В марте 2021 года администрация Байдена объявила о поставленной цели по развертыванию 30 гигаватт морской ветроэнергетики в Соединенных Штатах к 2030 году и 110 гигаватт к 2050 году. Штаты вверх и вниз по Восточному побережью уже запланировали или обязались производить до 40 гигаватт энергии морского ветра - этого достаточно для питания примерно 13 миллионов домов - к 2040 году.

Итак, что же сдерживает развитие экономики чистой энергии?

Отчет UD показывает, что существующих и планируемых национальных сортировочных портов, мест сборки, критически важных для строительства и развертывания морских ветряных турбин, к 2023 году будет недостаточно для выполнения обязательств штата и федерального уровня. Кроме того, доступная площадь сортировочного порта удовлетворит менее половины прогнозируемого спроса к 2050 году.

"Это исследование не является приблизительной оценкой", - сказал Паркисон, докторант в области морской науки и политики и научный сотрудник Knauss 2022. "Это подробный анализ, основанный на мнениях отраслевых экспертов, включая операторов судов, операторов портов, разработчиков и людей, которые занимаются этим в течение 20-30 лет. И это показывает, что отрасль сталкивается с реальным узким местом.

"Проще говоря, площадь сортировочной площадки, которой мы располагаем, слишком мала, а запланированного объема будет недостаточно, что создаст значительный дефицит, который будет иметь последствия для роста морской ветроэнергетики".

Поддержка растущей отрасли

Паркисон объяснил, что для подготовки к росту оффшорных ветряных турбин в США необходимо подумать об использовании внутренних поставок и инфраструктуры, а не полагаться исключительно на международную глобальную цепочку поставок. Однако в настоящее время инфраструктура, базирующаяся в США, недостаточно надежна для удовлетворения спроса.

Основные препятствия в цепочке поставок, с которыми сталкивается морская ветроэнергетика США, недавно были усилены отчетом Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, в котором были отражены риски зависимости от иностранной цепочки поставок, а также нехватка портов США, способных обслуживать морские ветряные турбины. Исследование UD идет еще дальше и подсчитывает, сколько акров в год необходимо для своевременного достижения целей по ветроэнергетике на шельфе США, показывая, насколько велика нехватка портов на самом деле.

Сортировочный порт обеспечивает промежуточную площадку, где могут быть размещены, частично собраны или подготовлены детали турбин для сооружения высотой с Эйфелеву башню, прежде чем они будут установлены в океане. Этот район сложен как для размещения, так и для развития.

Анализ рынка 2020 года, проведенный Паркисоном, Кемптоном и девятью студентами бакалавриата, завершенный при финансовой поддержке программы Spin In Управления экономических инноваций и партнерств UD, показал, что для проекта морской ветроэнергетики мощностью 1 гигаватт требуется 54 акра сортировочной площади в течение 2 лет.

В этом последнем отчете исследователи сравнили данные за 2020 год с тем, какие сортировочные порты будут доступны, какую площадь они обеспечивают и смогут ли эти поставки удовлетворить спрос на развертывание турбин в течение следующих 20-30 лет. Короткий ответ - этого не произойдет.

Фактически, ожидается, что общее количество запланированных и существующих сортировочных портов в США обеспечит менее половины того, что потребуется для поддержки разработки турбин в течение следующих трех десятилетий. Усложняет ситуацию тот факт, что такого объема доступной площади для перевалки будет недостаточно для поддержки множества конкурентов, соперничающих за использование одних и тех же портов перевалки, судов и других ресурсов для достижения своих целей и сроков.

Чтобы избежать эффекта домино, когда задержки в одном проекте приводят к каскаду сбоев в других проектах, в отчете предлагаются три простых решения:

• Инвестируйте в большее количество сортировочных портов скорее раньше, чем позже,

• Расширьте доступную область маршалинга и

• Используйте существующую и планируемую площадь более разумными способами.

Инвестируйте, расширяйтесь и оставайтесь умными

Европа занимается оффшорной ветроэнергетикой уже 30 лет. Его инфраструктура является зрелой и включает в себя отлаженные методы быстрого развертывания морских ветряных турбин безопасно, эффективно и экономично. Для сравнения, существующие и планируемые сортировочные порты США составляют менее трети площади и пропускной способности трех крупнейших портов Европы, наиболее часто используемых для сортировки.

"И все же в США мы планируем установить в два раза больше мощностей за более короткий промежуток времени, чем ЕС за последние 20 лет", - сказал Паркисон.

Чтобы иметь наилучшие шансы на успех, важно использовать краткосрочные альтернативы, одновременно создавая как можно большую площадь сортировки. США нужно будет "обойтись" существующей зоной сортировки, используя альтернативные методы, такие как фидерные баржи, расположенные на шельфе, которые могут перевозить оборудование из порта на монтажные суда, расположенные в море - что-то вроде ретранслятора для деталей турбин. Однако этот подход не лишен своих препятствий.

"Фидерные баржи поставляются в ограниченном количестве, они менее безопасны и требуют больше времени для завершения монтажа, что вызывает другие проблемы в дальнейшем", - объяснил Паркисон.

Возникающие в результате задержки могут повлечь за собой сборы и штрафы для застройщиков, которым необходимо продлить аренду портов сверх согласованных дат, и приведут к сбоям в "включении" электроэнергии - все это может помешать другим проектам в стадии разработки. Это также будет иметь последствия для достижения других более высоких целей, таких как федеральные целевые показатели в 30 гигаватт к 2030 году и 110 ГВт к 2050 году.

"Такими темпами эти цели не будут достигнуты", - сказал Паркисон. В более широком плане это также будет означать задержки в общенациональной многоуровневой попытке смягчить последствия изменения климата.

Увеличение объема сборки турбин в порту обеспечило бы меньшую зависимость от судов, которые сами не поспевают за ростом размеров турбин. Но методы сборки в порту также указывают на необходимость большего пространства для сортировки на сегодняшний день и для будущего роста.

"Вам нужны порты, способные не только размещать турбины мощностью 10 или 12 мегаватт, но и продвигаться к мощности турбин мощностью 15, 20, 25 мегаватт, которые будут превосходить то, что у нас есть в настоящее время", - сказал Паркисон.

Обновление портов меньшего размера - это только начало. Например, в Новой Англии уже существует сортировочный порт площадью 30 акров, а в Нью-Джерси планируется построить порт площадью 60 акров.

Также необходимо будет рассмотреть вопрос о более крупных портах. Сортировочные порты площадью около 100 акров являются более экономически обоснованным и выгодным с точки зрения логистики способом вывода турбин в море быстрее и безопаснее, чем некоторые альтернативные методы.

По словам Паркисона, европейские разработчики заявили, что они проедут 200 миль для создания значительного порта, который позволит им использовать эффективные методы развертывания. Концептуальный порт Делавэр, предложенный в анализе рынка UD 2020, является примером того, как можно было бы увеличить площадь перевалки до 100 акров. И хотя некоторые задавались вопросом, не слишком ли много иметь 100-акровый сортировочный порт в Делавэре и еще один 60-акровый сортировочный порт через залив Делавэр в Нью-Джерси, Паркисон не согласен.

"Если вы посмотрите на сумму всей существующей и планируемой площади, это все еще составляет менее половины необходимой площади", - сказала она. "Таким образом, ни один из сортировочных портов не будет отвлекать бизнес от другого; вместо этого они оба будут способствовать огромной потребности рынка".

Переход к более чистой экономике потребует приверженности, сотрудничества и взаимопомощи, но выгоды для нации и планеты будут многочисленными.

"Своевременное достижение целей администрации Байдена означает, что мы сможем быстрее обеспечить альтернативный источник энергии, чтобы вытеснить больше наших ресурсов, сжигающих ископаемое топливо", - сказал Паркисон. "Это также означает еще один источник энергетической безопасности - больше энергии, производимой внутри страны, которая меньше зависит от международной геополитики".

Затраты на ожидание больше, чем просто финансовые или логистические. Они включают в себя вещи, которые люди обычно не принимают во внимание, такие как социальные издержки углерода для здоровья, экосистем и повышения уровня моря, что вызывает особую озабоченность в Делавэре.

Клэр Рич, директор по оффшорной ветроэнергетике Американской ассоциации чистой энергетики, назвала отчет полезным инструментом, который поможет Конгрессу обосновать финансирование расширения оффшорной ветроэнергетической инфраструктуры.

"Отчет демонстрирует необходимость в плане развития портовой инфраструктуры с существенными ресурсами в законопроекте о согласовании бюджета, таком как Build Back Better", - сказал Рич.

Кемптон, профессор морской науки и политики в Калифорнийском университете, заместитель директора и основатель Центра исследований ветра (CReW), согласился, добавив: "В отчете излагается общая инфраструктура, необходимая для развертывания морской ветроэнергетики, дается количественная оценка недостатков и точно определяется, что необходимо для их преодоления. Это важно, поскольку дает штатам и разработчикам портов конкретные рекомендации, необходимые для создания инфраструктуры, отвечающей государственным и федеральным целям в области ветроэнергетики на шельфе".