Η αιολική ενέργεια γνώρισε για πολιτικούς λόγους μία επενδυτική φρενίτιδα, αλλά με ένα μοτίβο που θυμίζει παράξενα την το πυρετό της εξόρυξης πετρελαίου στην Πενσυλβάνια του 19ου αιώνα, τα αιολικά πάρκα κατασκευάζουν ολοένα και μεγαλύτερους αεριοστρόβιλους για να παράγουν αιολική ενέργεια όλο και πιο μακριά από τις ακτές.
Αυτή η τάση εγκυμονεί κινδύνους, ειδικά καθώς οι τουρμπίνες έχουν ένα σημαντικό κρυφό κόστος.
Η ενέργεια από αυτές φαίνεται να μην είναι τόσο φθηνή όσο τα οικονομικά μοντέλα υπόσχονταν υπερκέρδη και οι επενδύσεις καταρρέουν.
Όλο και περισσότερα στοιχεία υποδηλώνουν ότι παρόλο που οι μεγαλύτεροι αεριοστρόβιλοι μπορούν να παράγουν περισσότερη ενέργεια, σε ένα ορισμένο σημείο το κόστος συντήρησης και παροπλισμού μεγάλων ανεμογεννητριών που βρίσκονται μακριά από την θάλασσα θα υπερτερεί των οφελών της παραγωγής ενέργειας, σύμφωνα με άρθρο του Harvard Business Review.
Εάν οι φορείς εκμετάλλευσης αιολικών πάρκων θέλουν να αποφύγουν τη πρόκληση περιβαλλοντικής και οικονομικής καταστροφής μακροπρόθεσμα, πρέπει να αρχίσουν να συνυπολογίζουν στις προβλέψεις τους το ρεαλιστικό κόστος συντήρησης και παροπλισμού.
Η.. πράσινη τρέλα
Το 2021, η παγκόσμια αιολική δυναμικότητα αυξήθηκε κατά 94 GW, με επικεφαλής κυρίως έξι χώρες: τις Ηνωμένες Πολιτείες, την Κίνα, τη Γερμανία, την Ινδία, την Ισπανία και τη Βραζιλία.
Αυτή η αύξηση της αιολικής ενέργειας συνοδεύτηκε από δραματικές μειώσεις του κόστους, καθιστώντας την αιολική ενέργεια όλο και πιο ανταγωνιστική.
Το κόστος της χερσαίας αιολικής ενέργειας μειώθηκε κατά 68% και των υπεράκτιων κατά 59%, με το 2021 να σημειώνει περαιτέρω μείωση 15% και 13%, αντίστοιχα.
Κατά τη διάρκεια της δεκαετίας από το 2010 έως το 2021, η χερσαία αιολική παραγωγική ικανότητα τετραπλασιάστηκε, ενώ η υπεράκτια δυναμικότητα αυξήθηκε 11 φορές.
Μεγαλύτερα πτερύγια στους αεριοσρόβιλους
Μεγάλο μέρος αυτής της ανάπτυξης προήλθε από την αύξηση των αεριοστροβίλων.
Τα μεγαλύτερα πτερύγια σε στροβίλους που βρίσκονται μακρύτερα στην ανοικτή θάλασσα συλλαμβάνουν τον άνεμο πιο αποτελεσματικά, απαιτούν λιγότερες τουρμπίνες για την ίδια απόδοση και προσφέρουν πιο συνεπή παραγωγή ενέργειας λόγω πιο σταθερών υπεράκτιων ανέμων.
Αυτοί οι παράγοντες μειώνουν επίσης το κόστος που σχετίζεται με την ενοποίηση της παραγωγής ενέργειας στα εθνικά δίκτυα.
Θέλοντας να επιταχύνουν αυτή την τάση, οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο προσφέρουν διάφορα οικονομικά κίνητρα. Η Γαλλία, για παράδειγμα, επιδοτεί μακροπρόθεσμα συμβόλαια αγοράς αιολικής ενέργειας και υποστηρίζει προγράμματα έρευνας και ανάπτυξης που στοχεύουν στη βελτίωση της της ενεργειακής οικονομικής αποδοτικότητας της υπεράκτιας αιολικής τεχνολογίας.
Ο κύκλος ζωής των αιολικών πάρκων
Δυστυχώς —και κατά ειρωνικό τρόπο— φαίνεται επίσης ότι η επιχείρηση αιολικής ενέργειας θα μπορούσε να επαναλαμβάνει τα λάθη των γεωτρύπανων της Πενσυλβάνια, αφήνοντας στο κοινό μια κληρονομιά που είναι εξίσου προκλητική για την κοινωνία.
Μια βιασύνη για τη δημιουργία δυναμικότητας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας χωρίς μια ολοκληρωμένη προσέγγιση που λαμβάνει υπόψη ολόκληρο τον κύκλο ζωής των αιολικών πάρκων μπορεί να έχει επιζήμιες συνέπειες τόσο για το περιβάλλον όσο και για τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα αυτών των projects.
Για να διασφαλιστεί η μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα των projects αιολικής ενέργειας, οι σχεδιαστές και οι υπεύθυνοι λήψης αποφάσεων θα πρέπει να λαμβάνουν υπόψη διάφορους παράγοντες σε ολόκληρο τον κύκλο ζωής ενός αιολικού πάρκου, συμπεριλαμβανομένων των περιβαλλοντικών επιπτώσεων και του κόστους του κύκλου ζωής: κεφαλαιουχικές δαπάνες, λειτουργικές δαπάνες και κόστη ολοκλήρωσης του κύκλου ζωής (EOL).
Καθώς τα μεγαλύτερα έργα αιολικής ενέργειας κινούνται μακρύτερα στις υπεράκτιες περιοχές για να αξιοποιήσουν πιο συνεπείς και ισχυρούς ανέμους, μια αναλογική κλιμάκωση του κόστους σε διάφορες κατηγορίες είναι αναπόφευκτη.
Οι κεφαλαιουχικές δαπάνες δεν είναι απλώς ένας παράγοντας του κόστους του αεριοστροβίλου.
Περιλαμβάνουν επίσης τα έξοδα που σχετίζονται με τη δημιουργία στιβαρών και ανθεκτικών υπεράκτιων πλατφορμών, θαλάσσιας επιμελητείας και εκτεταμένης υποθαλάσσιας καλωδίωσης για τη σύνδεση αυτών των απομακρυσμένων στροβίλων πίσω στο δίκτυο της ξηράς.
Οι λειτουργικές δαπάνες παρουσιάζουν επίσης αξιοσημείωτη αύξηση λόγω της πολυπλοκότητας και της πρόκλησης των εργασιών τακτικής συντήρησης και επισκευής σε συνθήκες ανοικτής θάλασσας.
Αυτές οι εργασίες γίνονται τεχνικά δύσκολες και δαπανηρές καθώς αυξάνεται η απόσταση από την ακτή, απαιτώντας συχνά εξειδικευμένα σκάφη και εξοπλισμό, για να μην αναφέρουμε τους αυξημένους κινδύνους που θα αντιμετωπίσουν οι εργαζόμενοι.
Ο κύκλος ζωής
Η πιο σημαντική κλιμάκωση του κόστους είναι πιθανό να συμβεί στον παροπλισμό, μια πολύπλοκη και δαπανηρή προσπάθεια που περιλαμβάνει την αποσυναρμολόγηση των τουρμπινών, την αφαίρεση θεμελίων και καλωδίων, την αντίστροφο σχεδιασμό της μετακίνησης των πτερυγίων και των πύργων πίσω στην ακτή και τη διαχείριση απορριμμάτων με βάση τα περιβαλλοντικά πρότυπα.
Ωστόσο, οι περισσότερες οικονομικές αναλύσεις σχετικά με το σχεδιασμό αιολικών πάρκων υποθέτουν ότι το κόστος αυτό θα είναι αμελητέο ή θα μειωθεί με την πάροδο του χρόνου.
Υποτιμούν επίσης το κόστος συντήρησης, το οποίο είναι γνωστό ότι αυξάνεται με την πάροδο του χρόνου.
Επιπλέον, δεν διερευνώνται οι επιπτώσεις της κατασκευής μεγαλύτερων στροβίλων που βρίσκονται μακρύτερα στην ανοικτή θάλασσα στο κόστος παροπλισμού και συντήρησης, το οποίο συνήθως ορίζεται αυθαίρετα στο 50% του κόστους κατασκευής του αεριοστροβίλου.
Το κόστος συντήρησης
Ο κλάδος δεν έχει την πολυτέλεια να αντιμετωπίσει πλέον ζητήματα παροπλισμού και συντήρησης.
Μέχρι το 2023, οι διαχειριστές αερστροβίλων όπως η Siemens Energy έχουν επιβαρυνθεί με αυξανόμενα κόστη συντήρησης. (Οι μετοχές της Siemens σημείωσαν βουτιά 30% αφού η εταιρεία ανακοίνωσε ότι θα έπρεπε να ξοδέψει επιπλέον 1 δισεκατομμύριο δολάρια για συντήρηση αεριοστροβίλων.)
Το πρώτο μεγάλο κύμα παροπλισμού είναι επίσης επικείμενο, με περίπου 34.000 χερσαίους στρόβιλους κοντά στην απόσυρση.
Η συνειδητοποίηση του προβλήματος αυξάνεται, πυροδοτώντας πρωτοβουλίες όπως η κοινοπραξία ZEBRA στην Ευρώπη, ένα ερευνητικό πρόγραμμα που επιδιώκει να σχεδιάσει μια 100% ανακυκλώσιμη ανεμογεννήτρια, ενώ στις ΗΠΑ, η Πολιτεία του Κολοράντο επιβάλλει πλέον την απομάκρυνση παροπλισμένων ανεμογεννητριών.
Σε μια προσπάθεια να κατανοηθούν οι οικονομικές επιπτώσεις της συντήρησης και του παροπλισμού αιολικών πάρκων, το Harvard Business Review συνέλεξε τα προσβάσιμα δεδομένα για ένα αιολικό πάρκο για να υπολογιστεί το κόστος κατασκευής μιας μεμονωμένης τουρμπίνας σε συνάρτηση με το μέγεθος του πτερυγίου και την απόσταση από την ακτή.
Στη συνέχεια υπολογίζεται το συνολικό κόστος υποθέτοντας ότι το κόστος συντήρησης και τέλους ζωής (MEOL) είναι ένα κλάσμα του κόστους κατασκευής και συνδυάζονται αυτές τις εκτιμήσεις με φυσικές αρχές παραγωγής ανέμου με βάση μηχανικές εξισώσεις που περιλαμβάνουν κατανομή ταχύτητας ανέμου, παραγωγή ενέργειας και άλλους σχετικούς παράγοντες για να δημιουργηθεί ένα μοντέλο που να υπολογίζει τη σχέση «τιμή /διάρκειας ζωής», το οποίο αποκαλύπτει τις σχέσεις μεταξύ της αξίας της λεπίδας και της απόστασης από την ακτή του στροβίλου μείον το συνολικό κόστος του κύκλου ζωής του).
Το Διάγραμμα Α, παρακολουθεί τη σχέση μεταξύ του μήκους πτερυγίων του στροβίλου σε μέτρα και της αξίας διάρκειας ζωής, που μετράται ως η παρούσα αξία σε δολάρια όλης της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από έναν στρόβιλο, μείον το κόστος διάρκειας ζωής, για σενάρια όπου το κόστος συντήρησης και τέλους ζωής (M E O L) είναι 30%, 40% και 50% της συνολικής επένδυσης κεφαλαίου σε έναν στρόβιλο.
Δείχνει ότι ενώ τα βέλτιστα μεγέθη λεπίδων κορυφώνονται μεταξύ 70 και 80 μέτρων, το μήκος της λεπίδας που παρέχει την υψηλότερη τιμή καθορίζεται εν μέρει από το επίπεδο του κόστους M E O L.
Το Διάγραμμα Β προσδιορίζει τα βέλτιστα από άποψη κόστους μεγέθη λεπίδων για τα τρία σενάρια (κόστος M E O L 30%, 40% και 50%) σε διάφορες αποστάσεις (σε χιλιόμετρα) από την ακτή.
Γενικά, δείχνει ότι τα βέλτιστα μεγέθη λεπίδων αυξάνονται απότομα αλλά κορυφώνονται μεταξύ 50 και 60 χιλιομέτρων από την ακτή. Τα βέλτιστα μεγέθη επηρεάζονται επίσης από το επίπεδο του κόστους M E O L.
Το υψηλότερο κόστος M E O L συνεπάγεται μικρότερα βέλτιστα μήκη λεπίδων.
