Una seconda fase dello sviluppo del vento offshore sta per essere avviata negli Stati Uniti, a partire dal Maine, uno stato che vede il suo futuro energetico costruito su un nuovo tipo di turbina eolica. Si tratta di uno che può galleggiare in acque più profonde e che può essere costruito in modo più economico rispetto alle turbine eoliche esistenti costruite o pianificate lungo la maggior parte della costa orientale degli Stati Uniti.
Uno dei principali beneficiari di quelli che vengono chiamati “floaters” – turbine che sono tenute da linee di ormeggio attaccate ad ancore in acque più profonde di 160 piedi – sarà probabilmente la costa occidentale degli Stati Uniti, dove la California e il Regno Unito sono stati in grado di costruire un nuovo tipo di turbina eolica.La costa occidentale degli Stati Uniti, dove la California e le Hawaii stanno progettando parchi eolici e l’Oregon e Washington dovrebbero seguire.
“Questa sarà un’industria globale”, ha previsto Walter Musial, il principale esperto di vento offshore per il National Renewable Energy Laboratory. Al momento, il business è nella sua infanzia, ma ha notato che l’80% delle acque offshore del mondo adatte alle turbine eoliche vicino ai principali centri abitati sono profonde.
Il tipo principale di turbine offshore costruite in Europa e appena iniziando a sorgere lungo la costa orientale sono installate in acque meno profonde su fondazioni fisse che possono essere troppo costose da costruire in acque più profonde. Ma i galleggianti, che hanno l’ulteriore vantaggio di essere assemblati nei porti vicini e poi rimorchiati in mare, Musial ha previsto, saranno “vicini o quasi competitivi” con loro entro il 2024.
I galleggianti probabilmente daranno una grande spinta a quello che è già diventato un grande business di energia rinnovabile ad alta intensità di capitale. Secondo una stima dell’Università del Delaware, le turbine offshore a fondo fisso esistenti in corso o in progettazione avanzata in sette stati della costa orientale comportano costi di capitale di 70 miliardi di dollari e porterebbero a 18.6 gigawatt di elettricità – la produzione equivalente di 18 centrali nucleari di medie dimensioni – tra il 2020 e il 2030 (Climatewire, 30 luglio).
A differenza delle turbine a fondo fisso, un business ora dominato da aziende europee, i galleggianti sono stati sperimentati da innovatori statunitensi, tra cui un team di ricercatori dell’Università del Maine. Si sono messi al lavoro nel 2009 per trovare una fonte di energia che potesse salvare lo stato da una crisi economica incombente, perché il prezzo del petrolio per il riscaldamento era salito a 4 dollari al gallone.
Se questo persisteva, ha notato Habib Dagher, direttore esecutivo dell’Advanced Structures and Composites Center dell’Università del Maine, avrebbe significato una bolletta annuale del riscaldamento di 10.000 dollari, spingendo le famiglie e le comunità del nord del Maine nella povertà durante i suoi inverni gelati. “Non era sostenibile e una grande crisi nello stato”, ha ricordato in un’intervista.
Così il team si è immerso in un piano per una potenziale soluzione: Il sogno di Dagher di una turbina seduta su una base fatta di galleggianti di cemento vuoti e simili a secchi.
Sostenuto dalla legislatura del Maine con un voto in meno di un’approvazione unanime e l’aiuto finanziario del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, il team ha eretto un modello di turbina eolica, un ottavo della dimensione di una turbina convenzionale, e l’ha messo su un galleggiante. Poi il team l’ha fatta trainare da un rimorchiatore fino a un sito offshore.
Era piccola ma abbastanza forte da resistere a venti potenti e onde che si infrangono, e ha fatto la storia nel 2013 come la prima turbina eolica galleggiante per alimentare l’elettricità nella rete elettrica degli Stati Uniti.
Sulla carta questo sembrava impressionante perché il potenziale eolico offshore del Maine è 36 volte maggiore della domanda totale di elettricità dello stato. Negli anni seguenti, non è successo molto, ma recentemente due seri operatori del settore si sono uniti al Maine in una partnership da 100 milioni di dollari per costruire una turbina galleggiante di dimensioni reali vicino al sito.
Sono Diamond Offshore Wind, una filiale della giapponese Mitsubishi Corp. e RWE Renewables, una filiale di una grande utility elettrica tedesca e la seconda più grande azienda eolica offshore del mondo. Il Maine ha anche iniziato a incontrare il Dipartimento degli Interni degli Stati Uniti, il Massachusetts e il New Hampshire per esplorare la possibilità di altri siti offshore che potrebbero fornire energia pulita al New England superiore.
Ora quello che è iniziato come il sogno di Dagher si è trasformato in uno più grande: “La forza dell’economia del Maine, la conservazione delle nostre risorse naturali, la salute a lungo termine e il benessere delle nostre comunità e delle generazioni future dipendono in gran parte dalla nostra transizione verso l’energia pulita e dall’affrontare la minaccia del cambiamento climatico”, ha detto il governatore del Maine. Janet Mills (D) nell’annunciare la partnership RWE-Mitsubishi.
Il pioniere degli Stati Uniti sulla costa occidentale è Alla Weinstein, ora CEO di una società chiamata Castle Wind, che propone di costruire un parco eolico galleggiante con fino a 100 turbine che girano in mare aperto a Morro Bay nella California centrale. Quando Weinstein, un’immigrata dalla Russia che è arrivata nel 1974 con poca padronanza dell’inglese e un’istruzione universitaria mezza finita, ha proposto l’idea per la prima volta nel 2008, la reazione è stata travolgente.
“Eolico galleggiante in mare aperto? “Tornate tra 15 anni”, ha ricordato Weinstein in un’intervista. “Due anni dopo, avevamo un progetto dimostrativo”
Mentre Dagher aveva lo stato del Maine alle spalle, Weinstein ha trovato solo un tiepido sostegno in California. Ma ha trovato due investitori disposti a finanziare un progetto dimostrativo, una turbina eolica a grandezza naturale su una piattaforma galleggiante da collocare al largo del Portogallo. Ha iniziato a generare elettricità nel 2011.
La dimostrazione ha aiutato la prima società di Weinstein, Principle Power Inc. a costruire altri due galleggianti in Portogallo e un altro al largo della Scozia. E Weinstein è stata selezionata per essere il primo presidente di una nuova associazione di categoria, la European Ocean Energy Association, dove i nuovi contatti l’hanno aiutata ad affinare il suo prossimo obiettivo, che era quello di tornare indietro e avviare la costruzione nelle acque profonde della California offshore.
Ha lasciato Principle Power nel 2015 e poi ha formato Castle Wind, una joint venture con EnBW North America, una filiale di una delle più grandi aziende energetiche tedesche e tra i leader mondiali nel vento offshore. La sua proposta non richiesta di costruire un parco eolico galleggiante a 30 miglia dalla costa della California centrale ha stimolato l’interesse di altri 13 potenziali offerenti che probabilmente parteciperanno a un’asta federale per il sito di locazione all’inizio del prossimo anno.
La California offre uno dei più grandi mercati di energia rinnovabile della nazione. Ha fissato obiettivi per il 50% di energia rinnovabile entro il 2025 e il 100% entro il 2045. Sta considerando proposte per un secondo parco eolico galleggiante al largo della contea di Humboldt, 270 miglia a nord di San Francisco.
La vecchia azienda di Weinstein, Principle Power, con sede a Emeryville, in California, è tra le aziende che sperano di vendere basi di turbine alla sua nuova azienda e ad altre che si preparano a fare offerte per i contratti di locazione della California. “Alla è un nostro grande cliente, e non vediamo l’ora di lavorare con lei”, ha detto João Metelo, che le è succeduto come CEO di Principle Power.
A differenza di altre tecnologie di turbine eoliche offshore, che sono state progettate principalmente in Europa, le basi brevettate “WindFloat” di Principle Power sono state inventate a Berkeley, in California. Funzionano su un sistema che distribuisce l’acqua a ciascuna delle tre zavorre galleggianti della turbina per mantenere la turbina rotante in posizione verticale indipendentemente dal beccheggio e dal rollio dell’oceano.
La tecnologia è maturata in parchi eolici nelle acque al largo di Portogallo, Scozia e Francia, e Metelo ora si aspetta che i più grandi progetti del mondo sorgano nelle acque più profonde al largo della costa occidentale e delle Hawaii. “Ha fatto grandi cose per l’industria”, ha detto Metelo, riferendosi a Weinstein.
L’eolico offshore, anche in acque più profonde e remote al largo della California, non è un business per i deboli di cuore. I gruppi di pescatori hanno sollevato obiezioni in California. Così come il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, che è preoccupato per le aree di addestramento dei piloti in mare aperto e le interferenze delle turbine rotanti con le installazioni radar.
Weinstein, che si è laureata in ingegneria elettrica allo Stevens Institute of Technology di Hoboken, N.J., e poi ha lavorato come ingegnere aeronautico per diversi anni, ha deciso che una carriera come imprenditore nel campo delle energie rinnovabili valeva i rischi.
“È più che altro che senti quello che vuoi fare, e quando ti si presenta davanti, lo senti giusto. Finché non hai paura di fare qualcosa per cui non hai il manuale, allora queste cose accadono”, ha spiegato in un’intervista.
Mentre i galleggianti sono attualmente più costosi delle turbine eoliche con una fondazione fissa nell’oceano, Musial del NREL crede che rimuoveranno una grande barriera economica nel business dell’eolico offshore perché le turbine eoliche stanno diventando più grandi, e una legge degli Stati Uniti chiamata Jones Act richiede navi di proprietà degli Stati Uniti molto grandi e molto costose per installarle in mare.
Ma i galleggianti possono essere assemblati nei porti marittimi locali, rimorchiati in mare per l’installazione e anche rimorchiati in porto per le riparazioni principali, se necessario, ha spiegato, riducendo i costi di manodopera.
C’è una terza fase nell’energia offshore che si sta sviluppando in Europa, che si applica sia ai parchi eolici fissi che a quelli galleggianti. Poiché la domanda di energia rinnovabile è cresciuta, le aziende hanno iniziato a considerare modi per ridurre la congestione delle linee elettriche producendo e immagazzinando l’energia in eccesso in mare aperto. Un modo è quello di usare l’elettrolisi per dividere l’idrogeno dall’acqua di mare e immagazzinarlo in vesciche sottomarine vicino ai parchi eolici.
La Germania ha iniziato degli esperimenti. Il governo olandese ha recentemente annunciato “Crosswind”, un parco eolico offshore non sovvenzionato, costruito dalla Royal Dutch Shell PLC, una grande compagnia petrolifera, e da Eneco, una utility locale. Esso testerà una varietà di modi per produrre e immagazzinare l’energia in eccesso in mare aperto, compresi gli array solari galleggianti, lo stoccaggio temporaneo delle batterie e un elettrolizzatore.
Una lettera inviata al parlamento olandese dal ministro degli affari economici intitolata “Offshore Wind Energy Roadmap 2030” ha spiegato che il cosiddetto idrogeno verde potrebbe impedire che il prezzo dell’elettricità generata in mare diventi troppo basso per sostenere ulteriori investimenti offshore. Ciò sarebbe realizzato producendo più idrogeno in mare e spedendolo a terra per una varietà di scopi. Questi includono la fornitura di idrogeno per le auto elettriche equipaggiate con celle a combustibile e per il riscaldamento degli edifici mentre i Paesi Bassi continuano nella loro pianificata eliminazione dei combustibili fossili.
Nonostante le ambizioni di energia rinnovabile di vari stati, gli Stati Uniti non sono ancora pronti per questo, ha sottolineato Musial. “Ma la mia sfera di cristallo dice che tra 10 anni ci preoccuperemo dell’idrogeno verde. In questo momento potrebbe essere un po’ presto.”
Ristampato da Climatewire con il permesso di E&E News. E&E fornisce una copertura quotidiana di notizie essenziali sull’energia e l’ambiente su www.eenews.net.