Sejak 2010, energi angin telah mengalami pertumbuhan berkelanjutan di seluruh dunia, dengan jumlah energi yang dihasilkan oleh angin lepas pantai meningkat sebesar hampir 30% setiap tahunnya. Negara-negara di seluruh dunia perlu meningkatkan pasokan energi terbarukan dengan cepat untuk memenuhi permintaan yang meningkat dan dengan cepat mengurangi emisi. Terlepas dari urgensi ini, angin lepas pantai saat ini menyediakan kurang dari 1% dari pasokan listrik dunia.
Banyak lokasi air dangkal utama untuk membangun ladang angin sedang dikembangkan. Tetapi potensi angin lepas pantai sebagian besar masih belum dimanfaatkan, sesuai grafik kapasitas terpasang di seluruh dunia di bawah ini.
Kapasitas angin lepas pantai vs darat
Kunci: angin lepas pantai = abu-abu terang, dan angin darat = abu-abu gelap. IRENA, penulis tersedia
Alasan untuk potensi yang belum dimanfaatkan ini adalah itu 80% dari angin pukulan lepas pantai lebih lanjut tanpa gangguan - dalam air lebih dalam dari 60 meter, di mana turbin yang tertanam di dasar laut sulit dibangun.
Solusinya bisa mengambang peternakan angin lepas pantai. Jadi, apa yang menahan mereka?
Mengambang angin lepas pantai
Semua batang segelintir turbin angin lepas pantai yang ada melekat pada dasar laut dengan fondasi tetap - kebanyakan tiang pancang tubular baja besar yang transisi ke tiang turbin di atas dasar laut. Turbin dasar-tetap ini terbatas pada kedalaman air 50 atau 60 meter.
Tetapi proyek-proyek terbaru, termasuk Angin kencang lepas pantai Skotlandia dan Mengapung angin off Portugal, menunjukkan bahwa itu mungkin untuk membangun turbin angin mengambang Turbin enam megawatt tunggal - seperti yang digunakan di pertanian Hywind - dapat menghasilkan listrik yang cukup untuk memberi daya 4,000 rumah di Inggris.
Tetapi untuk menyediakan listrik rumah tangga yang setara untuk populasi global 9 miliar oleh 2050 akan membutuhkan sekitar setengah juta turbin angin lepas pantai - peningkatan 100 kali lipat dari jumlah saat ini - ditambah kapasitas tambahan untuk menyediakan listrik untuk kebutuhan energi di masa depan.
Sayangnya, meskipun peternakan angin apung layak secara teknis, mereka tidak layak secara ekonomi. Melakukan apa pun di lepas pantai mahal. Untuk membangun ladang angin fixed-bottom satu gigawatt, biaya untuk menyelesaikan survei lokasi yang diperlukan adalah di wilayah £ 15 juta. Instalasi dan commissioning tambak akan sekitar £ 650 juta, sedangkan biaya yang sedang berlangsung untuk operasi dan pemeliharaan akan sekitar £ 75 juta per tahun. Pada akhir hidupnya, yang mungkin sekitar 25 tahun, ada lagi £ 300 juta yang diperlukan untuk penonaktifan.
Namun ladang angin terapung, yang masih dalam masa awal desain dan teknologinya, bahkan lebih mahal. Sedangkan harga untuk mengirimkan energi angin lepas pantai pada tahun 2019 berkisar antara £ 36 dan £ 45 per MWh listrik, lelang saat ini untuk angin apung dihargai lebih dari dua kali lipat jumlahnya.
Struktur lepas pantai juga sangat besar. Turbin Hywind enam megawatt berdiameter 154 meter - setiap bilah memiliki panjang yang sama dengan lebar sayap pesawat A380. Turbin Siemens Gamesa 10 megawatt memiliki diameter rotor 193 meter, sedangkan turbin referensi Laboratorium Nasional Energi Terbarukan 15 megawatt AS memiliki diameter 240 meter. Membangun, memasang, mengoperasikan, memantau, memelihara, dan menonaktifkan infrastruktur skala ini, di lautan, bukanlah tugas sepele.
Dua dari lima turbin yang digunakan di ladang angin terapung pertama di dunia, Hywind Scotland. Terje Aase / Shutterstock
Sementara perusahaan energi sering membangun jauh di laut, satu turbin angin apung menghasilkan energi jauh lebih sedikit daripada satu rig minyak atau gas lepas pantai. Selama masa operasinya, tergantung pada ukuran kedua struktur, bisa berada di kisaran 1,000 kali lebih sedikit. Jadi dibutuhkan lebih banyak infrastruktur untuk menghasilkan energi yang sama dari energi terbarukan. Menempatkan turbin angin lepas pantai di laut dan menjaganya agar tetap ada menjadi jauh lebih murah agar sesuai dengan biaya produksi energi dari minyak atau gas lepas pantai.
Banyak yang dapat dipelajari dari teknik lepas pantai tradisional untuk membantu transisi ke energi terbarukan. Tetapi pengurangan biaya yang diperlukan tidak dapat dicapai dengan melakukan lebih banyak hal yang sama, atau mempertajam efisiensi metode dan teknologi yang ada.
Solusi teknologi
Itu sebabnya mungkin akan membutuhkan teknologi baru untuk membuat peternakan angin apung hemat biaya. Misalnya, menggunakan robot dan teknologi otonom lainnya untuk mengendalikan kegiatan rekayasa lepas pantai - mulai dari menyelidiki dasar laut hingga mengoperasikan, memeriksa dan memelihara turbin angin apung - dapat mengurangi risiko bagi pekerja dan memberikan kontrol yang lebih efisien terhadap sistem yang rumit ini.
Inspeksi rutin ladang angin lepas pantai oleh orang-orang akan menjadi tidak praktis pada perkembangan luas yang sedang dibangun saat ini, dan tentunya bagi mereka yang direncanakan di masa depan. Sensor cerdas yang dibangun di semua bagian ladang angin apung dapat terus menilai bagaimana strukturnya.
Pembelajaran mesin - yang menggunakan data untuk mengajar komputer untuk mengambil keputusan sendiri - dapat digunakan untuk memberi tahu kami jangkar yang paling efisien selama desain, atau jika jalur tambatan mungkin berisiko gagal selama operasi.
Pembelajaran mesin dapat menggunakan data cuaca untuk mengontrol posisi bilah turbin, untuk memaksimalkan berapa banyak energi yang dihasilkan atau mencegah kerusakan pada angin kencang atau badai. Metode baru menggabungkan fisika dengan pembelajaran mesin dapat membuat prediksi yang andal dengan lebih sedikit data, yang berguna di luar negeri di mana data bisa sulit dikumpulkan.
Ketika pemerintah Inggris memulai penyelidikan ke dalam jenis inovasi teknologi yang dapat mengatasi perubahan iklim, angin lepas pantai adalah pelabuhan panggilan pertama. Dengan investasi dalam teknologi masa depan, ladang angin terapung dapat membantu menambah biaya negara, dan dunia, kapasitas energi terbarukan.
Susan Gourvenec, Ketua Royal Academy of Engineering dalam Emerging Technologies - Intelligent & Resilient Ocean Engineering, University of Southampton
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Buku terkait
Drawdown: Rencana Komprehensif yang Paling Sering Diusulkan untuk Menghilangkan Pemanasan Global
oleh Paul Hawken dan Tom Steyer
Dalam menghadapi ketakutan dan apati yang meluas, sebuah koalisi internasional para peneliti, profesional, dan ilmuwan telah berkumpul untuk menawarkan serangkaian solusi realistis dan berani untuk perubahan iklim. Seratus teknik dan praktik dijelaskan di sini — beberapa diketahui dengan baik; beberapa Anda mungkin belum pernah mendengarnya. Mulai dari energi bersih hingga mendidik anak perempuan di negara berpenghasilan rendah hingga praktik penggunaan lahan yang menarik karbon dari udara. Solusi yang ada, layak secara ekonomi, dan komunitas di seluruh dunia saat ini menerapkannya dengan keterampilan dan tekad. Tersedia di Amazon
Merancang Solusi Iklim: Panduan Kebijakan untuk Energi Karbon Rendah
oleh Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Dengan dampak perubahan iklim yang sudah menimpa kita, kebutuhan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca global sangatlah mendesak. Ini tantangan yang menakutkan, tetapi teknologi dan strategi untuk menghadapinya ada saat ini. Seperangkat kecil kebijakan energi, yang dirancang dan diterapkan dengan baik, dapat membawa kita ke jalan menuju masa depan rendah karbon. Sistem energi itu besar dan kompleks, sehingga kebijakan energi harus fokus dan hemat biaya. Pendekatan satu ukuran untuk semua tidak akan menyelesaikan pekerjaan. Pembuat kebijakan membutuhkan sumber daya yang jelas dan komprehensif yang menguraikan kebijakan energi yang akan berdampak terbesar pada masa depan iklim kita, dan menjelaskan cara merancang kebijakan ini dengan baik. Tersedia di Amazon
Ini Semua Perubahan: Kapitalisme vs Iklim
oleh Naomi Klein
In Ini Semua Perubahan Naomi Klein berpendapat bahwa perubahan iklim bukan hanya masalah lain yang harus diajukan antara pajak dan perawatan kesehatan. Ini adalah alarm yang memanggil kita untuk memperbaiki sistem ekonomi yang sudah gagal dalam banyak hal. Klein dengan cermat membangun kasus tentang seberapa besar pengurangan emisi rumah kaca kita adalah kesempatan terbaik kita untuk secara bersamaan mengurangi kesenjangan yang menganga, membayangkan kembali demokrasi kita yang rusak, dan membangun kembali ekonomi lokal kita yang hancur. Dia mengungkap keputusasaan ideologis dari penyangkal perubahan iklim, delusi mesianis dari calon geoengineer, dan kekalahan tragis dari terlalu banyak inisiatif hijau mainstream. Dan dia menunjukkan dengan tepat mengapa pasar tidak — dan tidak bisa — memperbaiki krisis iklim tetapi malah akan memperburuk keadaan, dengan metode ekstraksi yang semakin ekstrem dan merusak secara ekologis, disertai dengan kapitalisme bencana yang merajalela. Tersedia di Amazon
Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.
