 2050 به 500 گیگاوات برسد. در مورد اینکه این همه گیگاوات به کجا خواهند رفت، این یک سوال باز است. تاسیسات و خطوط انتقال جدید خشکی باید تمام آن نیرو را جذب کنند و آن را در جایی به کسی بسپارند، و این به معنای یک نبرد کاملا جدید بر سر استفاده از زمین است. یا نه، بر حسب مورد یک سرمایه گذاری جدید با یک پیشنهاد بلندپروازانه برای باز کردن مسیر رو به جلو با شبکه ای از 10 کارخانه هیدروژن سبز فراساحلی پدیدار شده است.
نامه عاشقانه هیدروژن سبز از CIP به صنعت جهانی باد فراساحلی
سرمایه گذاری مورد بحث، یک تجارت جدید به نام جزایر انرژی کپنهاگ است. سرمایه‌گذار اصلی Copenhagen Infrastructure Partners است. آنها سابقه حضور در جایی را دارند که هیچ توسعه‌دهنده انرژی‌های تجدیدپذیر قبلاً آنجا نرفته است، یکی از نمونه‌های اخیر اولین مزرعه بادی فراساحلی استونی است که در دریای بالتیک واقع شده است.
و اما CIP پیش بینی می کند که پروژه استونیایی 1 تا 1.5 گیگاوات وزن داشته باشد. این برای اولین مزرعه بادی فراساحلی بسیار چشمگیر است، به ویژه با توجه به اینکه بسیاری از پروژه های بادی فراساحلی هنوز خود را بر حسب مگاوات اندازه گیری می کنند. با این حال، این هنوز یک سیب زمینی کوچک در مقایسه با موجودی یک فروشگاه است.
سرمایه‌گذاری جدید جزایر انرژی کپنهاگ، CIP را با سرمایه‌گذارانی از اروپا و آمریکای شمالی با هدف ساخت 10 قطب انرژی تجدیدپذیر فراساحلی، هر یک با ظرفیت حدود 10 گیگاوات برای مجموع 100 گیگاوات، پیوند میدهد.
این مکان‌ها هنوز مشخص نشده‌اند، اما شرکا در حال حاضر به مکان‌هایی در دریای شمال و دریای بالتیک که به سرعت در حال توسعه برای انرژی بادی هستند، چشم دوخته‌اند. سایت های جنوب شرق آسیا نیز در این بازی هستند.
چرا یک جزیره؟
همانطور که جزایر انرژی کپنهاگ توضیح می دهد، نیروی محرکه این سرمایه گذاری توسعه و رفتن به سمت مقیاس بزرگتر است.
آنها انتظار دارند که مزارع بادی چند گیگاواتی فراساحلی در ده سال آینده اجرایی باشند و صنعت بادی به سیستم های کارآمدتری برای انتقال این انرژی از اقیانوس به ساحل نیاز خواهد داشت.
همچنين CEI توضیح می دهد: “اقتصادهای بزرگ برنامه هایی برای استقرار بیش از 500 گیگاوات ظرفیت تولید انرژی بادی دریایی تا سال 2050 دارند.” دستیابی به این هدف مستلزم استقرار بیش از 10 برابری توربین های باد فراساحلی نصب شده در 35 سال گذشته است.
صنعت بادی فراساحلی مطمئناً نشان داده است که میتواند افزایش یابد، اما کاری که نمی‌تواند انجام دهد این است که گلوگاه انتقال برق را برطرف کند. اینجاست که مفهوم جزایر انرژی مطرح می شود.
به گزارش آرا نیرو CEI توضیح می دهد: «امروزه، دغدغه کمتری در مورد ساخت مزرعه بادی فراساحلی وجود دارد، بیشترین دغدغه چگونگی ادغام و اتصال انرژی بادی دریایی تولید شده در مقیاس بزرگ به سیستم‌های برق جهانی است.»
و، اینجاست که هیدروژن سبز وارد می شود. هیدروژن سبز که به عنوان انرژی به گاز (Power-to-gas ) نیز شناخته می‌شود، گاز فسیلی را از زنجیره تأمين هیدروژن خارج می کند. هیدروژن سبز از آب توسط الکترولیز تولید می شود. ایده این است که از نیروی باد (یا هر منبع تجدید پذیر دیگری مثل نیروگاه خورشیدی) برای راه اندازی تجهیزات الکترولیز استفاده شود، در نتیجه گازی پرکاربرد و بدون آلودگی فسیلی برای سوخت، سیستم های غذایی، داروسازی، متالورژی، پالایش و سایر فرآیندهای صنعتی در اقتصاد جهانی فراهم می شود.
برق به گاز یک حوزه نسبتا جدید است اما به سرعت در حال رشد است. در سال 2020، اتصال بادی فراساحلی شروع به شکل‌گیری کرد و سهامداران انرژی نیز شروع به کشف ایده مکان‌یابی تأسیسات هیدروژن سبز در مزارع بادی فراساحلی کردند.
در مورد چرایی، از یک نظر نسبتاً ساده است. مزارع بادی معمولاً در شب زمانی که تقاضا کم است بیش از حد تولید می‌کنند و اپراتورهای شبکه را زحمت میدهد. اگر یک کاربر صنعتی، شب‌ها برای به کار گرفتن آن کیلووات‌های تمیز کار کند، مشکل کاهش تقاضا را حل میکند و هیدروژن سبز برای این کار مناسب است. تولیدکننده هیدروژن سبز نیز از نرخ پایین برق در خارج از پیک بهره می برد.
بیشتر از جزایر انرژی، هیدروژن سبز می تواند به عنوان یک حامل انرژی عمل کند که انرژی باد فراساحلی را با طیف وسیع تری از فرصت ها برای ارتباط با بازارهای انرژی محلی و جهانی فراهم میکند. برخلاف برق شبکه که برای انتقال نیاز به کابل دارد، هیدروژن را می توان از مزارع بادی دور از ساحل با خط لوله یا کشتی به ساحل منتقل کرد.
هیدروژن سبز همچنین میتواند به عنوان یک ذخیره‌ساز برای تولید برق از منابع تجدیدپذیر در صورت نیاز، در توربین گاز یا پیل سوختی، در صورت لزوم عمل کند.
نه، واقعاً چرا یک جزیره؟
البته، تأسیسات هیدروژن سبز را می توان در خشکی قرار داد، اما CEI دلیل خوبی برای ساخت آنها در فراساحل است. یافتن مکان‌های مناسب در خشکی به طور فزاینده‌ای دشوار می‌شود و پس از آن دوباره آن مسئله آزاردهنده انتقال انرژی وجود دارد.
همانطور که این شرکت آنها را توصیف می کند، مزایای پارک کردن تاسیسات هیدروژن سبز در مزارع بادی فراساحلی سبب “کاهش قابل توجه هزینه های انتقال نیرو” می‌شود، تولید هیدروژن سبز دریایی در مقیاس بزرگ و هم افزایی مرتبط بین تولید نیرو و هیدروژن است.
به گزارش آرا نیرو CEI تخمین می زند که استفاده از خط لوله هیدروژن برای انتقال انرژی از مزارع بادی به ساحل 80 درصد کمتر از هزینه کابل جریان مستقیم ولتاژ بالا است. چقدر ارزون!
آنها همچنین پیش‌بینی می‌کنند که استقرار فناوری‌های اثبات‌شده در مقیاس بزرگ به کاهش هزینه‌ها برای جزایر انرژی آنها کمک میکند، همراه با تکیه بر زنجیره‌های تأمین محلی که از قبل برای پروژه‌های زیرساختی فراساحلی راه‌اندازی شده‌اند.
البته CEI توضیح میدهد: «جزایر انرژی، فناوری‌های موجود و اثبات‌شده را به روشی جدید و نوآورانه و در مقیاس بسیار بزرگتر ترکیب می‌کنند، که امکان ساخت مقرون‌به‌صرفه و یکپارچه‌سازی باد فراساحلی را فراهم میکند.
به هر حال، برق به گاز فقط یک شروع است. آخرین مورد Power-to-X است که به سوخت های الکتریکی، آمونیاک و سایر محصولاتی که می توانند با هیدروژن سبز ساخته شوند اشاره دارد.
در مورد آب چطور؟
در مورد اینکه چگونه یک سیستم الکترولیز می تواند روی آب دریا کار کند، این یک سوال خوب است. الکترولیزهای معمولی غشاهای ظریفی را مستقر می‌کنند که می توانند به سرعت توسط ناخالصی های موجود در آب آلوده شوند.
از آنجایی که CEI قصد دارد از فناوری های اثبات شده استفاده کند، محتمل ترین راه حل تجهیز جزایر انرژی به سیستم های نمک زدایی است. اگر گران به نظر میرسد، البته که گران است، اما کار برای کاهش هزینه سیستم‌های پیش تصفیه آب در حال انجام است.
راه دیگر بهبود خود الکترولیزها است. این بیشتر یک راه حل بلند مدت است، اما در حال وقوع است.
به گزارش آرا نیرو بازار جهانی هیدروژن سبز، هنوز پیچیده است. در اوایل این ماه، یک تیم تحقیقاتی از گروه اقتصاد صنعتی و مدیریت فناوری در دانشگاه علم و صنعت نروژ، مطالعه‌ای را درباره فعالیت هیدروژن سبز و بادهای فراساحلی در دریای شمال طی 35 سال آینده منتشر کرد.
تمرکز ویژه آنها بر توسعه هاب های انتقال فراساحلی بود، با تولید هیدروژن سبز در ساحل، نه در فراساحل که استفاده اولیه برای تولید برق در خشکی خواهد بود.
این می تواند به دلیل هزینه نسبتاً بالای هیدروژن سبز در مقایسه با گاز فسیلی، مشکلاتی را ایجاد کند. با این وجود، محققان پیش بینی می کنند که استقرار انعطاف‌پذیر هیدروژن می تواند به کاهش تأثیر کلی بر هزینه ها کمک کند.
اگر محاسبات کاهش هزینه CEI محقق شود، مفهوم جزایر انرژی برای تولید هیدروژن در دریا نیز می تواند به اثر کاهش دهنده کمک کند.
کمک دیگر می تواند از روند چند منظوره مزرعه بادی فراساحلی باشد، که موضوع داغ گفتگو در کنفرانس انرژی اقیانوس 2023 در لاهه بود، با آرایه های خورشیدی شناور و دستگاه های انرژی موجی که به طور بالقوه در بازی هستند.
منبع: CleanTech
