Drijvende offshore windturbines maken opmars in de VS

Een tweede fase van offshore windontwikkeling staat op het punt van start te gaan in de VS, te beginnen in Maine, een staat die zijn energietoekomst gebouwd ziet op een nieuw type windturbine. Het is er een die kan drijven in diepere wateren en die goedkoper kan worden gebouwd dan bestaande windturbines die worden gebouwd of gepland langs het grootste deel van de Amerikaanse oostkust.

Een van de belangrijkste begunstigden van wat wordt genoemd “floaters”-turbines die worden vastgehouden door trossen die zijn bevestigd aan ankers in wateren dieper dan 160 voet – zal waarschijnlijk de Amerikaanse westkust zijn, waar Californië en de VS in de buurt zijn.Westkust van de VS, waar Californië en Hawaï plannen maken voor windmolenparken en Oregon en Washington naar verwachting zullen volgen.

“Dit wordt een wereldwijde industrie,” voorspelde Walter Musial, de belangrijkste expert op het gebied van offshore wind voor het National Renewable Energy Laboratory. Op dit moment staat de business in de kinderschoenen, maar hij merkte op dat 80% van ’s werelds offshore-wateren die geschikt zijn voor windturbines in de buurt van grote bevolkingscentra diep zijn.

Het belangrijkste type offshore-turbines dat in Europa wordt gebouwd en net begint op te komen langs de oostkust, wordt geïnstalleerd in ondiepere wateren op vaste funderingen die te duur kunnen zijn om in diepere wateren te bouwen. Maar floaters, die het extra kostenbesparende voordeel hebben dat ze in nabijgelegen havens worden geassembleerd en vervolgens naar zee worden gesleept, voorspelde Musial, zullen tegen 2024 “dicht bij of dicht bij kostenconcurrerend zijn” met hen.

Floaters zullen waarschijnlijk een belangrijke impuls geven aan wat al een grote, kapitaalintensieve hernieuwbare-energiesector is geworden. Volgens een schatting van de Universiteit van Delaware brengen de bestaande offshore turbines met vaste bodem die in zeven staten aan de oostkust in aanbouw zijn of in een vergevorderd stadium van planning verkeren, kapitaalkosten van 70 miljard dollar met zich mee en zouden ze 18.6 gigawatt aan elektriciteit – het equivalent van 18 kerncentrales van gemiddelde grootte – tussen 2020 en 2030 (Climatewire, 30 juli).

In tegenstelling tot turbines met vaste bodem, een sector die nu wordt gedomineerd door Europese bedrijven, zijn floaters baanbrekend werk verricht door Amerikaanse vernieuwers, waaronder een team van onderzoekers aan de Universiteit van Maine. Ze gingen in 2009 aan de slag om een energiebron te vinden die de staat kon redden van een dreigende economische crisis, omdat de prijs van stookolie was gestegen tot $ 4 per gallon.

Als dat aanhield, merkte Habib Dagher, uitvoerend directeur van het Advanced Structures and Composites Center van de Universiteit van Maine, het zou een jaarlijkse verwarmingsrekening van $ 10.000 betekenen, waardoor gezinnen en gemeenschappen in het noorden van Maine in armoede zouden vervallen tijdens de bevroren winters. “Het was niet duurzaam en een grote crisis in de staat,” herinnerde hij zich in een interview.

Dus stortte het team zich op een plan voor een mogelijke oplossing: Dagher’s droom van een turbine zittend op een basis gemaakt met holle, emmerachtige betonnen drijvers.

Gesteund door de wetgevende macht van Maine met één stem te kort voor een unanieme goedkeuring en financiële hulp van het Amerikaanse ministerie van Energie, richtte het team een model windturbine op, een achtste van de grootte van een conventionele turbine, en zette het op een drijver. Vervolgens liet het team het door een sleepboot naar een offshore-locatie slepen.

Het was klein maar sterk genoeg om bestand te zijn tegen krachtige winden en beukende golven, en schreef in 2013 geschiedenis als de eerste drijvende windturbine die elektriciteit aan het Amerikaanse elektriciteitsnet leverde.

Op papier zag dat er indrukwekkend uit, omdat Maine’s potentieel voor offshore-windproductie 36 keer groter is dan de totale elektriciteitsvraag van de staat. In de daaropvolgende jaren gebeurde er niet veel, maar onlangs sloten twee serieuze spelers uit de industrie zich bij Maine aan in een partnerschap van $ 100 miljoen om een drijvende turbine van ware grootte in de buurt van de site te bouwen.

Het gaat om Diamond Offshore Wind, een dochteronderneming van het Japanse Mitsubishi Corp., en RWE Renewables, een dochteronderneming van een groot Duits elektriciteitsbedrijf en het op een na grootste offshore windbedrijf ter wereld. Maine is ook begonnen met vergaderingen met het Amerikaanse ministerie van Binnenlandse Zaken, Massachusetts en New Hampshire om de mogelijkheid van andere offshore-locaties te onderzoeken die schone energie kunnen leveren aan het bovenste deel van New England.

Nu is wat begon als de droom van Dagher een grotere droom geworden: “De kracht van de economie van Maine, het behoud van onze natuurlijke hulpbronnen, de gezondheid op lange termijn en het welzijn van onze gemeenschappen en van toekomstige generaties hangen voor een groot deel af van onze overgang naar schone energie en de aanpak van de dreiging van klimaatverandering,” zei Maine Gov. Janet Mills (D) bij de aankondiging van het partnerschap RWE-Mitsubishi.

De Amerikaanse pionier aan de westkust is Alla Weinstein, nu CEO van een bedrijf genaamd Castle Wind, die voorstelt om een drijvend windmolenpark te bouwen met maar liefst 100 turbines die offshore draaien in Morro Bay in centraal Californië. Toen Weinstein, een immigrante uit Rusland die in 1974 aankwam met weinig kennis van het Engels en een half voltooide universitaire opleiding, het idee in 2008 voor het eerst voorstelde, was de reactie weinig overweldigend.

“Drijvende offshore wind?” vroegen ze. “Kom over 15 jaar maar terug,” herinnert Weinstein zich in een interview. “Twee jaar later hadden we een demonstratieproject.”

Terwijl Dagher de staat Maine achter zich had, vond Weinstein slechts lauwe steun in Californië. Maar ze vond wel twee investeerders bereid om een demonstratieproject te financieren, een windturbine op ware grootte op een drijvend platform voor de kust van Portugal. Het begon elektriciteit op te wekken in 2011.

De demonstratie hielp Weinsteins eerste bedrijf, Principle Power Inc., nog twee drijvers te bouwen in Portugal en nog een voor de kust van Schotland. En Weinstein werd geselecteerd om de eerste voorzitter te zijn van een nieuwe handelsvereniging, de European Ocean Energy Association, waar nieuwe contacten haar hielpen haar volgende doel aan te scherpen, namelijk teruggaan en de bouw in de diepe wateren van offshore Californië jump-starten.

Ze verliet Principle Power in 2015 en vormde later Castle Wind, een joint venture met EnBW Noord-Amerika, een dochteronderneming van een van de grootste energiebedrijven van Duitsland en een van de wereldwijde leiders in offshore wind. Haar ongevraagde voorstel om een drijvend windmolenpark te bouwen 30 mijl voor de kust van centraal Californië heeft de interesse van 13 andere potentiële bieders gestimuleerd die waarschijnlijk zullen deelnemen aan een federale veiling voor de leaselocatie begin volgend jaar.

Californië biedt een van de grootste markten voor hernieuwbare energie van de natie. Het heeft doelen gesteld voor 50% hernieuwbare energie in 2025 en 100% in 2045. Het overweegt voorstellen voor een tweede drijvend windmolenpark offshore van Humboldt County, 270 mijl ten noorden van San Francisco.

Weinsteins oude bedrijf, Principle Power, gevestigd in Emeryville, Californië, behoort tot de bedrijven die hopen turbinebases te verkopen aan haar nieuwe bedrijf en anderen die zich voorbereiden om te bieden op de Californische huurcontracten. “Alla is een geweldige klant van ons, en we kijken ernaar uit om met haar samen te werken,” zei João Metelo, die haar opvolgde als de CEO van Principle Power.

In tegenstelling tot andere offshore-windturbinetechnologieën, die voornamelijk in Europa zijn ontworpen, werden de gepatenteerde “WindFloat” -bases van Principle Power uitgevonden in Berkeley, Calif. Ze werken op een systeem dat water verdeelt naar elk van de drie drijvende ballasten van de turbine om de draaiende turbine rechtop te houden, ongeacht de helling en de rol van de oceaan.

De technologie heeft zich ontwikkeld tot windparken in de wateren voor Portugal, Schotland en Frankrijk, en Metelo verwacht nu dat de grootste projecten ter wereld zullen verrijzen in de diepere wateren voor de westkust en Hawaï. “Ze heeft geweldige dingen gedaan voor de industrie,” zei Metelo, verwijzend naar Weinstein.

Offshore wind, zelfs in diepere, meer afgelegen wateren bij Californië, is geen bedrijf voor de zwakkeren. Vissersgroepen hebben bezwaren geuit in Californië. Zo ook het Amerikaanse ministerie van Defensie, die bezorgd is over offshore pilot trainingsgebieden en de draaiende turbines interferentie met radarinstallaties.

Weinstein, die haar elektrotechnische graad behaalde aan het Stevens Institute of Technology in Hoboken, N.J., en werkte vervolgens een aantal jaren als luchtvaartingenieur, besloot dat een carrière als ondernemer in hernieuwbare energie de risico’s waard was.

“Het is meer dat je soort van voelt wat je wilt doen, en als het voor je komt, voel je je goed. Zolang je niet bang bent om iets te doen waarvoor je de handleiding niet hebt, dan gebeuren die dingen,” legde ze uit in een interview.

Hoewel floaters momenteel duurder zijn dan windturbines met een vaste fundering in de oceaan, gelooft Musial van NREL dat ze een grote economische barrière in de offshore windbusiness zullen wegnemen, omdat windturbines groter worden, en een Amerikaanse wet genaamd de Jones Act vereist zeer grote en zeer dure schepen in Amerikaanse handen om ze op zee te installeren.

Amerikaanse schepen nodig om ze op zee te installeren.

Maar floaters kunnen worden geassembleerd in lokale zeehavens, naar zee worden gesleept voor installatie en zelfs terug naar de haven worden gesleept voor grote reparaties, indien nodig, legde hij uit, waardoor de arbeidskosten worden verlaagd.

Er is een derde fase in offshore-energie die zich nu in Europa ontwikkelt en die van toepassing is op zowel vaste als drijvende windturbineparken. Naarmate de vraag naar hernieuwbare energie is toegenomen, zijn bedrijven begonnen met het overwegen van manieren om de congestie van de elektriciteitsleidingen te verminderen door het maken en opslaan van overtollige energie offshore. Eén manier is het gebruik van elektrolyse om waterstof uit zeewater te splitsen en dit op te slaan in onderwater-blaasjes in de buurt van windmolenparken.

Duitsland is met experimenten begonnen. De Nederlandse regering heeft onlangs “Crosswind” aangekondigd, een niet gesubsidieerd offshore windmolenpark dat wordt gebouwd door Royal Dutch Shell PLC, een oliemaatschappij, en Eneco, een plaatselijk nutsbedrijf. Het zal een verscheidenheid aan manieren testen om overtollige offshore energie te maken en op te slaan, waaronder drijvende zonnepanelen, tijdelijke batterijopslag en een elektrolyzer.

In een brief die door de minister van economische zaken naar het Nederlandse parlement is gestuurd, getiteld “Offshore Wind Energy Roadmap 2030”, wordt uitgelegd dat de zogenaamde groene waterstof kan voorkomen dat de prijs van op zee opgewekte elektriciteit te laag wordt om verdere offshore-investeringen te ondersteunen. Dat zou worden bereikt door meer waterstof op zee te maken en die naar de wal te verschepen voor een verscheidenheid van doeleinden. Zo kan er waterstof worden geleverd voor elektrische auto’s met brandstofcellen en voor de verwarming van gebouwen, terwijl Nederland zijn geplande afbouw van fossiele brandstoffen voortzet.

Ondanks de ambities van verschillende staten op het gebied van duurzame energie, is de VS hier nog niet klaar voor, aldus Musial. “Maar mijn kristallen bol zegt dat we ons over 10 jaar zorgen zullen maken over groene waterstof. Op dit moment is het misschien nog een beetje vroeg.”

Gedrukt van Climatewire met toestemming van E&E News. E&E biedt dagelijks verslag van essentieel energie- en milieunieuws op www.eenews.net.