Turbinas eólicas flutuantes abrem vastos novos tratos oceânicos para energia renovável

Nas águas turbulentas do Mar do Norte, a 15 milhas da costa de Aberdeenshire, na Escócia, cinco turbinas eólicas flutuantes offshore se estendem 574 pés (175 metros) acima da água. O primeiro parque eólico flutuante do mundo, uma instalação de 30 megawatts administrada pela empresa norueguesa Equinor, só está em operação desde 2017, mas já está recordes quebrados do Reino Unido para a produção de energia.

Enquanto a maioria das turbinas eólicas offshore estão ancoradas no fundo do oceano em fundações fixas, limitando-as a profundidades de cerca de 165 pés, as turbinas flutuantes são amarradas ao fundo do mar por cabos de amarração. Essas estruturas enormes são montadas em terra e puxadas para o mar por barcos.

A capacidade de instalar turbinas em águas mais profundas, onde os ventos tendem a ser mais fortes, abre grandes extensões do oceano para gerar energia eólica renovável: perto de 80% de potencial eólica offshore é encontrada em águas mais profundas. Além disso, posicionar turbinas flutuantes muito mais longe da costa ajuda a evitar conflitos com aqueles que se opõem aos seus impacto nas vistas costeiras.

A energia eólica offshore flutuante ainda está em seus estágios iniciais: apenas cerca de Megawatts 80 de um total de cerca de 32 gigawatts (0.25%) da capacidade eólica offshore instalada é flutuante. Mas alguns especialistas dizem que a tecnologia relativamente nova pode se tornar uma parte importante do mix de energias renováveis, se puder superar obstáculos como custo, design e oposição do indústria da pesca.

Os EUA estão tradicionalmente atrás da Europa no que diz respeito à energia eólica offshore, mas isso pode estar mudando. Joe Biden se comprometeu a construir mais de 30 GW de energia eólica offshore até 2030. O Departamento de Energia afirma ter investido mais de $ 100m na pesquisa e desenvolvimento de tecnologia eólica offshore flutuante na tentativa de se firmar como líder no setor.

Embora os ventos confiáveis ​​e as águas relativamente rasas da costa leste dos EUA tenham feito dela o alvo preferido para projetos eólicos offshore, como o recentemente aprovado grande escala Vineyard Vento ao largo da costa de Martha's Vineyard, na costa oeste as águas são em sua maioria muito profundas para turbinas de plataforma fixa. É aqui que os defensores esperam que o vento flutuante decole.

Em maio, o governo Biden e o governador da Califórnia, Gavin Newsom, anunciaram um plano para trazer energia eólica offshore flutuante para a Califórnia. Eles têm identificado dois locais: uma área de quase 400 milhas quadradas a noroeste de Morro Bay, que poderia hospedar 380 turbinas eólicas flutuantes, e outra mais ao norte da Baía de Humboldt. Juntos, esses projetos podem trazer até 4.6 GW de energia limpa para a rede, o suficiente para abastecer 1.6 milhão de residências.

“[O anúncio] foi um verdadeiro avanço”, disse Adam Stern, diretor executivo da associação comercial Offshore Wind Califórnia. “Numa época em que os efeitos das mudanças climáticas são evidentes na Califórnia todos os dias, na forma de incêndios florestais e condições de seca”, disse ele, “o vento offshore pode fornecer eletricidade limpa e confiável para milhões de residentes da Califórnia”.

A Estimativas da Agência Internacional de Energia que para o mundo permanecer no caminho da neutralidade de carbono até 2050, é necessário adicionar 390 GW de energia eólica (80 GW dos quais seriam offshore) a cada ano entre 2030 e 2050.

É um grande salto em relação aos números atuais, especialmente para a indústria eólica offshore, que instalou pouco mais de 6 GW de nova capacidade em 2020. Mas a energia eólica tem crescido à medida que os custos caem e os países procuram se afastar dos combustíveis fósseis para cumprir as metas climáticas.

A quantidade de vento flutuante não está clara. Países incluindo a Noruega, Portugal, Coreia do Sul e Japão estão instalando ou planejando projetos eólicos flutuantes, com mais de 26 GW da capacidade estimada para estar no oleoduto, de acordo com uma estimativa.

“Sem dúvida, o vento é uma grande parte da solução para chegar a zero”, disse Michael Webber, especialista em energia e professor de engenharia da Universidade do Texas em Austin. Mas ele acredita que a energia eólica flutuante provavelmente levará tempo para crescer, prevendo que a energia eólica onshore e a energia eólica offshore de fundo fixo dominarão na próxima década.

Certamente permanecem grandes obstáculos. O custo é significativo. Os custos flutuantes de geração eólica offshore são cerca do dobro dos custos fixos da energia eólica offshore, embora se espere que diminuam conforme os avanços da tecnologia e as cadeias de abastecimento melhorem. Estimativas do órgão de pesquisa do Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) sugerem que projetos de turbinas flutuantes poderiam alcançar paridade de custo com suas contrapartes de fundo fixo por volta de 2030.

Um problema é o número de projetos para ancorar as turbinas flutuantes, que alguns especialistas acreditam que tornará mais difícil reduzir os custos.

Existem três designs principais. A bóia - o projeto das turbinas flutuantes Hywind na Escócia - tem um tubo cilíndrico longo e pesado que se estende para baixo da turbina e abaixo da superfície do oceano para equilibrá-la. As plataformas semissubmersíveis, as mais comuns para projetos instalados e planejados, são modulares e constituídas por estruturas cilíndricas flutuantes fixadas por cabos de amarração. A estrutura da perna de tensão tem uma plataforma menor ancorada ao fundo do mar com cabos de amarração esticados.

“Já perdi a conta de quantos conceitos existem realmente”, disse Po Wen Cheng, chefe de energia eólica da Universidade de Stuttgart, na Alemanha. “A Ford não tornou o carro acessível para as grandes massas, fabricando 30 tipos diferentes de carro - eles apenas fizeram um Modelo T. Se realmente quisermos reduzir o custo, não podemos tolerar tantos conceitos diferentes”, disse ele.

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