From Chisato Horiuchi in Tokyo, Japan
Điện gió ngoài khơi "kiểu thả nổi", cạnh tranh với các lực lượng nước ngoài Cũng có vấn đề về nguồn cung ổn định
Các kế hoạch phát triển ở Nhật Bản, Hoa Kỳ và châu Âu đang nhiệt tình với việc “thả nổi” các tua-bin gió ngoài khơi làm nổi tua-bin gió trên biển. Mặc dù người Nhật đi trước loại hình thả nổi, nhưng người phương Tây đã tham gia phát triển và kinh doanh và ngang hàng với nhau. Đầu tháng 1 năm 2022, Công ty Equinol của Na Uy công bố kế hoạch xây dựng một nhà máy điện quy mô lớn ở ngoài khơi Hokkaido. Trong khi xu hướng điện gió ngoài khơi trên toàn cầu đang chuyển từ “kiểu hạ cánh” cố định tuabin gió trên mặt đất sang kiểu nổi, liệu người Nhật có thể chiếm ưu thế?
■ Tác động của 4 nhà máy điện hạt nhân
Đầu tháng Giêng, khi tôi không thể thoát khỏi tâm trạng của mình. Kế hoạch xây dựng một tuabin gió nổi ngoài khơi cho bốn nhà máy điện hạt nhân bất ngờ xuất hiện ở Hokkaido. Đó là Equinol, một công ty dầu khí lớn của Na Uy. Ông là một chuyên gia nổi, người đã thực hiện ba dự án ở Vương quốc Anh và Na Uy xung quanh Biển Bắc. Ở nước ngoài, có tổng cộng 17 tuabin nổi sẽ được vận hành vào năm 2010, bao gồm cả nhà máy điện hiện đang được xây dựng.
Một công ty Nhật Bản đang nhắm đến việc xây dựng năng lượng gió ngoài khơi ở Hokkaido cho biết, "Tôi không nghĩ mình có thể làm được". Tuy nhiên, việc các công ty nước ngoài bắt tay vào kinh doanh quy mô lớn là mối đe dọa lớn đối với các công ty Nhật Bản.
Equinol đặt mục tiêu xây dựng một trang trại điện gió ngoài khơi 4 triệu kW ở Hokkaido vào đầu những năm 1930, tương đương với sản lượng của 4 nhà máy điện hạt nhân. Công ty chủ yếu giải quyết các thông số kỹ thuật cơ bản như hiệu suất, và gia công sản xuất cho các công ty Nhật Bản. Hướng tới hợp tác với các công ty đóng tàu trong nước. Kế hoạch là thả nổi con tàu này ở bốn vùng biển của Hokkaido và vận hành nó như một nhà máy điện khoảng 1 triệu kilowatt mỗi vùng.
Equinol đã chú ý đến Hokkaido từ rất sớm như một nơi thích hợp cho năng lượng gió. Có khả năng những cơn gió với sức gió khoảng 8 đến 9 mét sẽ thổi vào bờ biển Hokkaido, và ngoài ra, có nhiều vùng biển sâu rất thích hợp cho các công trình nổi. Được nhắm đến như một chuyên gia nổi.
Tuy nhiên, để xây dựng điện gió ngoài khơi, cần phải được lựa chọn là nhà điều hành kinh doanh trong đợt chào bán công khai do chính phủ tiến hành. Vẫn chưa biết liệu nhà máy điện Equinol có thực sự hoạt động theo kế hoạch hay không.
Trong số các loại điện gió ngoài khơi, loại hình nổi có liên quan nhiều đến các công ty Nhật Bản. Tập đoàn Toda ở ngoài khơi thành phố Goto, tỉnh Nagasaki, còn Hitachi Zosen và Marubeni đang vận hành một loại tàu nổi ở ngoài khơi thành phố Kitakyushu, tỉnh Fukuoka. Ngoài ra, Tập đoàn Toda có kế hoạch thành lập một liên minh công ty với ENEOS và Osaka Gas để xây dựng tám tuabin gió nổi mới ngoài khơi ngoài khơi thành phố Goto.
Có nhiều người mới tham gia khác. Trong 20 năm, Tokyo Gas đã đầu tư vào Công ty Điện lực Nguyên tắc Hoa Kỳ, công ty phát triển các tuabin nổi. Chủ tịch Takashi Uchida cho biết, "Tôi muốn dẫn đầu với loại máy nổi", và sẽ thả chiếc máy thực tế trên biển vào nửa cuối những năm 20 và vẽ bản thiết kế để thương mại hóa vào đầu những năm 30.
TEPCO Renewable Power (RP), một công ty con của TEPCO Holdings, cũng đầu tư vào một dự án phát triển nổi ở Đan Mạch và bắt đầu đi vào hoạt động từ tháng 11/2009. ENEOS cũng đã ký hợp đồng phát triển nhà máy điện với BW Ideol, một công ty phát triển kiểu nổi.
■ Lần đầu tiên di chuyển với công nghệ khung máy bay
Trọng tâm của các công ty Nhật Bản đối với tuabin nổi có thể là vùng biển Nhật Bản thích hợp cho các vị trí đặt tuabin nổi. Theo Hiệp hội Phong điện Nhật Bản, tiềm năng của loại đổ bộ là khoảng 128 triệu kW, trong khi tiềm năng của loại nổi là khoảng 424 triệu kW, cao hơn gấp ba lần.
Ngoài ra, chiến lược tăng trưởng xanh của chính phủ được công bố vào tháng 12 năm 2008 đã đưa ra các hướng dẫn phát triển tuabin nổi và mua lại thị trường, và có thể hình dung khu vực công và tư nhân tham gia vào các tuabin nổi.
Các công ty trong nước sẽ chủ động phát triển một loại máy bay không bị vỡ ngay cả khi biển động. Japan Marine United sẽ tiến hành phát triển một loại được gọi là "loại bán phụ" lặn nửa thân nổi. Cái khó là cấu tạo phức tạp hơn các dòng máy khác, nhưng nó hứa hẹn là loại máy đánh hàng đầu trong thời đại du nhập đại trà vì phần thân nổi khó rung chuyển và vùng biển có thể xử lý rộng.
Công ty đặt mục tiêu sản xuất điện ngoài khơi, nơi có gió lớn để giảm chi phí phát điện và sẽ sản xuất các sản phẩm chắc chắn, không bị vỡ ngay cả khi điều kiện như sóng dữ. Hiện tại, chúng tôi đang chế tạo một mô hình có thể xử lý các tuabin gió trên 12.000 kW một chiếc.
■ Rủi ro hư hỏng cáp do thảm họa
Các tuabin nổi thường được thiết kế trên cơ sở các biện pháp chống lại các đợt sóng như sóng thần và triều cường, và được cho là có khả năng chống lại thiên tai. Do kiểu hạ cánh cố định dưới đáy biển nên khả năng cao máy bay sẽ bị hỏng do rung lắc do động đất hoặc sóng cao do sóng thần gây ra. Loại nổi có “vở kịch” đối phó với những cú xoay ngang dọc, nên dù 100 năm mới có sóng lớn một lần thì cuối cùng nó cũng sẽ trở lại vị trí cũ.
Tuy nhiên, cũng giống như loại TLP, khi kéo mạnh bằng neo gọi là neo nối các tuabin gió, có trường hợp neo cố định cối xay gió xuống đáy biển bị đè nặng.
Nhà nước yêu cầu "Tiêu chuẩn kỹ thuật tuabin gió nổi ngoài khơi" phải tính đến các mức độ lớn nhất của động đất và sóng thần đã xảy ra trong quá khứ. Tuy nhiên, loại nổi thường sử dụng phương pháp thả nổi đường dây dẫn trên biển, cần tính đến nguy cơ hư hỏng đối với cáp có diện tích đặt lớn.
Năng lượng gió ngoài khơi nổi trên mặt biển luôn phải đối mặt với các thảm họa như sóng thần và triều cường, chẳng hạn như sự thay đổi mực nước triều gây ra bởi một vụ phun trào quy mô lớn gần Tonga ở Nam Thái Bình Dương xảy ra vào ngày 15 theo giờ Nhật Bản.
Cấu trúc nổi tuabin gió ngoài khơi của Hitachi Zosen = Do NEDO cung cấp
■ Được thiết kế để ít bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của mực nước triều
Trong thiết kế của phong điện nổi ngoài khơi, tuabin gió hoạt động trong 20 năm, (1) nó có thể tạo ra điện ngay cả khi có thiên tai như sóng thần, động đất hoặc bão lụt, cứ 50 năm mới có một lần. thiết bị sẽ chảy và sẽ không ảnh hưởng đến các khu vực như bờ biển. Với những giả định này trong tâm trí.
Cụ thể, hãy xem xét một thiết kế không dễ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi của mực nước như sóng thần, chẳng hạn như làm cho phần thân nổi dày hơn để nó không bị cắt ra, và tăng cường độ neo để cố định neo vào đáy biển.
Tuy nhiên, do loại nổi được lắp đặt ở vùng sâu ngoài khơi nên mặt nước nổi lên do sóng thần và tốc độ của sóng ngang chậm hơn so với vùng ven biển. Do vụ phun trào gần Tonga vào ngày 15, đã quan sát thấy mực nước triều thay đổi từ 1 mét trở lên ở ngoài khơi thành phố Kuji, tỉnh Iwate, nơi dự kiến hoạt động kiểu nổi. Không có vấn đề gì khi vận hành.
Giáo sư Hideyuki Suzuki của Đại học Tokyo chỉ ra rằng "ở châu Âu, nơi có nhiều hồ sơ lắp đặt, ít bị thiệt hại do bão và động đất, và các thiết kế có khả năng chống chịu thiên tai có thể không được xem xét đầy đủ." Thiết kế phần thân nổi có thể chống chọi với thiên tai cũng phát huy hiệu quả ở Đông Nam Á, nơi có điều kiện gần với vùng biển Nhật Bản.
■ Nhật Bản thiếu rõ ràng trong các mục tiêu
Tuy nhiên, có quan điểm cho rằng không thể đoán trước được tương lai vì các mục tiêu và điều kiện phát triển máy bay từ lâu vẫn chưa được thiết lập ở Nhật Bản. Ở loại nổi nổi trên biển như tàu thủy, thông thường các công ty đóng tàu thường đóng các ụ tàu, nhưng “tình trạng hiện nay là các công ty đóng tàu chế tạo thân nổi một tay để đóng tàu” (Giáo sư Suzuki). Trừ khi mục tiêu giới thiệu được làm rõ và một hệ thống cho phép các công ty đóng tàu tăng sản lượng không được thiết lập, có khả năng xảy ra tình trạng người nước ngoài sẽ cúng bái sau buổi lễ hạ cánh.
Mặt khác, trong khi mục tiêu giới thiệu của loại tàu nổi chưa rõ ràng ở Nhật Bản, các mục tiêu số lượng và kế hoạch phát triển đang được thực hiện ở nước ngoài. Hiện tại, các kế hoạch phát triển từ 9 đến 11 triệu kW đang được thực hiện ở Vương quốc Anh và 7,6 triệu kW ở Hoa Kỳ, chẳng hạn như California. Ngoài ra, Tây Ban Nha đã đặt mục tiêu giới thiệu công suất lên đến 3 triệu kW trong 30 năm.
Ở Đông Á, Hàn Quốc đã xúc tiến kế hoạch phát triển công suất khoảng 6 triệu kW theo sáng kiến của chính phủ. Equinol, có kế hoạch mở rộng sang Nhật Bản, cũng có kế hoạch xây dựng một nhà máy điện khoảng 1 triệu kilowatt. Hàn Quốc có nền công nghiệp đóng tàu phát triển mạnh như Nhật Bản. Nếu chính phủ chủ động phát triển tua-bin nổi và xúc tiến việc giới thiệu, và nếu các doanh nghiệp ở châu Âu và các nước khác tạo ra mạng lưới cung cấp tập trung vào các nhà máy đóng tàu của Hàn Quốc, thì ưu thế về tua-bin nổi của Nhật Bản sẽ bị lung lay.
