Scopriamo come grazie all’enorme potenziale dell’eolico offshore, un innovativo progetto possa portare allo sviluppo di vere e proprie isole energetiche nel Mare del Nord.
Per raggiungere gli obiettivi climatici dell’Accordo di Parigi in tempo, la diffusione accelerata dell’eolico offshore su larga scala e la sua integrazione nel sistema energetico richiedono un coordinamento internazionale, obiettivi politici a lungo termine e un solido quadro normativo.
L’accordo di Parigi trasformerà i sistemi energetici dei paesi del Mare del Nord
L’impiego di fonti energetiche rinnovabili deve aumentare in modo significativo per sostenere l’obiettivo di zero emissioni nette di gas a effetto serra entro il 2050. Allo stesso tempo, la produzione dell’energia deve essere decarbonizzata. Questo cambierà sia l’offerta che la domanda dei modelli energetici, che richiedono che il sistema energetico diventi sempre più flessibile per mantenere la sicurezza dell’approvvigionamento ovunque e in ogni momento.
I tassi di dispiegamento della capacità eolica offshore nel Mare del Nord dovranno più che raddoppiare fino al 2040
Tutti gli scenari energetici considerano l’eolico offshore come una delle principali fonti di energia rinnovabile nel futuro sistema energetico europeo. Gli attuali piani nazionali non raggiungono i 150 GW richiesti di capacità eolica offshore nel Mare del Nord entro il 2040. La capacità installata dell’eolico offshore è attualmente di 13 GW e il tasso di crescita ~ 2 GW / anno. Una continuazione dell’attuale tasso di diffusione dell’eolico offshore è chiaramente insufficiente per realizzare gli obiettivi impliciti nell’accordo di Parigi. È richiesto un tasso di implementazione medio fino a 7 GW / anno nel periodo 2023-2040.
L’integrazione delle energie rinnovabili richiede l’accoppiamento dei sistemi energetici e una progettazione adatta allo scopo.
Tuttavia, la produzione eolica offshore su larga scala deve essere trasportata in località interne profonde, oltre i confini nazionali. La maggiore capacità di generazione di picco delle fonti energetiche rinnovabili, a volte, supererà notevolmente la domanda. La soluzione tradizionale di rafforzare ed estendere continuamente la rete elettrica non è sostenibile dal punto di vista dei costi e della società.
L’integrazione energetica per il successo
Il successo dell’integrazione dell’eolico offshore e della trasmissione ai centri di domanda interna richiede quindi l’accoppiamento energetico incrociato con altri settori (idrogeno, calore, ecc.) Per fornire la flessibilità richiesta, l’introduzione su larga scala di parchi eolici offshore nel Mare del Nord richiede un approccio internazionale alla pianificazione spaziale per garantire benefici di scala, ridurre i costi e aumentare i tassi di distribuzione.
Gli attuali quadri normativi e gli schemi di mercato non supportano un approccio al sistema energetico integrato. L’attuale quadro normativo e l’assetto del mercato pongono ostacoli a soluzioni tanto necessarie come:
combinare la connessione eolica offshore e la funzionalità di interconnessione transfrontaliera o collegare i parchi eolici offshore di un paese ai centri di domanda in un altro.
Questi cambiamenti sono urgenti a causa dei lunghi tempi di consegna dei progetti infrastrutturali. I tempi di consegna dei progetti di infrastrutture energetiche su larga scala sono in genere di 10 anni o più.
Sono urgentemente necessari coordinamento internazionale, obiettivi politici a lungo termine, un solido quadro normativo e una struttura del mercato per garantire uno sviluppo tempestivo ed economico del sistema energetico necessario per soddisfare gli obiettivi climatici dell’accordo di Parigi.
La North Sea Wind Power Hub
Il concetto modulare Hub-and-Spoke, sviluppato dal consorzio North Sea Wind Power Hub, è la chiave per la distribuzione di energia eolica offshore su larga scala nel Mare del Nord. Al centro della visione c’è la costruzione di hub modulari nel Mare del Nord con interconnettori per i paesi confinanti del Mare del Nord. Chiave è l’accoppiamento di settore attraverso la conversione da energia a idrogeno.
Un’introduzione coordinata a livello internazionale di energia eolica offshore, supportata da uno o più progetti Hub-and-Spoke, è tecnicamente fattibile, riduce i costi di sistema e fornisce sicurezza dell’approvvigionamento a lungo termine.
Il concetto modulare Hub-and-Spoke garantisce un beneficio economico e un aumento tempestivo dell’energia eolica offshore.
Il lancio graduale del concetto modulare Huband-Spoke coordina lo sviluppo internazionale delle connessioni e delle interconnessioni dei parchi eolici per ridurre al minimo la necessità di rinforzi della rete terrestre. Questo è un modo economico per trasportare l’energia eolica offshore assicurando al contempo l’approvvigionamento energetico, fornendo una solida prospettiva di mercato e assicurando una distribuzione tempestiva. Si prevede che la dimensione ottimale del progetto Hub-and-Spoke sia di circa 10-15 GW e un primo progetto potrebbe essere operativo all’inizio del 2030.
La flessibilità del progetto chiave del successo
Il concetto modulare Hub-and-Spoke offre flessibilità per adattare ogni progetto alle esigenze specifiche della posizione. Un’introduzione su larga scala dell’eolico offshore implica la necessità di più cluster eolici offshore più lontano in mare con condizioni fisiche variabili.
Le connessioni hub alla costa possono essere ottimizzate per massimizzare le sinergie con i centri di domanda costieri e interni, combinando elettricità e conversione e trasmissione dell’idrogeno a terra. Il concetto modulare Hub-and-Spoke consente l’implementazione graduale dei progetti. Ciò consente l’adattamento a specifiche condizioni fisiche locali e riduce al minimo l’impatto ambientale.
Il concetto modulare Hub-and-Spoke offre flessibilità per integrare quote crescenti di energia rinnovabile attraverso due percorsi principali. In primo luogo, aumenta le interconnessioni tra i paesi per distribuire energia rinnovabile e connettere i mercati nella più ampia regione del Mare del Nord. In secondo luogo, fornisce energia all’idrogeno e strutture per consentire l’accoppiamento settoriale e mantenere la sicurezza dell’approvvigionamento affrontando il disallineamento tra la generazione di picco di elettricità e la domanda.
La facilitazione della capacità di conversione locale e il (ri) utilizzo dell’infrastruttura del gas esistente offre flessibilità stagionale (stoccaggio) e trasmissione di energia a lunga distanza (condutture). Ciò riduce al minimo la necessità di ulteriori estensioni della rete elettrica onshore e rinforzi della rete dopo il 2030. La conversione dell’elettricità e la trasmissione tramite condutture può alleviare ulteriormente la congestione nella rete elettrica.
Fonte (Modular Hub-and-Spoke Concept to Facilitate Large Scale Offshore Wind-NSWPH 2019)
