Море, которое веками служило исцелением для многих недугов, теперь вызвано на службу в качестве средства для удовлетворения растущей потребности в возобновляемых источниках энергии. На карте Северного моря обозначены районы с сильными ветрами, которые идеально подходят для генерации электроэнергии. Воды, окружающие Соединенное Королевство, отмечены лиловым цветом, где средняя скорость ветра на высоте 100 метров превышает 10 метров в секунду. Это идеальные условия для размещения ветряных электростанций.
Однако Северное море - это неспокойное место. На протяжении большей части истории оно служило полем битвы. Сегодня оно ценится за свои запасы углеводородов и обилие рыбы. На Северном море расположено несколько из самых загруженных портов мира, через которые ежегодно проходит около 250.000 контейнеровозов. Это делает его одним из самых прибыльных мест на планете. Британия многое обязана этому морю, но потребность в возобновляемых источниках энергии растет, и британские законодатели хотят превратить Северное море в гигантскую электростанцию для удовлетворения своих потребностей.
Реализуемый план имеет огромный масштаб и затрагивает десятки миллионов домохозяйств, коренным образом меняя геоэкономику прилегающей территории. Британия поклялась стать “Саудовской Аравией ветра”, но действовать по прихоти не выход. Море умеет ждать бесконечно, и рано или поздно оно вскроет все ошибки.
Расположенное в сердце северо-западной Приморской Европы, Северное море соприкасается с береговыми линиями шести высокоразвитых экономик: Великобритании, Бельгии, Нидерландов, Германии, Дании и Норвегии. Исторически сложилось так, что умеренный климат и плодородные почвы региона дополнялись запасами древесины и гидроэнергии, делая возможными интенсивное сельское хозяйство и высокую плотность населения. Многочисленные природные гавани и бухты, а также богатые запасы рыбы, способствовали возникновению голландского морского могущества, которое породило обширные колониальные торговые сети, способствуя притоку дешевого сырья и экспорту промышленных товаров.
Эта система предоставляла привилегии странам, расположенным у Северного моря, превращая их в индустриальные центры. И хотя изначально они работали за счет угля, к концу XX века основным энергетическим ресурсом стали нефть и газ Северного моря. Однако сейчас, когда экономика переходит на возобновляемые источники энергии, Северное море превращается в многообещающий и весьма ценный хаб для получения энергии ветра.
Для справки, сильные и устойчивые ветра имеются во многих местах. Но именно близость к прибрежным населенным пунктам, морским портам и энергетической инфраструктуре делает ветроэнергетику Северного моря уникальной и коммерчески выгодной. Не менее важно и то, что средняя глубина моря составляет 99,5 м, благодаря чему установка ветряных турбин в определенных местах более практична. В целом, сильные ветры, мелководье и существующая инфраструктура делают Северное море уникальным местом для использования возобновляемой энергии. Ни одна другая точка на Земле не сравнится с ним.
Особенно это справедливо для британских территорий, включающих Ламан, Кельское море, Ирландское море, Дуврский пролив, Догер Банку, устье Темзы и северную часть Атлантического океана. В настоящее время в Северном море расположено более 40 ветряных электростанций, насчитывающих в общей сложности около 2630 турбин мощностью 30 ГВт. Говоря простым языком, этого достаточно для обеспечения электроэнергией примерно 88,7 млн домохозяйств. Но страны, окружающие Северное море, имеют большие планы. Спрос на возобновляемые источники энергии быстро растет, и производство должно идти в ногу со временем. В апреле 2023 года девять европейских лидеров пообещали увеличить мощность морской ветроэнергетики Северного моря до 120 ГВт к 2030 году и минимум до 300 ГВт к 2050 году.
Это невероятное увеличение в 10 раз по сравнению с сегодняшним уровнем. Но превратить Северное море в гигантскую электростанцию непросто. Технических вопросов множество. В настоящее время самым дешевым вариантом являются одномачтовые ветрогенераторы, состоящие из стальной трубы, закрепленной на морском дне.
Ветрогенераторы, как правило, устанавливаются на морском дне, где глубина не превышает 35 метров. Однако существуют и другие типы установок, такие как треножники, которые, несмотря на свою сложность и высокую стоимость, обладают эффективными, гидродинамическими характеристиками. Некоторые из них даже более экономичны по сравнению с одномачтовыми турбинами, которые крепятся к морскому дну с помощью тросов или цепей. Среди основных типов таких установок можно выделить платформы со смешанными опорами, полупогружные и с лонжеронами.
На сегодняшний день в Северном море преобладают одномачтовые ветряные электростанции, однако в 2017 году были установлены первые плавучие сооружения. С течением времени их использование будет только увеличиваться, по мере того как развитие ветряных электростанций будет распространяться на более глубокие воды. В то же время на поверхности океана или непосредственно под ней колебания воды могут быть использованы для работы волновых ферм.
20 лет назад на побережье шотландского острова Айлей было установлено первое в мире коммерческое устройство для выработки электроэнергии из энергии волн, подключенное к национальной электросети Великобритании. Этот эксперимент увенчался успехом, и теперь Евросоюз планирует увеличить добычу электроэнергии из волн до 1 ГВт к 2030 году и до 40 ГВт к 2050 году.
Разумеется, с большим количеством энергии ветра и волн необходимо обращаться крайне осторожно. Подключение отдельных внутренних ветряных и волновых электростанций к общей энергосистеме, совместно используемой странами региона, позволит более эффективно распределять энергию и нагрузку. Соединенное Королевство и Нидерланды стремятся объединить свою прибрежную ветроэнергетику. Это первая в своем роде линия электропередач, по которой голландская прибрежная ветроэлектростанция будет подключена к британской национальной энергосистеме. В случае успеха это создаст в Северном море прецедент и позволит другим близлежащим странам присоединиться к британско-американскому проекту.
Остров в Доггер-банке, где территориальные воды Нидерландов, Германии и Дании сходятся недалеко от континентального шельфа Соединенного Королевства, будет местом размещения тысяч ветрогенераторов. Согласно голландскому исследованию, в этом месте можно будет вырабатывать до 10 гигаватт электроэнергии. Однако пока европейцы ведут переговоры, Британия опережает их на годы. На западной половине Доггер-банки, расположены ветроэлектростанции "группы B", но эти группы морских ветряных электростанций еще на стадии строительства. После его завершения она ежегодно будет обеспечивать электроэнергией до 6 млн домов, став крупнейшим в Великобритании источником возобновляемой энергии.
Ветроэнергетику могут дополнить плавучие солнечные панели, они могут способствовать выращиванию морских водорослей, потенциального источника корма для животных, имеющего и другие варианты коммерческого применения, такие как косметика, биопластик и биотопливо. Морские водоросли эффективны для фотосинтеза. Это связано с тем, что в отличие от деревьев, из которых после вырубки лесов углерод выделяется обратно в атмосферу, а биомасса водорослей связывает углекислый газ на морском дне.
Однако препятствием станет согласование нормативных актов в разных юрисдикциях и различия стандартов инфраструктуры. По всеобщему признанию, интеграция трансграничного рынка ветроэнергетики необходима. Но процесс утверждения таких проектов включает несколько органов власти, что приводит к задержкам. Помимо этого, будет необходимо урегулировать соглашение о распределении доходов между генерирующими и передающими компаниями, на что могут уйти годы. Вдобавок ко всему, Brexit усложняет интеграцию Великобритании в Европейский энергетический ландшафт, более того, независимость Шотландии, если до этого дойдет, осложнит ситуацию еще сильнее.
Морские границы Шотландии определены в соответствии с законами Вестминстера. В прошлом интересы Шотландии вызывали сомнения в связи с методами, используемыми для определения границ, в частности, углеводородные ресурсы. Этот затронул тему сепаратизма в Эдинбурге перед референдумом о независимости в 2014 году. Активисты националистической кампании отметили, что с 1973 года Лондон собрал 300 миллиардов фунтов стерлингов налогов на нефть и газ, и 90% этих доходов поступают с территории Шотландии. Таким образом, в случае разрыва с Лондоном как морская граница, так и раздел ресурсов Мирового океана станут предметом споров.
Объединение электростанций в кластере может сократить их потенциал выработки из-за индуктивных потерь мощности, тем самым снижая их эффективность. Таким образом, для обеспечения большей эффективности потребуется трансграничная оптимизация.
Учитывая все вышеизложенное, индустриализация началась в северо-западной Европе. Северное море долгое время обеспечивало этот регион рыболовными угодьями для производства продовольствия, выходом к морю для торговли и углеводородами для питания промышленности. Переход к возобновляемым технологиям является последним этапом его эксплуатации, но ни один природный ресурс не является бездонной ямой, и даже самый сытный бесплатный обед не способен удовлетворить бесконечный аппетит.
Источник: The Curious (YouTube)