ในอีกสิบปีข้างหน้า จะมีการเพิ่มขึ้นอย่างมากทั้งในด้านพลังงานลมบนบกและนอกชายฝั่ง บทความนี้จะกล่าวถึงข้อดีและข้อเสียของฟาร์มกังหันลมในทะเล วิธีการทำงาน และการใช้งานในตลาดพลังงานโลก ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเปลี่ยนผ่านด้านพลังงานของโลก
จากข้อมูลของ Statistaกำลังการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมทั่วโลกเพิ่มขึ้นจาก 650 กิกะวัตต์ในปี 2019 เป็น 743 กิกะวัตต์ในปี 2020 แม้ว่าการระบาดของ COVID-19 จะทำให้โครงการต่างๆ ล่าช้าก็ตาม การเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วของการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานลมเป็นหลักฐานที่แสดงให้เห็นถึงความนิยมที่เพิ่มขึ้นทั่วโลก
ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและกฎหมายระหว่างประเทศเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกำลังผลักดันให้การผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมมีความยั่งยืนทางการเงิน ตลาดพลังงานลมที่ใหญ่ที่สุดสองแห่ง ของโลก ยังคงเป็นจีนและสหรัฐอเมริกา แต่ประเทศอินเดีย อเมริกาเหนือ สหราชอาณาจักร และยุโรปก็กำลังพัฒนาแนวโน้มนี้อย่างรวดเร็วเช่นกัน
ดูวิดีโอนี้จาก Global Wind Energy Council เพื่อรับทราบภาพรวมของตลาดพลังงานลมทั่วโลก:
พลังงานลมทำงานอย่างไร?
อากาศขับเคลื่อนใบพัดคาร์บอนไฟเบอร์ที่ยึดติดกับกังหันลม มอเตอร์ที่ติดอยู่กับใบพัดจะแปลงพลังงานจลน์เป็นพลังงานไฟฟ้า พลังงานจะถูกส่งไปยังกระปุกเกียร์ ซึ่งจะเพิ่มความเร็วในการหมุนจากใบพัดที่หมุนช้าๆ ต่อจากนั้นจะเป็นการหมุนเพลาขับอย่างเพียงพอเพื่อจ่ายพลังงานให้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
ในอดีตตลาดถูกครอบงำโดยกังหันลมบนบก แต่ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีได้กระตุ้นให้เกิดการสร้างฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง
ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งคืออะไร?
โรงไฟฟ้าพลังงานลมขนาดใหญ่หรือที่เรียกว่าฟาร์มกังหันลมกลางทะเล ตั้งอยู่ในมหาสมุทร โดยปกติจะอยู่ห่างจากชายฝั่งไม่กี่กิโลเมตร ประกอบด้วยกังหันลมที่ติดตั้งบนฐานที่ยึดติดกับพื้นมหาสมุทร กังหันลมเหล่านี้จะผลิตกระแสไฟฟ้า ซึ่งจะถูกส่งไปยังแผ่นดินใหญ่ผ่านสายเคเบิลใต้น้ำ
ข้อดีและข้อเสียของฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง
ข้อดีของฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง
- ทรัพยากรลมที่แข็งแกร่งและสม่ำเสมอ
- ผลกระทบน้อยที่สุดต่อภูมิทัศน์
- ลดมลพิษทางเสียง
- ข้อกำหนดที่ดินน้อย
- กังหันที่ใหญ่กว่า
- การสร้างงานและการส่งเสริมเศรษฐกิจ
- การปล่อยคาร์บอนต่ำ
1. ทรัพยากรลมที่แข็งแกร่งและสม่ำเสมอ
แหล่งพลังงานลมที่แข็งแกร่งและเชื่อถือได้เป็นประโยชน์สำหรับโครงการพลังงานลมนอกชายฝั่ง โดยทั่วไปความเร็วลมในน่านน้ำเปิดจะสูงกว่าบนบก เมื่อเปรียบเทียบกับฟาร์มกังหันลมบนบก ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งสามารถผลิตไฟฟ้าได้โดยเฉลี่ยมากกว่า 1 เมกะวัตต์
ฟาร์มกังหันลมบนบกมีข้อจำกัดด้านความสูงของกังหัน แต่ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งไม่มีข้อจำกัดด้านความสูงของกังหัน พวกเขาสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้นเนื่องจากใบพัดกังหันมีขนาดใหญ่ขึ้นมาก
นอกจากนี้ ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้นเนื่องจากความเร็วลมโดยเฉลี่ยในทะเลสูงกว่าบนบก
ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งมีประสิทธิภาพมากกว่าฟาร์มกังหันลมประเภทอื่นๆ เนื่องจากสามารถผลิตไฟฟ้าได้มากกว่า สมมติว่าฟาร์มกังหันลมบนบกสิบเอ็ดแห่งผลิตพลังงานตามจำนวนที่กำหนด
ในฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง กังหันลม 4-5 ตัวสามารถให้พลังงานในปริมาณที่เท่ากัน หรือมากกว่านั้น ทิศทางลมที่คงที่มากขึ้นด้วยความเร็วสูงในทะเลคือสิ่งที่ทำให้ลมมีประสิทธิภาพมากกว่าบนบก
2. ผลกระทบน้อยที่สุดต่อภูมิทัศน์
ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งทิ้งร่องรอยทางสิ่งแวดล้อมน้อยกว่าฟาร์มกังหันลมบนบก เนื่องจากมักตั้งอยู่ห่างไกลจากชายฝั่ง จึงมีการรุกล้ำสายตาน้อยลง และยังสามารถเก็บพื้นที่ไว้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้มากขึ้น รวมถึงการเพาะปลูกด้วย
3. ลดมลพิษทางเสียง
ข้อร้องเรียนหลักประการหนึ่งเกี่ยวกับฟาร์มกังหันลมบนบกคือเสียงรบกวนจากกังหัน เนื่องจากฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งตั้งอยู่ห่างไกลจากพื้นที่อยู่อาศัย จึงช่วยลดมลพิษทางเสียงได้อย่างมาก ทำให้ชุมชนโดยรอบมีบรรยากาศที่เงียบสงบมากขึ้น
4. ข้อกำหนดที่ดินน้อยกว่า
ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งมีการรุกรานน้อยกว่าฟาร์มกังหันลมบนบก เนื่องจากฟาร์มเหล่านี้ตั้งอยู่ในพื้นที่ภายในทะเลสาบหรือทะเล การติดตั้งกังหันลมไม่รบกวนที่ดินส่วนบุคคลที่ใช้สำหรับการเพาะปลูก การเลี้ยงสัตว์ หรือวัตถุประสงค์อื่นใด
ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งไม่สร้างอุปสรรคหรือรบกวนประเทศหรือโครงสร้างใกล้เคียง เนื่องจากฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งไม่ทำร้ายสิ่งแวดล้อมทางกายภาพ จึงถูกสร้างขึ้นในพื้นที่กว้างต่อตารางไมล์
ซึ่งหมายความว่าสามารถวางไว้ในสถานที่ที่มีการขาดแคลนที่ดินหรือที่มีการใช้ประโยชน์ที่ดินที่ขัดแย้งกัน เช่น ป่าไม้ การขยายตัวของเมือง และการเกษตร
ข้อพิพาทเรื่องการใช้ที่ดินยังเป็นประเด็นหลักในข้อพิพาทเกี่ยวกับกังหันลมแกนนอนบนบกฟาร์มบนบกใช้พื้นที่สาธารณะเป็นจำนวนมาก เนื่องจากมีความเชื่ออย่างต่อเนื่องว่าฟาร์มเหล่านี้ขัดขวางการเกษตรและการพัฒนา
ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งยุติข้อพิพาทนี้เนื่องจากมหาสมุทรมีพื้นที่มากขึ้น นอกจากนี้ ยังมีความกังวลน้อยลงเกี่ยวกับความเสื่อมโทรมของที่ดินและเทคโนโลยี เนื่องจากตำแหน่งที่อยู่ห่างไกล ซึ่งจำกัดปฏิสัมพันธ์ของมนุษย์ที่เป็นอันตราย
5. กังหันที่ใหญ่กว่า
เนื่องจากประชาชนไม่สามารถเข้าถึงกังหันนอกชายฝั่งได้โดยง่ายอีกต่อไป กังหันเหล่านี้จึงสามารถสร้างให้สูงกว่ากังหันบนบกได้ ซึ่งจะเป็นการเพิ่มความสามารถในการจับพลังงานลมและผลิตกระแสไฟฟ้า
6. การสร้างงานและการส่งเสริมเศรษฐกิจ
การพัฒนา การดำเนินงาน และการบำรุงรักษาฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งช่วยกระตุ้นเศรษฐกิจในท้องถิ่นด้วยการสร้างความเป็นไปได้ในการทำงานจำนวนมาก นอกจากนี้ เมื่อธุรกิจลมนอกชายฝั่งขยายตัว การใช้จ่ายด้านการวิจัยและพัฒนาอาจเพิ่มขึ้น ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและการขยายตัวของอุตสาหกรรมเพิ่มเติม
7. ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน
ฟาร์มกังหันลมในทะเลมีส่วนช่วยในความพยายามทั่วโลกในการป้องกันการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยการผลิตไฟฟ้าโดยไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ เป็นอันตราย การเติบโตของการผลิตไฟฟ้าจากพลังงานลมในทะเลอาจเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้ประเทศต่างๆ บรรลุเป้าหมายการลดคาร์บอนได้
ข้อเสียของฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง
- การมีส่วนร่วมในท้องถิ่นน้อยลง
- ความท้าทายในการบำรุงรักษา
- แพงมาก
- ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล
- การตายของนก
- ความท้าทายในการส่งพลังงาน
- ผลกระทบต่อภาพ
1. การมีส่วนร่วมในท้องถิ่นน้อยลง
เรามาเริ่มกันที่ข้อเสียของฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งก่อนจะพูดถึงข้อดีกันต่อ ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งไม่ได้เป็นเจ้าของโดยธุรกิจในภูมิภาคต่างจากฟาร์มกังหันลมบนบก เป็นเรื่องยากมากขึ้นสำหรับบริษัทและกลุ่มในท้องถิ่นที่จะมีส่วนร่วมเมื่อมีความจำเป็นในการลงทุนมากขึ้น
บริษัทขนาดใหญ่เป็นเพียงกลุ่มเดียวที่เป็นเจ้าของฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งไม่ได้ช่วยเหลือชุมชนท้องถิ่นที่เฉพาะเจาะจงเสมอไป แม้ว่าจะสร้างงานก็ตาม ดังนั้นพวกเขาจึงไม่นำเสนอโอกาสทางการเงินเช่นเดียวกับฟาร์มกังหันลมบนบก
2. ความท้าทายในการบำรุงรักษา
ใช่แล้ว เนื่องจากลมแรง กังหันลมในทะเลจึงมีกำลังมากกว่าและสามารถผลิตพลังงานได้มากขึ้น อย่างไรก็ตาม พวกมันก็มีความเสี่ยงที่จะได้รับความเสียหายจากลมแรงเหล่านี้ได้ง่ายกว่า กังหันลมมักได้รับความเสียหายบ่อยครั้งเนื่องจากสภาพอากาศที่แปรปรวนและพายุ ที่ เกิด ขึ้นบ่อยครั้ง
ส่งผลให้จำเป็นต้องมีการบำรุงรักษาและซ่อมแซมฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งบ่อยครั้ง เมื่อพูดถึงการบำรุงรักษาและการซ่อมแซม ค่าใช้จ่ายสูงอย่างไม่ต้องสงสัย และการจัดการฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งอาจเป็นงานที่มีค่าใช้จ่ายสูง
นอกจากนี้ การขาดการเข้าถึงทำให้เกิดความท้าทายในการบำรุงรักษา แม้ว่าในกรณีนี้เรื่องเงินจะไม่ใช่ปัญหาก็ตาม ใช่ เนื่องจากตั้งอยู่ห่างไกลจากชายฝั่ง การบำรุงรักษาจึงทำได้ยาก และการซ่อมแซมใช้เวลานานกว่าปกติ
3. มีราคาแพงกว่า
การสร้างโครงสร้างนอกชายฝั่งยากกว่าการสร้างบนบก เราสามารถทำงานได้อย่างรวดเร็วและง่ายดายยิ่งขึ้นโดยใช้เครื่องจักรและอุปกรณ์อื่นๆ อย่างไรก็ตาม สิ่งต่างๆ จะยุ่งยากมากขึ้นเมื่อต้องเคลื่อนอุปกรณ์ขนาดใหญ่บนน้ำ
ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งจำเป็นต้องใช้ค่าใช้จ่ายทางการเงินจำนวนมาก เนื่องจากมีการออกแบบและการติดตั้งที่ซับซ้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมน้ำลึก เป็นผลให้มีค่าใช้จ่ายสูงกว่า แต่เนื่องจากมีพื้นที่ว่างน้อยกว่าสำหรับฟาร์มกังหันลมบนบก บริษัทด้านพลังงานจึงเลือกฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งแทน ตอนนี้เรามาดูประเด็นต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งกัน
4. ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเล
การพัฒนาฟาร์มกังหันลมในทะเลอาจส่ง ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตในทะเลหลายด้านและเสียงที่เกิดขึ้นระหว่างการก่อสร้างและการดำเนินงานอาจก่อให้เกิดการหยุดชะงักต่อการดำเนินงานของโรงงานได้
การรบกวนของก้นทะเลบริเวณฐานรากอาจส่งผลกระทบต่อสัตว์หน้าดิน ในทางกลับกัน ด้วยการวางแผน การสังเกต และกลยุทธ์การบรรเทาที่เหมาะสม ผลกระทบเหล่านี้ก็สามารถลดลงได้
5. การตายของนก
นอกจากนี้ อาจมีความเสี่ยงต่อประชากรนกจากฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายพันธุ์อพยพ อาจมีผู้เสียชีวิตหากนกชนกับกังหัน การวิจัยยังคงอยู่ในระหว่างดำเนินการเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับผลกระทบเหล่านี้และสร้างแผนการลดความเสี่ยง
6. ความท้าทายด้านการส่งผ่านพลังงาน
การถ่ายโอนไฟฟ้าที่ผลิตโดยฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งไปยังแผ่นดินใหญ่อาจเป็นเรื่องยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อถ่ายโอนในระยะทางไกล จำเป็นต้องมีสายเคเบิลใต้น้ำ ซึ่งอาจมีราคาสูงและท้าทายในการติดตั้ง นอกจากนี้ การรวมไฟฟ้าเข้ากับระบบปัจจุบันอาจเป็นเรื่องยาก ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างพื้นฐาน
7. ผลกระทบต่อการมองเห็น
แม้ว่าฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งมักจะตั้งอยู่ห่างไกลจากทะเล แต่ก็สามารถดึงดูดสายตาได้ การมองเห็นกังหันลมที่อยู่ไกลๆ อาจรบกวนหรือรบกวนบางคนได้ แต่เนื่องจากนี่เป็นเรื่องส่วนตัว ไม่ใช่ทุกคนจะพบว่ามันเป็นเรื่องน่าหนักใจ
สรุป
ต้นทุนถือเป็นข้อเสียที่ใหญ่ที่สุดของพลังงานทดแทนนอกชายฝั่ง อย่างไรก็ตาม มันจะเพียงกระตุ้นให้มนุษยชาติติดตามการวิจัยและพัฒนา ลดความซับซ้อนของเทคโนโลยี และสนับสนุนการจัดหาเงินทุนของรัฐบาลเพื่อทำให้ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเป็นไปได้
ประสิทธิภาพซึ่งสร้างกระแสไฟฟ้าในน้ำได้มากกว่าบนบกนั้นเป็นสิ่งที่บ่งบอกความเป็นตัวมันเอง พลังงานทดแทนที่ใช้น้ำหรือลอยน้ำจะช่วยเสริมฟาร์มกังหันลมบนบกและโซลาร์ฟาร์มบนชั้นดาดฟ้าในอนาคต เปิดโอกาสใหม่ ๆ และลดอุปสรรคต่อการนำพลังงานที่ยั่งยืนมาใช้ทั่วโลก
นอกจากนี้ กังหันลมต้องใช้เวลาในการสร้างน้อยกว่าแหล่งพลังงานอื่นๆ โดยไม่คำนึงถึงตำแหน่งที่ตั้ง (บนบกหรือนอกชายฝั่ง) ตราบใดที่ลมพัด พลังงานลมจะยังคงมีบทบาทสำคัญในการจัดหาพลังงานของประเทศตามที่เป็นอยู่แล้ว
เมื่อพลังงานลมได้รับความนิยมมากขึ้นในฐานะแหล่งพลังงานหมุนเวียน นักวิจัยคาดการณ์ความก้าวหน้าที่สำคัญในเทคโนโลยีลมทั้งบนบกและนอกชายฝั่ง