浮遊風の未来

水中でのデモンストレーターが増えるにつれて、より多くのプレーヤーが洋上の浮遊風に興味を持っています。

しばらくの間、浮体式洋上風力はニッチのようなものでしたが、今では本格的なデモンストレーターが進行中で、石油およびガス会社を含むより大きなプレーヤーが注目を集めています。

ヒューストンに本社を置くQuest Floating Wind Energyの市場開発・戦略担当ディレクターであるErik Rijkers氏は、次のように述べています。この業界。 Equinorは現在、Hywind Scotlandウィンドパークの運営に成功しており、ノルウェーでの石油およびガス事業の二酸化炭素排出量を削減するためにこの概念を適用することを計画しています。

EquinorのHywind Tampenプロジェクトは、北海のノルウェー部門のSnorreおよびGullfaksの石油およびガス生産施設に電力を供給するために11基の浮体式風力タービンの使用を想定しています。

「イタリアの石油会社Repsolとノルウェーの請負業者Aker Solutionsも米国のPrinciple Power Inc.（PPI）に加わり、ShellはデンマークのStiesdal Offshore TechnologiesとスウェーデンのHexicon ABに加わった」とRijkersは付け加えた。

EquinorのHywind Tampenプロジェクトでは、SnorreおよびGullfaksの石油およびガス生産施設に電力を供給するために11基の浮体式風力タービンを使用することを想定しています。 （画像：エクイナー）

フローターのデザイン
1年以上の間、数多くのデザインが水中に出ています。マークから最も早くオフになったのは、そのHywindスパーのコンセプトを持つEquinorでした。 2017年にエクイノールがスコットランドのピーターヘッド沖に30MWの浮体式風力発電所であるハイウィンドスコットランドを開設する前に、スケール試作品がノルウェー沖で試験されました。

PPIのWindFloatセミサブはポルトガル沖でもサービスを受けており、現在はスコットランドのアバディーン近郊にあるKincardine Offshore Windfarm Limitedのサイトで使用されています。スペインの建設会社Cobra Wind Internationalが過半数を所有している同社は、PPIのWindFloat設計に基づいて8MWのタービンを使用して50MWの農場に敷地を建設することに同意しています。

昨年、Ideol社はフランス（Floatgen - コンクリート）と日本（Hibiki - 鋼鉄）の沖に防振プールのデモ機を設置しました。一方、Toda Corporationは日本国内でGOTOプロジェクトを実施し、最大10基のタービンを計画しています。これと将来の浮体式洋上風力発電プロジェクトのために、Toda Corporationは110mの長さの半潜水式洋上風力発電専用設置船Float Riser（Hatayashi）を建造しました。

EDF Energies NouvellesのパイロットオフショアプロジェクトProvence Grand Largeは、テンションレッグプラットフォームをベースにした、SBM OffshoreとIFP Energies Nouvellesによって設計された3つのSiemens Gamesa 8.4MWタービンをフローティング構造に搭載する予定です。概念。

EolfiのGroixとBelle-îleのフローティングタービンパイロットプロジェクトは、フランスのNaval Energiesによって設計された基礎を使用して設置された4つの6MWタービンがコンクリート、鋼鉄または鋼鉄/コンクリートハイブリッドの組み合わせで組み込まれることを期待しています。海軍エネルギーによると、これはその動きを制御する固定システムによって海底に固定されます。

StiesdalのTetrafloatとツインタービンのHexiconは、2022年から25年にかけて、Rijkersが市場で優位を占めると予想している第一世代のコンセプトのランクを締めくくるでしょう。さまざまな代替フローターも開発のさまざまな段階にあります（シングルポイント係留、4列フローターを備えたフランスのEolink、垂直軸タービンを備えた2つの連結された円筒と水平の船体からなるスペインのSaitec Offshore TechnologyのSATH技術）。そして浮体基礎構造物の下にカウンターウェイトを使用するイタリアの会社、SaipemのHexafloat。これらのシステムの重量は、スチール製のセミサブでは410メートルトン/メガワット（T / MW）、コンクリート製のセミでは1,110T / MWです。

水中でのプロジェクトでは、より大規模な開発者や投資家が世界規模でやってくると、EDPR、Eolfi、Copenhagen Investment Partners、Macquarieを挙げてRijkersは述べています。 「EquinorとPPIは（さまざまな開発パートナーとともに）現在、米国西海岸プロジェクトおよびハワイの主要なプレーヤーです」と彼は言います。 「すべての開発者や設計者がアジアで好機を迎えている一方で（Eolfi / Cobraは台湾の最有力候補ですが）、韓国で最近発表された1.7ギガワット（GW）のプロジェクトでも同様です。これは、スコットランドが浮力を含む新しいラウンドを開発中のヨーロッパや、今のところ控えめなフランスでも同様ですが、Quadran Energies Marines（EolMedプロジェクトの背後）とEolfiはすでに、フランスのデモ隊の本格的な商業的フォローアップ。たとえば、Eolfiは、ライオン湾で3GW、ブルターニュ沖合で1.5GWの容量を持つプロジェクトを検討しています。」

今後
洋上風力発電の見通しは一般的に総MW容量で表現されているが、フローターの数は現在、市場での機会を示すためにより適切であると考えられている、とRijkersは述べている。 「現在2022年までに開発中のプロジェクトには50基の浮体ユニットがありますが、この数は2025年までに300基の浮体式風力タービンに、そしておそらく2030年までに1,500基を超える、5倍になるでしょう」と彼は言います。さらに、タービン容量は進化しています。 MHI Vestasは現在最大9.5 MWのタービンを搭載し、GEは12 MWの設計を採用しています。」

鍵はコストです。浮体式タービンユニットの平均設備投資は、2022年の約4000万ドルから2030年には約3300万ドルまで徐々に減少すると、Rijkersは述べていますが、このコスト削減は、浮遊物の市場全体が横ばいになればもっと多くの可能性があります。彼は、タービンとケーブルのコストにもよりますが、最終的には2500万ドルをはるかに下回ると予想しています。

それは逆風がないという意味ではありません。過去18か月間で、Quest FWEは追跡対象のプロジェクトの20％の日付を削除または後退させる必要がありました。そのほとんどは資金調達が困難であることが証明されたデモでした。 「しかし、金融界からはかなりの関心が寄せられています」と彼は付け加えます。そして、各プロジェクトがうまくオンラインになり、より多くの運用上のフィードバックを受ければ、フローティングプロジェクトのリスクと資金の限界が軽減されると信じています。 」

固定ボトム風とフローティング風
固定海底風力発電プロジェクトが水深30メートルからいくつかの浮体式システムを展開することができる水深に達している間、浮遊が約60メートルを超えることは明確な利点があるであろう、とRijkersは言います。 「米国北東部の海岸では、一般的な海底と土壌の状況が固定された海底の概念に必ずしも適しているとは限らず、環境の制約により杭打ちは高価な「運用」ウィンドウに入ります」とRijkersは述べています。 「浮体式風力発電のソリューションは、そのような海域で技術的にも経済的にも利点があることを示しているかもしれません。

「モノバケット、吸引装置を取り付けたモノパイルなどの新しいソリューションも開発されていますが、これらが大きな岩の存在に対処することが証明されるまで、開発者は彼らのコンセプトエンジニアリングで浮遊代替物を検討することに興味があるかもしれません。フロントエンドのエンジニアリングと設計。

フローティング変電所の設計を作成するための共同作業（画像：Ideol）

フローティング変電所の設計
パワー＆オートメーショングループABBは、浮体式洋上風力発電の可能性を模索しているだけでなく、フランスの浮体式風力発電ファンデーションデザイナーのIdeolとSTX Europe Offshore Energyに加わり、浮体式変電所の設計を開発しました。

このアイデアは、OPTIFLOTと呼ばれる研究開発プロジェクトのもとで開発されています。これにはフランスの工業プロセス会社SNEFも含まれており、Ideolのダンピングプールのコンセプトに基づいています。

Renewablesの市場開発マネージャ、ABB Power Grid部門のAlfredo Parres氏は、次のように述べています。 「私たちは浮遊する洋上風が製図板上にあり、何人かのパイロットがいたことを知っています。主な焦点はタービン用フローターの設計でした。これが最初のステップで、タービンを浮体式構造物に取り付けることができ、それが機能することを実証しました。今、私たちはそれらのいくつかの操作を持っています、そしてそれはあなたが500MW-1GWに本格的に行くなら何が起こるかを開発者に調べることを強います。そこに着いたら、変電所について考える必要があります。」

Parresは、2030年から大規模プロジェクトが構築されることを見込んでいます。それまでに、いくつかの重要な要素を解決する必要があります。 1つは工業化と標準化、もう1つは浮体式海洋環境で機械構造を機能させることです。 「これらの問題に対処した後、2番目に大きな課題はケーブルです（フローティング変電所に接続し、それが受ける動的負荷に耐える必要があります）。私達はこれらについて多くの仕事がなされているのを見ます。」

例えば英国では、Carbon Trustは動的なオフショアケーブルを検討するプロジェクトを持っています。 「ダイナミックケーブルはすでにオフショア業界で使用されていますが、これにはより高い電圧が必要になるでしょう。そしてそれはより困難です」とParres氏は言います。 「開発のレベルは他の面よりも低いですが、それでも機器の設計、仕様、規格が存在することを確認する必要があります。そして規格はまだ完全には設計されていません。これは、変圧器から遮断器まで、電力網機器を削減するでしょう。

「それから私達はフットプリント、サイズと重さに取り組んでいます」とパレスは付け加えます。 「すべてのシステム設計が最も効率的になるように、重量とサイズは気にしています。デジタル化がその役割を果たすでしょう。私たちはすでにデジタルで始めましたが、もっと多くのことができるでしょう。デジタル変電所の概念は、信号を制御室に転送するのに必要な銅の量を減らし、保守性の点で役立ち、変電所の設置面積を減らすことができます。

Parresは、解決策が実行可能になると確信しています。 「オフショアプラットフォームは、ここではショーストッパーにはなりません」と彼は言います。 「最大の部分はタービンの開発であり、ケーブルを強化する必要があります。しかし、本格的な変電所に向かって移動して、私は主な課題になるとは思わない。」