Offshore-tuulivoiman kehittämisen toinen vaihe on käynnistymässä Yhdysvalloissa, ja se alkaa Mainessa, osavaltiossa, joka näkee energiatulevaisuutensa rakentuvan uudentyyppisen tuulivoimalan varaan. Se voi kellua syvemmissä vesissä, ja se voidaan rakentaa halvemmalla kuin nykyiset tuulivoimalat, joita rakennetaan tai suunnitellaan suurimmalle osalle Yhdysvaltain itärannikkoa.
Yksi tärkeimmistä hyötyjistä niin sanotuista kelluvista tuulivoimaloista – tuulivoimaloista, jotka kiinnitetään ankkureihin kiinnitetyillä kiinnitysköysillä ankkureihin syvemmissä vesissä – on luultavasti U.Yhdysvaltain länsirannikko, jossa Kaliforniassa ja Havaijilla suunnitellaan tuulipuistoja, ja Oregonin ja Washingtonin odotetaan seuraavan perässä.
”Tästä tulee maailmanlaajuinen teollisuudenala”, ennusti Walter Musial, National Renewable Energy Laboratoryn johtava merituulivoiman asiantuntija. Tällä hetkellä ala on lapsenkengissä, mutta hän totesi, että 80 prosenttia maailman tuulivoimaloille soveltuvista merivesistä suurten asutuskeskusten läheisyydessä on syvällä.
Euroopassa rakennettujen ja itärannikolla juuri nousussa olevien meriturbiinien päätyyppi asennetaan matalampiin vesiin kiinteille perustuksille, joiden rakentaminen syvemmille vesille voi olla liian kallista. Mutta kellukkeet, joiden lisäkustannuksia säästävä etu on se, että ne kootaan läheisissä satamissa ja hinataan sitten merelle, Musial ennusti, että ne ovat ”lähellä tai lähellä kustannuskilpailukykyisiä” niiden kanssa vuoteen 2024 mennessä.
Kellukkeet antavat todennäköisesti merkittävän sysäyksen sille, mistä on jo nyt tullut suuri, pääomavaltainen uusiutuvan energian liiketoiminta. Delawaren yliopiston arvion mukaan seitsemässä itärannikon osavaltiossa rakenteilla tai pitkälle kehitteillä olevat kiinteän pohjan offshore-turbiinit aiheuttavat 70 miljardin dollarin pääomakustannukset ja johtaisivat 18.6 gigawattia sähköä, mikä vastaa 18 keskikokoisen ydinvoimalan tuotantoa vuosina 2020-2030 (Climatewire, 30. heinäkuuta).
Toisin kuin kiinteän pohjan turbiineissa, joita eurooppalaiset yritykset hallitsevat nykyään, kelluvat turbiinit ovat yhdysvaltalaisten innovaattoreiden, muun muassa Mainen yliopiston tutkijaryhmän, edelläkävijöitä. He ryhtyivät vuonna 2009 etsimään energialähdettä, joka voisi pelastaa osavaltion uhkaavalta talouskriisiltä, koska lämmitysöljyn hinta oli noussut 4 dollariin gallonalta.
Jos tämä hinta pysyisi ennallaan, totesi Habib Dagher, Mainen yliopiston Advanced Structures and Composites Centerin toiminnanjohtaja, se merkitsisi 10 000 dollarin vuotuista lämmityslaskua, mikä ajaisi perheitä ja yhteisöjä Pohjois-Mainessa köyhyyteen sen jäätävinä talvina. ”Se ei ollut kestävää ja suuri kriisi osavaltiossa”, hän muistutti haastattelussa.
Niinpä tiimi syöksyi suunnittelemaan mahdollista ratkaisua: Dagherin unelma turbiinista, joka istuisi ontoista, ämpäreitä muistuttavista betonikellukkeista tehdyllä alustalla.
Mainen lainsäätäjän tukemana, yhden äänen vajaalla yksimielisellä hyväksynnällä ja Yhdysvaltain energiaministeriön taloudellisella avustuksella tiimi pystytti mallituulivoimalan, joka oli kooltaan kahdeksasosa perinteisestä turbiinista, ja asetti sen kellukkeelle. Sitten ryhmä sai hinaajan hinaamaan sen merellä sijaitsevalle paikalle.
Se oli pieni, mutta tarpeeksi vahva kestääkseen voimakkaat tuulet ja murskaavat aallot, ja se teki historiaa vuonna 2013 ensimmäisenä kelluvana tuuliturbiinina, joka syötti sähköä Yhdysvaltain sähköverkkoon.
Paperilla tämä näytti vaikuttavalta, sillä Mainen merellä oleva tuulivoiman tuotantopotentiaali on 36-kertainen osavaltion kokonaissähkön tarpeeseen nähden. Seuraavina vuosina ei tapahtunut paljoakaan, mutta äskettäin kaksi vakavasti otettavaa alan toimijaa liittyi Maineen 100 miljoonan dollarin kumppanuuteen rakentaakseen täysikokoisen kelluvan turbiinin lähelle paikkaa.
Ne ovat Diamond Offshore Wind, japanilaisen Mitsubishi Corp:n tytäryhtiö, ja RWE Renewables, suuren saksalaisen sähkölaitoksen tytäryhtiö ja maailman toiseksi suurin merituulivoimayhtiö. Maine on myös aloittanut tapaamiset Yhdysvaltain sisäministeriön, Massachusettsin ja New Hampshiren kanssa tutkiakseen mahdollisuutta muihin merituulivoima-alueisiin, jotka voisivat toimittaa puhdasta sähköä Uuden Englannin yläosaan.
Nyt Dagherin unelmana alkanut unelma on muuttunut suuremmaksi: ”Mainen talouden vahvuus, luonnonvarojemme säilyttäminen, yhteisöjemme ja tulevien sukupolvien pitkän aikavälin terveys ja hyvinvointi riippuvat suurelta osin puhtaaseen energiaan siirtymisestä ja ilmastonmuutoksen uhan torjumisesta”, sanoi Mainen hallitus. Janet Mills (D) ilmoittaessaan RWE:n ja Mitsubishin kumppanuudesta.
Yhdysvaltalainen edelläkävijä länsirannikolla on Alla Weinstein, joka on nykyään Castle Wind -nimisen yrityksen toimitusjohtaja. Yritys ehdottaa kelluvan tuulipuiston rakentamista Morro Bayn edustalle Keski-Kaliforniassa. Kun Weinstein, vuonna 1974 Venäjältä saapunut maahanmuuttaja, jolla oli vain vähän englannin kielen taitoa ja puolivalmis yliopistokoulutus, ehdotti ideaa ensimmäisen kerran vuonna 2008, reaktio oli tyrmäävä.
”Kelluva merituulivoima?” kysyttiin. ”Tulkaa takaisin 15 vuoden kuluttua”, Weinstein muisteli haastattelussa. ”Kaksi vuotta myöhemmin meillä oli demonstraatiohanke.”
Vaikka Dagherilla oli Mainen osavaltio takanaan, Weinstein löysi Kaliforniasta vain laimeaa tukea. Hän löysi kuitenkin kaksi sijoittajaa, jotka olivat halukkaita rahoittamaan demonstraatiohankkeen, täysikokoisen tuulivoimalan kelluvalla alustalla, joka oli tarkoitus sijoittaa Portugalin edustalle. Se alkoi tuottaa sähköä vuonna 2011.
Demonstraatio auttoi Weinsteinin ensimmäistä yritystä, Principle Power Inc:tä, rakentamaan kaksi muuta kelluvaa laitetta Portugaliin ja toisen Skotlannin rannikon edustalle. Ja Weinstein valittiin uuden ammattiyhdistyksen, European Ocean Energy Associationin, ensimmäiseksi puheenjohtajaksi, jossa uudet kontaktit auttoivat häntä terävöittämään seuraavaa tavoitettaan, joka oli palata takaisin ja käynnistää rakentaminen Kalifornian edustan syvissä vesissä.
Hän jätti Principle Powerin vuonna 2015 ja perusti sittemmin Castle Windin, joka on yhteisyritys Saksan suurimpiin kuuluvan energiayhtiön tytäryhtiön ja merituulivoima-alalla globaalisti johtavien yritysten joukkoon lukeutuvan EnBW North American kanssa. Hänen pyytämätön ehdotuksensa kelluvan tuulipuiston rakentamisesta 30 meripeninkulman päähän Keski-Kalifornian rannikolle on herättänyt kiinnostusta 13 muussa mahdollisessa tarjoajassa, jotka todennäköisesti osallistuvat liittovaltion huutokauppaan vuokra-alueesta ensi vuoden alussa.
Kaliforniassa on yksi maan suurimmista uusiutuvan energian markkinoista. Se on asettanut tavoitteeksi 50 prosentin uusiutuvan energian osuuden vuoteen 2025 mennessä ja 100 prosentin osuuden vuoteen 2045 mennessä. Se harkitsee ehdotuksia toisesta kelluvasta tuulipuistosta merellä Humboldtin piirikunnasta, 270 mailia San Franciscosta pohjoiseen.
Weinsteinin vanha yritys, Principle Power, joka sijaitsee Emeryvillessä, Kaliforniassa, on yksi niistä yrityksistä, jotka toivovat voivansa myydä turbiinien tukikohtia hänen uudelle yritykselleen ja muille, jotka valmistautuvat tekemään tarjouksen Kalifornian vuokrasopimuksista. ”Alla on loistava asiakkaamme, ja odotamme innolla yhteistyötä hänen kanssaan”, sanoi João Metelo, joka seurasi häntä Principle Powerin toimitusjohtajana.
Toisin kuin muut offshore-tuuliturbiiniteknologiat, jotka on suunniteltu pääasiassa Euroopassa, Principle Powerin patentoidut ”WindFloat”-perustat keksittiin Berkeleyssä, Kaliforniassa. Ne toimivat järjestelmällä, joka jakaa vettä kuhunkin turbiinin kolmeen kelluvaan painolastiin pitääkseen pyörivän turbiinin pystyssä valtameren kallistuksesta ja kallistuksesta riippumatta.
Teknologia on kypsynyt tuulipuistoiksi Portugalin, Skotlannin ja Ranskan edustan vesillä, ja Metelo odottaa nyt maailman suurimpien hankkeiden nousevan länsirannikon ja Havaijin edustan syvemmille vesille. ”Hän on tehnyt suuria asioita alalle”, Metelo sanoi viitaten Weinsteiniin.
Offshore-tuulivoima, jopa Kalifornian edustan syvemmillä ja syrjäisemmillä vesillä, ei ole heikkohermoisille tarkoitettua liiketoimintaa. Kalastusryhmät ovat esittäneet vastalauseita Kaliforniassa. Niin on tehnyt myös Yhdysvaltain puolustusministeriö, joka on huolissaan merellä sijaitsevista lentäjien harjoitusalueista ja pyörivien turbiinien aiheuttamista häiriöistä tutkalaitteistoille.
Weinstein, joka suoritti sähkötekniikan insinöörin tutkinnon Stevens Institute of Technology -korkeakoulussa Hobokenissa, N.J:ssä, ja työskenteli sen jälkeen useita vuosia ilmailuinsinöörinä, päätti, että ura yrittäjänä uusiutuvan energian alalla oli riskien arvoinen.
”Kyse on enemmänkin siitä, että tavallaan tuntee, mitä haluaa tehdä, ja kun se tulee eteen, se tuntuu oikealta. Kunhan et pelkää tehdä jotain sellaista, mihin sinulla ei ole käsikirjaa, niin sitten ne asiat tapahtuvat”, hän selitti haastattelussa.
Vaikka kelluvat tuulivoimalat ovat tällä hetkellä kalliimpia kuin tuulivoimalat, joilla on kiinteä perusta meressä, NREL:n Musial uskoo, että ne poistavat ison taloudellisen esteen merituulivoimabisneksessä, koska tuulivoimalat kasvavat yhä suuremmiksi, ja Yhdysvaltain laki, jota kutsutaan nimellä Jonesin laki (Jones Act), edellyttää erittäin suuria ja erittäin kalliita Yhdysvaltain
Mutta kelluvat tuulivoimalat voidaan koota paikallisissa satamissa, hinata merelle asennusta varten ja tarvittaessa jopa hinata takaisin satamaan suurempia korjauksia varten, hän selitti, mikä alentaa työvoimakustannuksia.
Euroopassa on nyt kehittymässä offshore-energian kolmas vaihe, joka koskee sekä kiinteitä että kelluvia tuulivoimaloita. Uusiutuvan energian kysynnän kasvaessa yritykset ovat alkaneet pohtia tapoja vähentää sähkölinjojen ruuhkautumista tuottamalla ja varastoimalla ylimääräistä energiaa merellä. Yksi tapa on käyttää elektrolyysiä vedyn erottamiseksi merivedestä ja sen varastoimiseksi vedenalaisiin rakkuloihin tuulipuistojen läheisyyteen.
Saksa on aloittanut kokeilut. Alankomaiden hallitus ilmoitti hiljattain ”Crosswindistä”, tukemattomasta merituulipuistosta, jonka rakentavat öljyalan suuryritys Royal Dutch Shell PLC ja paikallinen yleishyödyllinen yritys Eneco. Siinä testataan erilaisia tapoja tuottaa ja varastoida ylimääräistä offshore-energiaa, mukaan lukien kelluvat aurinkopaneelit, väliaikainen akkuvarastointi ja elektrolysaattori.
Talousministerin Alankomaiden parlamentille lähettämässä kirjeessä ”Offshore-tuulienergian etenemissuunnitelma 2030” selitetään, että niin sanotulla vihreällä vedyllä voitaisiin estää se, että merellä tuotetun sähkön hinnasta tulisi liian alhainen tukemaan lisää offshore-investointeja. Tämä saavutettaisiin valmistamalla enemmän vetyä merellä ja kuljettamalla sitä rannikolle erilaisiin tarkoituksiin. Niihin kuuluu vedyn toimittaminen polttokennoilla varustettuihin sähköautoihin ja rakennusten lämmitykseen, kun Alankomaat jatkaa suunniteltua asteittaista luopumista fossiilisista polttoaineista.
Vaikka eri osavaltiot pyrkivät uusiutuviin energialähteisiin, Yhdysvallat ei ole vielä valmis tähän, Musial huomautti. ”Mutta kristallipalloni sanoo, että 10 vuoden kuluttua olemme huolissamme vihreästä vedystä. Juuri nyt se saattaa olla hieman liian aikaista.”
Painettu Climatewirestä E&E Newsin luvalla. E&E tarjoaa päivittäin keskeisiä energia- ja ympäristöuutisia osoitteessa www.eenews.net.