Sostenibilità

Eolico offshore, perché le mega-turbine da 14 MW riducono i costi

eolico offshore

Dall’analisi di Rystad Energy emerge che i costi aggiuntivi dell’eolico offshore dovrebbero essere “mitigati da un minor numero di unità richieste e dai guadagni di efficienza associati alle turbine più nuove e tecnologicamente avanzate”

L’imponente turbina eolica da 14 megawatt (MW) di Siemens Gamesa sarà disponibile in commercio a partire dalla metà del 2020, favorendo la spinta del settore per strutture più grandi ed efficienti. Rystad Energy ha effettuato un’attenta analisi nella quale mostra che, sebbene siano più costose da produrre, la scelta di queste turbine giganti riduce effettivamente i costi complessivi per i parchi eolici offshore su larga scala.

I PROBLEMI DEI COSTI

Dall’analisi di Rystad Energy emerge che i costi aggiuntivi di questi impianti dovrebbero essere “mitigati da un minor numero di unità richieste e dai guadagni di efficienza associati alle turbine più nuove e tecnologicamente avanzate. Per ogni progetto, c’è anche il costo di produzione di una serie di fondazioni, quindi la riduzione del numero di turbine porterà anche a un minor numero di cavi di array, che a sua volta riducono l’ambito di installazione”.

PERCHÉ CONTI ALLA MANO CONVENGONO LE MEGA-TURBINE

Rystad Energy ha analizzato il costo dell’utilizzo di turbine di dimensioni diverse per il caso di un progetto offshore da 1 gigawatt (GW). Il modello SG 14-222 DD scavalcherà il nuovo prototipo Haliade-X da 12 MW di GE e diventerà la più grande turbina disponibile, a livello globale. Al momento, le turbine più grandi che saranno messe in servizio tra il 2020 e il 2021 hanno capacità nominale fino a 10 MW.

Utilizzando turbine da 14 MW invece di quelle da 10 MW, il numero di unità richieste per un progetto da 1 GW scende di 28 unità, da 100 a 72. Il passaggio a una turbina da 14 MW da una turbina da 12 MW offre ancora una riduzione di quasi 11 unità. Nel complesso, l’analisi mostra che l’ utilizzo delle turbine più grandi per un nuovo parco eolico da 1 GW offre risparmi sui costi di quasi 100 milioni di dollari rispetto all’installazione delle turbine da 10 MW attualmente disponibili.
“La nuova turbina di Siemens Gamesa è un passo verso la riduzione drastica dello sviluppo e il livellamento dei costi in tutto il mondo. Con turbine più grandi si ottengono maggiori risparmi in altri segmenti di progetto e un maggiore potenziale di generazione di entrate per tutta la durata dei progetti futuri, aumentando la competitività del settore eolico offshore”, ha affermato Alexander Flotre, product manager di Rystad Energy per l’eolico offshore.

L’ANALISI DEI COSTI DI RYSTAD ENERGY

“Supponiamo che il costo di una turbina sia in media di circa 800.000 dollari per MW per le unità attualmente disponibili (ovvero turbine con capacità nominali fino a 10 MW), con un premio del 2,5% applicato per ogni MW aggiuntivo per le unità più grandi previste a medio termine, per riflettere gli sforzi previsti dai produttori per catturare il rialzo. Pertanto, per questa analisi stimiamo che il costo di una turbina da 10 MW sia di 8 milioni di dollari, mentre una turbina da 12 MW e una da 14 MW costerebbe rispettivamente circa 10,1 milioni di dollari e 12,3 milioni di dollari. Pertanto, il passaggio da una turbina da 10 MW a una turbina da 14 MW potrebbe comportare costi più elevati di circa 85 milioni di dollari per la produzione, mentre l’utilizzo di una turbina da 14 MW al posto di un’unità da 12 MW potrebbe aggiungere quasi 45 milioni di dollari ai costi di produzione”, osserva Rystad Energy.

Tuttavia, prosegue l’analisi “le fondazioni sono componenti principali che offrono opportunità di riduzione dei costi se vengono utilizzate turbine più grandi”. Rystad Energy stima che una fondazione in genere “costa tra 3 e 4 milioni di dollari, con variazioni relative principalmente al tipo di fondazione e alla profondità dell’acqua. In uno switch da 10 MW a 14 MW, tali risparmi sui costi potrebbero superare i 100 milioni di dollari per lo sviluppatore, mentre i risparmi in uno scenario da 12 MW a 14 MW sarebbero probabilmente compresi tra 30 e 50 milioni di dollari”.

Anche il costo dei cavi array varia in base alle dimensioni della turbina. “Sebbene l’uso di turbine più grandi implichi potenziali risparmi sui costi grazie a meno fondazioni, è probabile che la lunghezza aggiuntiva richiesta per i cavi array per le turbine da 14 MW manterrà bassi i costi complessivi dei cavi. Tuttavia, il numero inferiore di turbine riduce il numero di cavi e il collegamento delle turbine alla sottostazione offshore, il che a sua volta potrebbe ridurre i costi di installazione”, scrive ancora Rystad Energy.

Questo esempio mostra, dunque, che “mentre si prevede che le unità più grandi aumenteranno il costo delle turbine, le riduzioni da altri segmenti, vale a dire le fondamenta, potrebbero comportare risparmi sui costi da 100 a 120 milioni sulla sola produzione, contribuendo a compensare alcune delle spese dello sviluppatore”.

RISPARMI PER 50 MILIONI DI DOLLARI A UNITA’

Rystad Energy stima inoltre che il costo per l’installazione di una turbina sia compreso tra 0,5 e 1 milione, mentre il costo dell’installazione delle fondamenta varia da 1 a 1,5 milioni per unità. “Utilizzando il punto medio in ogni intervallo, per un progetto da 1 GW il risparmio implicito supera i 50 milioni di dollari se si utilizzano unità da 14 MW invece di 10 MW. In circostanze simili, ma confrontando le turbine da 14 MW con 12 MW, i potenziali risparmi superano i 20 milioni di dollari. Inoltre, la riduzione dei percorsi di cablaggio e delle connessioni dovuta al minor numero di cavi array potrebbe portare a ulteriori risparmi compresi tra 5 e 15 milioni quando si utilizzano turbine da 14 MW invece di turbine da 12 MW e 10 MW”.

VANTAGGI NELL’EFFICIENZA

Oltre ai potenziali risparmi sui costi derivanti dalla riduzione delle unità, l’aumento delle dimensioni della turbina può anche portare ad altri guadagni di efficienza. Rystad Energy ha analizzato la potenziale riduzione del costo livellato dell’energia (LCOE) utilizzando Empire Wind di Equinor negli Stati Uniti come caso di studio. “In questo caso, utilizzando turbine da 10 MW, l’LCOE stimato è di circa 75 dollari / MWh. Optando invece per turbine da 12 MW, l’LCOE scende a circa 71 dollari/ MWh. Con un ulteriore aggiornamento a turbine da 14 MW, l’LCOE è stimato a 68 dollari/ MWh. Pertanto, con l’aumento incrementale delle dimensioni, le turbine e gli impianti eolici offshore diventano più economici, non solo in termini di costi iniziali inferiori, ma anche in termini di potenziale di generazione di energia a lungo termine”.