Ngành công nghiệp gió ngoài khơi dự kiến sẽ tăng tốc trong 25 năm tới với 500 gigawatt dưới nước vào năm 2050. Về việc tất cả những gigawatt đó sẽ đi đâu thì đó là một câu hỏi mở. Các cơ sở và đường dây truyền tải mới trên bờ sẽ phải hút toàn bộ năng lượng đó và chuyển nó cho ai đó, ở đâu đó, và điều đó có nghĩa là một cuộc chiến hoàn toàn mới về việc sử dụng đất. Hoặc không, tùy từng trường hợp. Một liên doanh mới đã xuất hiện với một đề xuất đầy tham vọng nhằm xây dựng nút thắt nút thắt đang hình thành với mạng lưới 10 nhà máy hydro xanh ngoài khơi
Các kế hoạch đang được đặt ra để sản xuất hydro xanh tại 10 trung tâm năng lượng ngoài khơi mới cho các trang trại gió ngoài khơi, với tổng công suất 100 gigawatt.
Bức thư tình hydro xanh từ CIP gửi đến ngành công nghiệp gió ngoài khơi toàn cầu
Liên doanh được đề cập là một doanh nghiệp mới có tên là Quần đảo Năng lượng Copenhagen. Nếu điều đó rung chuông, nó nên. Chủ đầu tư chính là Copenhagen Architect Partners và họ không còn xa lạ với các trang CleanTechnica . Họ cũng có lịch sử đi đến những nơi mà chưa có nhà phát triển năng lượng tái tạo nào từng đến, một ví dụ gần đây là trang trại gió ngoài khơi đầu tiên của Estonia, nằm ở Biển Baltic.
CIP dự đoán rằng dự án của Estonia sẽ có công suất từ 1-1,5 gigawatt. Đó là con số khá ấn tượng đối với trang trại gió ngoài khơi đầu tiên của một người, đặc biệt khi xét đến việc nhiều dự án gió ngoài khơi vẫn tự đo bằng megawatt. Tuy nhiên, đó là củ khoai tây nhỏ so với những gì có trong cửa hàng.
Liên doanh Quần đảo Năng lượng Copenhagen mới kết nối CIP với các nhà đầu tư từ Châu Âu và Bắc Mỹ với mục tiêu xây dựng khoảng 10 trung tâm năng lượng tái tạo ngoài khơi, mỗi trung tâm có công suất khoảng 10 gigawatt trong tổng số 100 gigawatt.
Các địa điểm vẫn chưa được quyết định, nhưng các đối tác đã để mắt tới các địa điểm ở Biển Bắc và Biển Baltic đầy gió, những nơi cũng đang nhanh chóng được phát triển để sử dụng năng lượng gió. Các trang web ở Đông Nam Á cũng đang hoạt động.
Tại sao lại là một hòn đảo?
Như Quần đảo Năng lượng Copenhagen giải thích, động lực thúc đẩy liên doanh là quy mô, quy mô và quy mô hơn nữa.
Họ kỳ vọng các trang trại gió ngoài khơi có công suất nhiều gigawatt sẽ thống trị trong mười năm tới và ngành công nghiệp gió sẽ cần các hệ thống hiệu quả hơn để di chuyển tất cả năng lượng đó ra khỏi đại dương và vào bờ.
CEI giải thích: “Các nền kinh tế lớn có kế hoạch triển khai hơn 500 GW công suất phát điện gió ngoài khơi vào năm 2050”. “Để đáp ứng mục tiêu này sẽ yêu cầu triển khai gấp hơn 10 lần sản lượng điện gió ngoài khơi được lắp đặt trong 35 năm qua trong 25 năm tới.”
Ngành công nghiệp gió ngoài khơi chắc chắn đã chứng minh rằng nó có thể mở rộng quy mô, nhưng có một điều nó không thể làm là giải quyết nút thắt truyền tải đang rình rập. Đó là nơi mà khái niệm Quần đảo Năng lượng xuất hiện.
CEI giải thích: “Ngày nay, thách thức đối với gió ngoài khơi không phải là việc xây dựng trang trại gió ngoài khơi gia tăng mà là làm thế nào để tích hợp năng lượng gió ngoài khơi quy mô lớn vào các hệ thống năng lượng toàn cầu”.
Và đó là lúc hydro xanh xuất hiện. Còn được gọi là chuyển đổi năng lượng thành khí đốt, hydro xanh đưa khí tự nhiên ra khỏi chuỗi cung ứng hydro. Hydro xanh được sản xuất từ nước bằng phương pháp điện phân. Ý tưởng là triển khai năng lượng gió (hoặc bất kỳ nguồn tài nguyên tái tạo nào khác) để chạy thiết bị điện phân, từ đó cung cấp cho nền kinh tế toàn cầu một loại khí không có hóa thạch được sử dụng rộng rãi làm nhiên liệu, hệ thống thực phẩm, dược phẩm, luyện kim, lọc dầu và các quy trình công nghiệp khác. .
Chuyển đổi năng lượng sang khí đốt là một lĩnh vực tương đối mới nhưng đang phát triển nhanh chóng. CleanTechnica lần đầu tiên nảy ra ý tưởng này vào năm 2015. Đến năm 2020, kết nối gió ngoài khơi bắt đầu hình thành và các bên liên quan đến năng lượng toàn cầu cũng bắt đầu khám phá ý tưởng đặt các cơ sở hydro xanh tại các trang trại gió ngoài khơi.
Về lý do tại sao, điều đó tương đối đơn giản ở một khía cạnh nào đó. Các trang trại gió thường sản xuất quá mức vào ban đêm khi nhu cầu thấp, khiến các nhà khai thác lưới điện phải đưa ra lệnh cắt giảm. Nếu có một người sử dụng công nghiệp nào đó quanh quẩn vào ban đêm để đưa những kilowatt sạch đó hoạt động thì điều đó sẽ giải quyết được vấn đề cắt giảm và hydro xanh phù hợp với yêu cầu đó.
Để đóng băng chiếc bánh xanh, nhà sản xuất hydro xanh cũng sẽ được hưởng lợi từ giá điện ngoài giờ cao điểm thấp.
Nói thêm về Quần đảo Năng lượng, hydro xanh có thể đóng vai trò là chất mang năng lượng cung cấp năng lượng gió ngoài khơi với nhiều cơ hội hơn để kết nối với thị trường năng lượng địa phương và toàn cầu. Không giống như điện cần có cáp truyền tải, hydro có thể được vận chuyển vào bờ từ các trang trại gió ngoài khơi bằng đường ống hoặc tàu. Hydro xanh cũng có thể đóng vai trò là phương tiện lưu trữ để tạo ra điện từ các nguồn tài nguyên tái tạo khi cần thiết, trong tuabin khí hoặc pin nhiên liệu tùy từng trường hợp.
Không, thực sự, tại sao lại là một hòn đảo?
Tất nhiên, các cơ sở hydro xanh có thể được đặt trên đất liền, nhưng CEI là một trường hợp tốt để xây dựng chúng ngoài khơi. Việc tìm kiếm các địa điểm thích hợp trên đất liền ngày càng trở nên khó khăn và sau đó lại xảy ra vấn đề rắc rối về truyền tải.
Như công ty mô tả, lợi ích của việc đặt các cơ sở hydro xanh tại các trang trại gió ngoài khơi bao gồm “giảm đáng kể chi phí truyền tải điện, sản xuất hydro xanh ngoài khơi quy mô lớn và sự phối hợp liên quan giữa điện và sản xuất hydro”.
Bởi đáng kể, chúng có nghĩa là đáng kể. CEI ước tính rằng việc sử dụng đường ống hydro để đưa năng lượng từ các trang trại gió vào bờ chỉ bằng khoảng 20% chi phí của cáp dòng điện một chiều điện áp cao.
Họ cũng dự đoán rằng việc triển khai các công nghệ đã được chứng minh ở quy mô lớn sẽ giúp giảm chi phí cho Quần đảo Năng lượng của họ, cùng với việc dựa vào chuỗi cung ứng địa phương đã được thiết lập cho các dự án cơ sở hạ tầng ngoài khơi.
CEI giải thích: “Các hòn đảo năng lượng kết hợp các công nghệ hiện có, đã được chứng minh theo cách mới, sáng tạo và ở quy mô lớn hơn đáng kể, cho phép xây dựng và tích hợp năng lượng gió ngoài khơi một cách hiệu quả về mặt chi phí”.
Nhân tiện, chuyển đổi năng lượng sang gas chỉ là bước khởi đầu. Sản phẩm mới nhất là Power-to-X, đề cập đến nhiên liệu điện, amoniac và các sản phẩm khác có thể được tạo ra từ hydro xanh.
Còn Nước thì sao?
Về việc làm thế nào một hệ thống điện phân có thể chạy bằng nước biển, đó là một câu hỏi hay. Các máy điện phân thông thường sử dụng các màng mỏng manh có thể nhanh chóng bị ô nhiễm bởi các tạp chất trong nước.
Vì CEI dự định sử dụng các công nghệ đã được chứng minh nên giải pháp khả thi nhất là trang bị cho các hòn đảo năng lượng hệ thống khử muối. Nếu điều đó nghe có vẻ đắt tiền thì đúng là như vậy, nhưng công việc đang được tiến hành để giảm chi phí cho các hệ thống tiền xử lý nước.
Một con đường khác là tự cải tiến các máy điện phân. Đó là một giải pháp lâu dài hơn, nhưng nó đang xảy ra.
Đối với thị trường hydro xanh toàn cầu, điều đó rất phức tạp. Đầu tháng này, một nhóm nghiên cứu từ Khoa Quản lý Công nghệ và Kinh tế Công nghiệp tại Đại học Khoa học và Công nghệ Na Uy đã công bố một nghiên cứu về hydro xanh và hoạt động gió ngoài khơi ở Biển Bắc trong khoảng 35 năm tới.
Trọng tâm cụ thể của họ là phát triển các trung tâm truyền tải ngoài khơi, với việc sản xuất hydro xanh diễn ra trên bờ chứ không phải ngoài khơi. Việc sử dụng chính sẽ là để phát điện trên bờ.
Điều đó có thể làm phát sinh một số vấn đề do chi phí hydro xanh tương đối cao so với khí đốt tự nhiên. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu dự đoán rằng việc triển khai linh hoạt hydro có thể giúp giảm tác động tổng thể lên chi phí.
Nếu các tính toán cắt giảm chi phí của CEI thành công, ý tưởng Quần đảo Năng lượng để sản xuất hydro ngoài khơi cũng có thể giúp giảm bớt hiệu ứng.
Một sự hỗ trợ khác có thể đến từ xu hướng trang trại gió đa dụng ngoài khơi, vốn là chủ đề thảo luận sôi nổi xung quanh Hội nghị Năng lượng Đại dương năm 2023 tại The Hague, với các mảng năng lượng mặt trời nổi và các thiết bị năng lượng sóng có khả năng hoạt động.
Theo dõi tôi @tinamcasey trên Bluesky, Threads, Post và LinkedIn.
Hình ảnh: Quần đảo Năng lượng Copenhagen Mới liên doanh thành lập các trung tâm sản xuất hydro xanh cho các trang trại gió ngoài khơi.
