تسعى البلدان في جميع أنحاء العالم إلى الانتقال إلى مصادر طاقة أنظف من أجل تحقيق أهداف الحياد الكربوني. في هذه العملية ، تعد طاقة الرياح البحرية أحد مصادر الطاقة الجديدة ذات الآمال الكبيرة. بدأت المزيد والمزيد من البلدان في إيلاء الاهتمام لطاقة الرياح البحرية ، وصناعة طاقة الرياح البحرية تستهل حقبة جديدة من التطور السريع والواسع النطاق.

وفقًا لوكالة الطاقة الدولية ، يمكن لموارد طاقة الرياح البحرية في العالم أن تلبي 11 ضعف الطلب العالمي على الكهرباء بحلول عام 2040 ، وتسخير هذه الطاقة هو طريق حاسم لتحقيق الهدف العالمي المتمثل في عدم وجود انبعاثات كربونية صافية بحلول عام 2050.

في عام 2021 ، شهدت صناعة الرياح البحرية عامًا قياسيًا. في 29 يونيو ، أصدر المجلس العالمي لطاقة الرياح (GWEC) أحدث "التقرير العالمي لطاقة الرياح البحرية". ويتوقع التقرير أنه يمكن إضافة 260 جيجاوات من طاقة الرياح البحرية المركبة من 2022 إلى 2030. بحلول عام 2030 ، طاقة الرياح البحرية العالمية ستصل القدرة المركبة إلى 316 جيجاوات.

بدأت الحكومات في جميع أنحاء العالم تدرك أن طاقة الرياح البحرية لا يمكنها فقط توفير طاقة آمنة ونظيفة ويمكن الوصول إليها ، ولكن أيضًا تعزيز الصناعات الناشئة وخلق فرص العمل. لذلك ، تعمل العديد من البلدان على تسريع نشر مشاريع طاقة الرياح البحرية ووضع أهداف طموحة.

في هذا القفزة العالمية القوية للاستثمار في طاقة الرياح البحرية إلى الأمام ، هناك أيضًا بعض الاتجاهات الجديدة في صناعة الرياح البحرية.

قفزة كبيرة إلى الأمام في طاقة الرياح البحرية العالمية

في ظل خلفية الحرب الروسية الأوكرانية وأزمة الطاقة العالمية ، قامت البلدان بتسريع وتيرة التحول الجديد للطاقة ، كما تسارع بناء طاقة الرياح البحرية.

أعلنت وزارة الطاقة الأمريكية (DOE) في عام 2021 أنه سيتم نشر 30 جيجاواط من توربينات الرياح البحرية بحلول عام 2030. بناءً على التقدم الحالي في المشروع ، يتوقع قطاع الرياح البحرية الأمريكية تركيب حوالي 60 جيجاوات من طاقة الرياح البحرية بحلول عام 2035.

تتأثر اليابان بموقعها الجغرافي ، ولديها موارد طبيعية محدودة ، كما أن تطوير الطاقة المتجددة مثل الخلايا الكهروضوئية وطاقة الرياح البرية محدود للغاية ، وتباطأت الطاقة النووية بسبب حادث فوكوشيما. من أجل تحقيق إزالة الكربون بحلول عام 2050 ، اقترحت الحكومة اليابانية سياسة استخدام الطاقة المتجددة كمصدر رئيسي للطاقة ، وتريد تقديم توليد طاقة الرياح البحرية كبطاقة رابحة في أقرب وقت ممكن.

في عام 2020 ، ذكرت جمعية طاقة الرياح اليابانية JWPA أن جميع الأطراف قد توصلت إلى توافق في الآراء بشأن الهدف طويل الأجل لطاقة الرياح البحرية اليابانية: تخطط الدولة لإكمال 10 جيجاواط من طاقة الرياح البحرية المركبة في عام 2030 و 30-45 جيجاواط في عام 2040. تأثرت أوروبا ، المنطقة التقليدية لطاقة الرياح البحرية ، بالحرب الروسية الأوكرانية واشتدت أزمة الطاقة ، مما أدى إلى تسريع وتيرة تطوير طاقة الرياح البحرية. الدول الرئيسية التي لديها طاقة الرياح البحرية المثبتة في أوروبا هي المملكة المتحدة وألمانيا وهولندا والدنمارك وبلجيكا.

في عام 2021 ، ستضيف المملكة المتحدة 2.32 جيجاواط من طاقة الرياح البحرية ، وستضيف الدنمارك 0.61 جيجاواط من طاقة الرياح البحرية ، وستضيف هولندا 0.39 جيجاواط من طاقة الرياح البحرية.

وفقًا لأهداف سياسة المناخ في الاتحاد الأوروبي ، سيزداد إجمالي قدرة طاقة الرياح البحرية المركبة من 25 مليون كيلوواط حاليًا إلى 110 مليون كيلوواط بحلول عام 2030 ، وسيزداد إجمالي طاقة الرياح البحرية المركبة في أوروبا بأكثر من 25 مرة على الأساس الحالي بحلول 2050.

في الآونة الأخيرة ، رفعت الدول الأوروبية أهدافها لمنشآت طاقة الرياح البحرية. أصدرت المملكة المتحدة "إستراتيجية أمن الطاقة" في أبريل 2022 ، وتم زيادة هدف القدرة المركبة لطاقة الرياح البحرية في المملكة المتحدة في عام 2030 من 40 جيجاوات السابقة إلى 50 جيجاواط. في نفس الشهر ، أصدرت ألمانيا "حزمة عيد الفصح" ، حيث تصل طاقة الرياح البحرية إلى 30 جيجاواط على الأقل بحلول عام 2030 ، و 40 جيجاواط بحلول عام 2035 ، و 70 جيجاواط بحلول عام 2045 ، وهي نسبة أعلى بكثير من التوجيهات المستهدفة السابقة.

في مايو 2022 ، وعدت ألمانيا والدنمارك وهولندا وبلجيكا في "قمة بحر الشمال لطاقة الرياح البحرية" بأن القدرة المركبة لطاقة الرياح البحرية في البلدان الأربعة ستصل إلى 65 جيجاواط بحلول نهاية عام 2030 ؛ مرات.

وتحت هدف "التحول ثنائي الكربون 3060" ، فإن تطوير طاقة الرياح البحرية في الصين سريع للغاية أيضًا. بحلول نهاية عام 2021 ، تجاوزت السعة التراكمية المركبة لطاقة الرياح البحرية الصينية قدرة المملكة المتحدة ، لتحتل المرتبة الأولى في العالم. في عام 2021 ، تبلغ السعة المركبة الجديدة لطاقة الرياح المتصلة بالشبكة في الصين 47.57 جيجاواط ، منها السعة المركبة المتصلة بشبكة طاقة الرياح البحرية المضافة حديثًا مقسمة إلى 16.90 جيجاوات ، بزيادة سنوية قدرها 452.29٪ ؛ 60 جيجاوات ، 70 جيجاوات.

أربعة اتجاهات جديدة في طاقة الرياح البحرية

تختلف طاقة الرياح البحرية اختلافًا كبيرًا عن طاقة الرياح البرية ، ومن الصعب تطويرها ، ولكنها تتميز أيضًا بخصائص الموارد الوفيرة ، وساعات الاستخدام العالية لتوليد الطاقة ، وعدم شغل الأرض ، وعدم استهلاك المياه ، ومناسبة للتطوير على نطاق واسع .

في السنوات الأخيرة ، حولت بعض البلدان الأوروبية والأمريكية تركيز تطوير طاقة الرياح إلى الخارج. العديد من شركات تطوير طاقة الرياح ومصنعي المعدات على نطاق واسع يستكشفون بنشاط تطوير طاقة الرياح البحرية. وفي الوقت نفسه ، فإن التطور الدولي لطاقة الرياح تظهر طاقة الرياح البحرية الاتجاهات التالية:

زيادة القوة. في الوقت الحالي ، زاد متوسط السعة المركبة لطاقة الرياح البحرية الجديدة في أوروبا من 7.2 ميجاوات في عام 2019 إلى 8.2 ميجاوات في عام 2020. ومع زيادة الطلب ، أصبحت قدرة توربينات الرياح أكبر وأكبر. وفقًا لتوقعات الرابطة العالمية لطاقة الرياح ، في السنوات الخمس المقبلة ، ستصبح شفرات توربينات الرياح البحرية بطول 185-220 مترًا هي السائدة في الصناعة. في ظل الاتجاه الواسع النطاق ، تتسارع الشفرة للتحول إلى شفرة كبيرة.

في عام 2020 ، يبلغ قطر مروحة توربينات الرياح البحرية SG14DD التي أصدرتها شركة Siemens Gamesa 222 مترًا ، وسيتم تسويق توربينات الرياح عالية الكفاءة 15 ميجاوات رسميًا في عام 2024. في فبراير 2021 ، أصدرت فيستاس نموذج توربينات الرياح البحرية V236-15MW ، والذي من المتوقع أن يتم إنتاجه بكميات كبيرة في عام 2024. في أكتوبر 2021 ، قالت جنرال إلكتريك للطاقة المتجددة إنها بدأت تشغيل نموذج أولي لتوربينات الرياح البحرية بقدرة 14 ميغاواط في المياه بالقرب من روتردام بهولندا ، أي ما يقرب من ثلاثة أضعاف ارتفاع تمثال الحرية وقاعدته مجتمعة.

الرياح البحرية أقوى ، وتوربينات الرياح الأكبر تعني المزيد من توليد الطاقة ، وكفاءة أعلى ، وكهرباء أرخص للمستهلكين. أظهرت دراسة أجراها المختبر الوطني للطاقة المتجددة أن مزرعة الرياح التي تستخدم افتراضيًا 20 ميغاواط من توربينات الرياح البحرية يمكن أن توفر 24 ٪ لكل وحدة من الكهرباء مقارنة بمزرعة الرياح التي تستخدم توربينات 6 ميجاوات.

اذهب إلى أعماق البحار واتجه إلى طاقة الرياح العائمة. مع التطور التدريجي للموارد البحرية ، تستمر مشاريع طاقة الرياح البحرية في التطور بعيدًا عن البحر ، كما تتزايد المسافة البحرية للمشاريع الجديدة. من منظور بناء وتخطيط طاقة الرياح البحرية في العالم ، فإن البحار البعيدة المدى بمسافة بحرية تزيد عن 100 كيلومتر وعمق مياه يزيد عن 50 مترًا لديها موارد طاقة رياح أكثر وفرة. وأخذت المملكة المتحدة زمام المبادرة في نشر طاقة الرياح في أعماق البحار. وفقًا لبيانات Qianyao Technology ، يبلغ متوسط عمق المياه لمزارع الرياح البحرية قيد الإنشاء في أوروبا في عام 2020 36 مترًا ، وهو ما يزيد بمقدار 2 متر عن متوسط عمق المياه في عام 2019. متوسط عمق المياه 45 متر.

هناك ظاهرة ترتبط ارتباطًا وثيقًا بالتحيط العميق بالمحيطات وهي أن أنظمة طاقة الرياح العائمة على وشك الانتقال من المشاريع التجريبية إلى مزارع الرياح التجارية.

يجب أن تصبح الرياح البحرية العائمة حقيقة واقعة إذا أريد لطاقة الرياح أن تساهم في مستقبل خالٍ من الكربون. نظرًا لأن الرياح أقوى وأكثر استقرارًا في الخارج ، فإن شركات الطاقة تحول اهتمامها إلى المياه العميقة حيث لا يكون قاع البحر مناسبًا لتثبيت التوربينات.

و 80 في المائة من مناطق المحيط الأكثر رياحًا عميقة جدًا بحيث لا يمكن بناء أساساتها في قاع البحر. الحل هو تعويم توربينات الرياح العملاقة المربوطة بقاع البحر ، مما يسمح لطاقة الرياح بالامتداد إلى البلدان ذات المياه الساحلية العميقة ، أو البلدان التي لا يكون قاع البحر فيها مناسبًا للهياكل الثابتة. ستستفيد النرويج وفرنسا وإسبانيا وكوريا الجنوبية واليابان ومعظم الساحل الأمريكي.

تنتج توربينات الرياح البحرية الهيدروجين الأخضر. قال وانغ زيو ، كبير المحللين في Bloomberg New Energy Finance ، إنه على الرغم من أن تكلفة توليد الكهرباء من طاقة الرياح البحرية من المتوقع أن تكون أعلى من تكلفة طاقة الرياح البرية على المدى الطويل ، بسبب الاستقرار العالي والنطاق الأوسع للبحر. طاقة الرياح ، إنها تمثل صفقة كبيرة لإنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للماء. يمكن أن يؤدي إنتاج الهيدروجين الأخضر المدعوم من الرياح البحرية إلى زيادة كبيرة في القيمة التجارية للمشاريع البحرية.

بدأ مطور تكنولوجيا الهيدروجين الأخضر Lhyfe و Chantiers del'atlantique التعاون رسميًا لبناء أول منصة لإنتاج الهيدروجين لطاقة الرياح البحرية في العالم ، والتي سيتم استخدامها في سبتمبر 2022 في موقع اختبار SEM-REV على ساحل سان نازير ، فرنسا. ستتعاون الشركتان مع مزارع الرياح المتصلة بالشبكة أو خارج الشبكة في مشاريع إنتاج الهيدروجين المتجدد البحرية ، مع خطط لتطوير حلول إنتاج الهيدروجين الأخضر بسعة لا تقل عن 100 ميجاوات.

في يونيو 2022 ، وقعت شركة الطاقة الألمانية RWE وعملاق صناعة الصلب ArcelorMittal مذكرة تفاهم لتطوير وبناء وتشغيل مزارع الرياح البحرية ومرافق الهيدروجين التي ستوفر الطاقة المتجددة والهيدروجين الأخضر لإنتاج الفولاذ منخفض الانبعاثات في ألمانيا.

NordseeTwo ، مشروع طاقة الرياح البحرية الألمانية التابع لشركة RWE مع شركة Northland Powe ، يخطط أيضًا لإنتاج الهيدروجين في الخارج ، ووفقًا لـ RWE ، فإن مزرعة الرياح البحرية التي تبلغ قدرتها 433 ميجاوات والتي سيتم بناؤها شمال جزيرة جويست وتشغيلها تجاريًا في عام 2026 ستشمل 15 ميجاوات توربينات الرياح. بالإضافة إلى أحدث توربينات الرياح وأكثرها ابتكارًا ، يهدف الشريكان في Nordsee إلى إظهار الجدوى الفنية والتجارية لإنتاج الهيدروجين البحري ، حسبما قالت الشركة.

اتخذت شركة شل العملاقة للنفط والغاز قرارًا استثماريًا لبناء محطة هيدروجين خضراء لطاقة الرياح البحرية في ميناء روتردام. وقالت شل إنه عندما يبدأ المشروع عملياته في عام 2025 ، ستكون منشأة الهيدروجين الهولندية "أكبر مصنع هيدروجين متجدد في أوروبا.

وفقًا لشركة شل ، سيتم وضع المحلل الكهربائي بقوة 200 ميجاوات في ميناء روتردام ، أكبر ميناء بحري في أوروبا ، وسينتج ما يصل إلى 60 ألف كيلوجرام من الهيدروجين المتجدد يوميًا.

يمكن اعتبار أن طاقة الرياح البحرية قد دخلت إلى أعماق البحار ، وسوف تتحلل طاقة الرياح غير المستهلكة إلى طاقة كيميائية سائلة أو غازية من خلال التحليل الكهربائي وطرق أخرى للتخزين.مفتاح لكسر اللعبة.

تعمل بعض أجزاء الصين أيضًا على تسريع تخطيط مشاريع إنتاج الهيدروجين لطاقة الرياح البحرية. في 20 يونيو 2022 ، أصدرت شنغهاي "خطة شنغهاي لتطوير صناعة الطاقة الهيدروجينية المتوسطة والطويلة الأجل (2022-2035)" ، والتي اقترحت: " إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح البحرية من ناحية ، سنجري بحثًا حول التقنيات المتعلقة بإنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح في أعماق البحار ، وننفذ بنشاط إنشاء مشروع تجريبي بالاقتران مع التخطيط العام لطاقة الرياح في أعماق البحار في شنغهاي. سنكسر عنق الزجاجة المتمثل في استخدام المياه العذبة المحلل بالكهرباء لإنتاج الهيدروجين في البحر وتقليل تكلفة إنتاج الهيدروجين من مياه البحر ".

يقترح التخطيط ذو الصلة لمدينة تشانغتشو بمقاطعة فوجيان أيضًا تسريع تطوير طاقة الرياح البحرية بمقدار 10 ملايين كيلووات في المياه الضحلة لمدينة تشانغتشو ، ووضع قواعد صناعية للطاقة الهيدروجينية مثل طاقة الرياح البحرية لإنتاج الهيدروجين ، وتطوير مياه وقود الهيدروجين ، والنقل الذكي للأرض. المعدات ، وبناء سلسلة صناعة "إنتاج الهيدروجين - الهدرجة - تخزين الهيدروجين".

التنمية المتكاملة للموارد البحرية. ينتقل بناء طاقة الرياح البحرية تدريجياً إلى أعماق البحار ، وتكلفة مرافق النقل الجديدة مرتفعة نسبيًا.التطوير المتكامل لطاقة الرياح البحرية مع المزارع البحرية ، والنفط والغاز البحري ، وتحلية مياه البحر ، وطاقة الهيدروجين ، وتخزين الطاقة سيساعد على تحسين كفاءة استخدام منطقة البحر. يعتبر تشجيع التطبيقات الشاملة مثل إنتاج الهيدروجين من طاقة الرياح البحرية اتجاهًا هامًا لتطوير طاقة الرياح البحرية.

أصدرت العديد من المقاطعات والمدن في الصين وثائق للدعوة إلى التطوير المتكامل لتوربينات الرياح البحرية باستخدام الموارد البحرية: تقترح "الخطة الخمسية الرابعة عشرة" لمقاطعة جيانغسو تعزيز التنمية المركزية والواسعة النطاق والمستدامة لطاقة الرياح البحرية في بطريقة منظمة ، من أجل بناء مزرعة رياح بحرية على المستوى الوطني. 10 مليون كيلوواط من قاعدة طاقة الرياح ، زادت طاقة الرياح البحرية بنحو 12.12 مليون كيلوواط.

ستستكشف "الخطة الخمسية الرابعة عشرة لتنمية الطاقة المتجددة في مقاطعة تشجيانغ" نموذجًا جديدًا لتطوير قواعد طاقة الرياح البحرية "وتبني بشكل مكثف مشاريع توضيحية لطاقة الرياح البحرية + طاقة المحيط + تخزين الطاقة + إنتاج الهيدروجين + البحري. تربية المواشي + القواعد الصناعية البرية.

تقترح "الخطة الخمسية الرابعة عشرة للتنمية الاقتصادية البحرية في مقاطعة قوانغدونغ" دعم التنمية الشاملة والاستفادة من الموارد البحرية ، وتعزيز الجمع بين تطوير مشروع طاقة الرياح البحرية مع تربية المواشي البحرية وإنتاج الهيدروجين البحري ومشاهدة المعالم السياحية والسياحة ، و مواقع اختبار بحرية شاملة ، وتسعى جاهدة لتحقيق الهدف بنهاية عام 2025. وقد بلغت السعة المركبة التراكمية 18 مليون كيلوواط.

من المتوقع أن تشكل طاقة الرياح البحرية في المستقبل سلسلة صناعية جديدة ، كما ستقود تطوير المزيد من الصناعات الناشئة ، وتضخ الحيوية والطاقة في ثورة الطاقة الجديدة والطاقة النظيفة. المحرر / Xu Shengpeng