potencjał Studie

Energia wiatrowa na morzu jest kluczowym elementem osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2045 roku. Dlatego rząd federalny sformułował ambitny cel zwiększenia zainstalowanej mocy morskiej energii wiatrowej z 7,8 gigawatów dzisiaj do 70 gigawatów do 2045 roku. W nowym badaniu instytutu badawczego Fraunhofer IWES obliczono, w różnych scenariuszach, że nawet ponad 70 gigawatów morskiej energii wiatrowej zaplanowanej przez rząd federalny do 2045 r. może zostać zrealizowanych na niemieckim Morzu Północnym i Bałtyckim. Z jednej strony wymaga to strategii bardziej efektywnego wykorzystania dostępnej przestrzeni. Ponadto potencjał morskiej energetyki wiatrowej można zwiększyć poprzez wykorzystanie dodatkowych obszarów, na przykład z nowymi technologiami morskiej energetyki wiatrowej, w taki sposób, aby nie wpłynąć niekorzystnie na innych użytkowników i ważne kwestie, takie jak ochrona przyrody. Według badania Fraunhofera całkowity potencjał morskiej energetyki wiatrowej w Niemczech może wzrosnąć do prawie 82 gigawatów. Morska energetyka wiatrowa mogłaby zatem w jeszcze większym stopniu przyczynić się do ochrony klimatu i transformacji energetycznej.

Badanie naukowe, zlecone wspólnie przez Federalne Stowarzyszenie Operatorów Morskich Farm Wiatrowych (BWO) i Federalne Stowarzyszenie Gospodarki Energetycznej i Wodnej (BDEW), ukształtowało przyszły potencjał morskiej energetyki wiatrowej w Wyłącznej Strefie Ekonomicznej (AWZ) Republiki Federalnej Niemiec przy użyciu trzech ustawień obszaru.

„Oczywiście przy wyznaczaniu nowych obszarów trzeba postępować z wyczuciem proporcji”, wyjaśnia dyrektor zarządzający BWO Stefan Thimm. „Szczególnie cieszy nas fakt, że wszyscy użytkownicy Morza Północnego i Bałtyku dostrzegają znaczenie morskiej energetyki wiatrowej i sygnalizują gotowość do kompromisu w zakresie wspólnego użytkowania obszarów. Naszym celem jest sytuacja, w której żaden rodzaj użytkowania nie okaże się przegrany.” Dlatego ważne jest sprytne połączenie rozwoju nowych obszarów i zwiększenia efektywności obszarów już wykorzystywanych do produkcji morskiej energii wiatrowej.

„Większa moc zainstalowana nie oznacza automatycznie znacznie większej wydajności energetycznej”, mówi Kerstin Andreae, dyrektor generalny BDEW, klasyfikując wyniki badania. „Równolegle z rozwojem nowych powierzchni musimy zatem również zwracać uwagę na efektywność powierzchniową – tj. plon z kilometra kwadratowego. Badanie jasno to pokazuje”. Modernizacja morskich turbin wiatrowych może znacznie zwiększyć wydajność na istniejących obszarach, kontynuuje Andreae.

„Najpóźniej jest teraz jasne, że nowe cele ekspansji są realistyczne i wykonalne – powinno to również znaleźć odzwierciedlenie w odpowiednich scenariuszach współużytkowania w planie zagospodarowania terenu” – zgadzają się Andreae i Thimm. Który ze zidentyfikowanych potencjałów współużytkowania zostałby faktycznie wykorzystany, należy wykazać w dalszym dialogu z politykami i odpowiednimi grupami interesu.

Do studium potencjału offshore

Przedmiotem badań Fraunhofer IWES były wstępne obliczenia plonów i wydajności na dostępnych powierzchniach zgodnie z planem zagospodarowania przestrzennego. Przy gęstym planowaniu obszarów farm wiatrowych, które czasami przekraczają 10 megawatów na kilometr kwadratowy (MW/km²), skorygowana gęstość mocy, godziny pełnego obciążenia również spadają średnio znacznie poniżej wydajności w klastrach farm wiatrowych, które są już w pełni rozwinięte. Zastosowanie większych i wyższych morskich turbin wiatrowych będzie miało pozytywny wpływ na plony i efektywność obszarów farm wiatrowych w przyszłości. To ostatnie dotyczy zarówno nowych obszarów, jak i obszarów już wykorzystywanych do morskiej energetyki wiatrowej.

W kolejnym kroku przeanalizowano możliwe przyszłe potencjały współużytkowania. W tym celu Fraunhofer IWES przeprowadził najpierw dyskusje z zainteresowanymi stronami z różnych form użytkowania ochrony przyrody, rybołówstwa i wojska. Na podstawie tych dyskusji przeprowadzono analizę i podsumowanie przeszkód i potencjałów wspólnego stosowania. Przyszłe osiągnięcia techniczne, takie jak systemy pływające, mogą również przynajmniej częściowo spełniać wymagania poprzednich form użytkowania.

Następnie zdefiniowano i zasymulowano wspólnie z klientami dodatkowe scenariusze o większej łącznej mocy zainstalowanej poprzez współużytkowanie. Wyniki tych scenariuszy pokazują, że mniej gęsta zabudowa na obecnie planowanych obszarach i relokacja tych mocy do obszarów współużytkowania może prowadzić do znacznego wzrostu godzin pełnego obciążenia i wydajności farm wiatrowych. W ten sposób godziny pełnego obciążenia mogłyby być realizowane na podobnym poziomie, jak w dzisiejszych w pełni rozwiniętych klastrach, nawet przy dalszej przyszłej ekspansji.

Ogólnie zbadano kilka scenariuszy współużytkowania, które przekraczają plany ekspansji rządu federalnego o 70 GW. Zgodnie z wynikami badań, przy całkowitym potencjale 81,6 GW mocy zainstalowanej, przy około 292,1 godzinach pełnego obciążenia farm wiatrowych w niemieckiej WSE można osiągnąć uzyski sięgające 3.580 TWh.

Badanie odbędzie się 20 września BWO Jesienny Festiwal oficjalnie zaprezentowany i dostępny również później tutaj gotowy do pobrania.