Tangu 2010, nishati ya upepo imeona ukuaji endelevu ulimwenguni, na nguvu ya umeme inayotokana na upepo wa pwani kuongezeka karibu 30% kila mwaka. Nchi kote ulimwenguni zinahitaji kuongeza usambazaji wa nishati mbadala haraka kukidhi mahitaji yanayokua na kupunguza haraka uzalishaji. Pamoja na uharaka huu, upepo wa pwani kwa sasa hutoa chini ya 1% ya umeme duniani.
Maeneo mengi ya maji ya kina kirefu kwa ujenzi wa shamba za upepo yanatengenezwa. Lakini uwezo wa upepo wa pwani bado bado haujafungwa, kwa grafu ya uwezo uliowekwa hapa duniani.
Uwezo wa upepo wa pwani dhidi ya pwani
Ufunguo: upepo wa pwani = kijivu nyepesi, na upepo wa pwani = kijivu giza. IRENA, mwandishi zinazotolewa
Sababu ya uwezo huu ambao haujashughulikiwa ni kwamba 80% ya upepo hupiga nje isiyoweza kuingiliwa pwani - katika maji ya kina zaidi ya mita 60, ambapo turbini zilizoingia kwenye sakafu ya bahari zina hila kujenga.
Suluhisho linaweza kuwa shamba za upepo wa pwani. Kwa hivyo ni nini kinachowazuia?
Upepo wa kuelea
Baa zote chache za turbines za upepo wa pwani zimeshikamana na kuwekwa kwa msingi usio na kipimo - zaidi ya bomba kubwa la chuma ambalo hubadilika kwenda kwenye mtungi wa turbine juu ya seabed. Turbini hizi zinazojulikana kama fasta-chini ni mdogo kwa kina cha maji cha mita 50 au 60.
Lakini miradi ya hivi karibuni, pamoja na Hewind pwani ya Scotland na Upepo wa upepo mbali na Ureno, onyesha kuwa inawezekana kujenga turbines za upepo za kuelea. Turbine moja ya megawati sita - kama ile inayotumika kwenye shamba la Hywind - inaweza kutoa umeme wa kutosha kutoa nguvu nyumba 4,000 za Uingereza.
Lakini kutoa umeme sawa wa kaya kwa idadi ya watu duniani Bilioni 9 na 2050 ingehitaji kitu kama turbines za upepo wa pwani ya milioni milioni - kuongezeka mara 100 kwa idadi ya sasa - pamoja na uwezo wa ziada wa kutoa umeme kwa mahitaji ya baadaye ya nishati.
Kwa bahati mbaya, wakati mashamba ya upepo yaliyo yaliyo chini yana uwezo wa kitaalam, hayawezi kiuchumi. Kufanya kitu chochote cha pwani ni ghali. Ili kujenga shamba moja la upepo wa gigawatt moja kwa moja, gharama ya kukamilisha uchunguzi wa tovuti muhimu iko katika mkoa wa Pauni milioni 15. Kufunga na kuagiza shamba hiyo itakuwa karibu milioni 650 milioni, wakati gharama zinazoendelea za operesheni na matengenezo zinaweza kuwa karibu milioni 75 kwa mwaka. Mwisho wa maisha yake, ambayo inaweza kuwa karibu miaka 25, kuna gharama nyingine ya milioni 300 kwa kuondoa kazi.
Bado shamba za upepo zinazoelea, ambazo bado ziko katika siku za mwanzo za muundo na teknolojia, ni ghali zaidi. Ambapo bei ya kupeleka nishati ya upepo wa pwani katika 2019 ilifikia kati ya £ 36 na £ 45 kwa MWh ya umeme, minada ya sasa ya upepo wa kuelea ni bei zaidi ya mara mbili ya kiasi hicho.
Miundo ya pwani pia ni kubwa sana. Tur turins sita za megawati megawati ni mita 154 kwa kipenyo - kila blade ni urefu sawa na mabawa ya ndege ya A380. Turbine ya Nokia Gamesa megawatt ina kipenyo cha rotor ya mita 10, wakati Maabara ya Kitaifa ya Nishati Mbadala ya Amerika ya megawati 193 ina upana wa mita 15. Kuunda, kusanikisha, kufanya kazi, kuangalia, kudumisha na kuondoa miundombinu ya kiwango hiki, baharini, sio kazi kubwa.
Taji mbili kati ya tano zinazotumiwa katika shamba la kwanza la upepo linalopunguka ulimwenguni, Hywind Scotland. Terje Aase / Shutterstock
Wakati kampuni za nishati mara nyingi huunda mbali baharini, turbine moja ya upepo wa kuelea hutoa nishati kidogo kuliko mafuta moja ya pwani au rig ya gesi. Kwa maisha yake ya kufanya kazi, kulingana na saizi ya miundo yote miwili, inaweza kuwa katika kiwango cha mara 1,000 chini. Kwa hivyo miundombinu mingi inahitajika kwa mavuno sawa ya nishati kutoka kwa upya. Kuweka turbine ya upepo wa pwani nje ya bahari na kuitunza kunahitaji kuwa rahisi sana kulinganisha na gharama ya uzalishaji wa nishati kutoka kwa mafuta au gesi.
Mengi inaweza kujifunza kutoka kwa uhandisi wa jadi wa pwani kusaidia na ubadilishaji wa nishati mbadala. Lakini upunguzaji wa gharama muhimu hauwezi kupatikana kwa kufanya mengi zaidi, au kuongeza ufanisi wa njia na teknolojia zilizopo.
Ufumbuzi wa teknolojia
Ndio sababu itachukua teknolojia mpya kufanya shamba za upepo zenye gharama nafuu ziwe na gharama kubwa. Kwa mfano.
Ukaguzi wa utaratibu wa shamba za upepo wa pwani na watu ungekuwa na maana kwa maendeleo makubwa ambayo yanajengwa leo, na kwa hakika kwa wale waliopangwa katika siku zijazo. Sensorer smart zilizojengwa katika sehemu zote za shamba la upepo linaloweza kuelea zinaweza kuendelea kutathmini jinsi muundo unavyoendelea badala yake.
kujifunza Machine - ambayo hutumia data kufundisha kompyuta kufanya uamuzi wao wenyewe - inaweza kutumika kutuambia nanga inayofaa zaidi wakati wa kubuni, au ikiwa mstari wa kiwambo unaweza kuwa katika hatari ya kutofaulu wakati wa operesheni.
Tayari, kujifunza kwa mashine kunaweza kutumia data ya hali ya hewa kudhibiti nafasi za nyuzi za turbine, kuongeza nguvu ngapi wanazalisha au kuzuia uharibifu katika upepo mkali au dhoruba. Njia mpya Kuchanganya fizikia na ujifunzaji wa mashine inaweza kufanya utabiri wa kuaminika na data ndogo, ambayo ni muhimu offshore ambapo data inaweza kuwa ngumu kukusanya.
Kama serikali ya Uingereza inaanza uchunguzi katika aina ya uvumbuzi wa kiteknolojia ambao unaweza kukabiliana na mabadiliko ya hali ya hewa, upepo wa pwani ni bandari ya kwanza ya wito. Pamoja na uwekezaji katika teknolojia ya siku zijazo, shamba za upepo za kuelea zinaweza kusaidia kukuza nchi, na uwezo wa nguvu mpya wa ulimwengu.
Susan Gourvenec, Royal Academy of Engineering Engineering in Emerging Technologies - Akili & Akili ya Uhandisi wa Bahari, Chuo Kikuu cha Southampton
Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.
Vitabu kuhusiana
Upungufu: Mpango wa Kisiasa Zaidi Uliopendekezwa Kugeuza Upepo wa Ulimwenguni
na Paul Hawken na Tom Steyer
Katika uso wa hofu na upendeleo usioenea, muungano wa kimataifa wa watafiti, wataalamu, na wanasayansi wamekusanyika ili kutoa suluhisho la ufumbuzi wa hali ya hewa na kweli. Mbinu na mazoea mia moja huelezea hapa-baadhi yanajulikana; baadhi huenda haujawahi kusikia. Zinatoka kutoka nishati safi ili kuwaelimisha wasichana katika nchi za kipato cha chini kwa njia za matumizi ya ardhi ambayo huvuta kaboni nje ya hewa. Ufumbuzi unawepo, ni wa kiuchumi unaofaa, na jamii duniani kote sasa huwafanya kwa ustadi na uamuzi. Inapatikana kwenye Amazon
Kuunda Solutions ya Hali ya Hewa: Mwongozo wa Sera kwa Nishati ya Chini ya Carbon
na Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Pamoja na athari za mabadiliko ya hali ya hewa tayari juu yetu, hitaji la kupunguza uzalishaji wa gesi chafu sio tu chini ya haraka. Ni changamoto kubwa, lakini teknolojia na mikakati ya kuikabili ipo leo. Seti ndogo ya sera za nishati, iliyoundwa na kutekelezwa vizuri, inaweza kutuweka kwenye njia ya maisha ya chini ya kaboni. Mifumo ya nishati ni kubwa na ngumu, kwa hivyo sera ya nishati lazima izingatiwe na gharama nafuu. Mbinu za ukubwa mmoja hazitakamilisha kazi. Watunga sera wanahitaji rasilimali iliyo wazi, kamili inayoelezea sera za nishati ambazo zitakuwa na athari kubwa kwa hali yetu ya hewa ya hali ya hewa, na inaelezea jinsi ya kuunda sera hizi vizuri. Inapatikana kwenye Amazon
Hii Mabadiliko Kila kitu: Capitalism vs Hali ya Hewa
na Naomi Klein
In Hii Mabadiliko Kila kitu Naomi Klein anasema kwamba mabadiliko ya hali ya hewa sio suala jingine tu linalofaa kati ya kodi na huduma za afya. Ni alarm ambayo inatuita sisi kurekebisha mfumo wa kiuchumi ambao tayari hutuvunja kwa njia nyingi. Klein hujenga jinsi ya kupunguza kasi ya uzalishaji wetu wa chafu ni fursa nzuri zaidi kwa wakati huo huo kupunguza kupunguza kutofautiana, kufikiri tena demokrasia zetu zilizovunjika, na kujenga upya uchumi wetu wa ndani. Anafunua kukata tamaa ya kiitikadi ya wasioko wa mabadiliko ya hali ya hewa, udanganyifu wa Kiislamu wa wasiokuwa geoengineers, na kushindwa kwa kutisha kwa mipango mingi ya kijani. Na anaonyesha kwa nini soko haliwezi-na haiwezi kurekebisha mgogoro wa hali ya hewa lakini badala yake hufanya mambo kuwa mabaya zaidi, na njia za uchimbaji wa uharibifu wa mazingira, na uhamasishaji mkubwa wa maafa. Inapatikana kwenye Amazon
Kutoka kwa Mchapishaji:
Ununuzi kwenye Amazon huenda ukapoteza gharama ya kukuleta InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, na Hali ya hewaImpactNews.com bila gharama na bila watangazaji ambao wanafuatilia tabia zako za kuvinjari. Hata kama wewe bonyeza kiungo lakini usiupe bidhaa hizi zilizochaguliwa, kitu kingine chochote unachotumia katika ziara hiyo hiyo kwenye Amazon hutupa tume ndogo. Hakuna gharama ya ziada kwako, kwa hiyo tafadhali shiriki katika jitihada. Unaweza pia tumia kiungo hiki kutumia Amazon wakati wowote ili uweze kusaidia kusaidia jitihada zetu.
