美國即將啟動第二階段的海上風電開發，首先從緬因州開始。緬因州認為，其能源未來建立在一種新型風力渦輪機之上。這種渦輪機可以漂浮在更深的水域中，而且可能比目前正在美國東海岸大部分地區建造或規劃的現有風力渦輪機更便宜。
被稱為“漂浮器”的渦輪機的主要受益者之一可能是美國西海岸。這些渦輪機透過繫泊繩連線到水深超過 160 英尺的水域中的錨上。加利福尼亞州和夏威夷州正在規劃風力發電場，俄勒岡州和華盛頓州預計將緊隨其後。
“這將是一個全球性產業，”國家可再生能源實驗室海上風電首席專家沃爾特·穆西亞爾預測道。目前，該業務仍處於起步階段，但他指出，全球 80% 的適合在主要人口中心附近安裝風力渦輪機的近海海域都很深。
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在歐洲建造並剛剛開始沿著東海岸崛起的 主要型別海上渦輪機安裝在較淺水域的固定地基上，而這些地基可能在更深的水域中建造過於昂貴。但穆西亞爾預測，漂浮器具有在附近港口組裝然後拖到海上的額外成本節省優勢，到 2024 年，它們將“接近或接近與它們具有成本競爭力”。
漂浮器可能會大大推動已經成為規模龐大的資本密集型可再生能源業務的發展。特拉華大學的一項估計顯示，正在進行或處於先進規劃中的東海岸七個州的現有固定式海上渦輪機涉及 700 億美元的資本成本，並且將在 2020 年至 2030 年間產生 18.6 吉瓦的電力——相當於 18 座平均規模核電站的輸出功率 ( 氣候線，7 月 30 日)。
與目前由歐洲公司主導的固定式渦輪機不同，漂浮器由美國創新者率先推出，其中包括緬因大學的一組研究人員。他們於 2009 年開始工作，尋找一種可以使該州擺脫迫在眉睫的經濟危機的能源，因為取暖油的價格已上漲至每加侖 4 美元。
緬因大學先進結構與複合材料中心執行主任哈比卜·達格爾指出，如果這種情況持續下去，這意味著每年 10,000 美元的取暖費，這會將緬因州北部的家庭和社群推向寒冷冬季的貧困境地。“這是不可持續的，也是該州的一場大危機，”他在一次採訪中回憶道。
因此，該團隊投入了一項潛在解決方案的計劃：達格爾夢想著一種位於空心、桶狀混凝土浮筒底座上的渦輪機。
在緬因州立法機構以一票之差獲得一致批准並獲得美國能源部的財政幫助後，該團隊豎起了一座風力渦輪機模型，其大小是傳統渦輪機的八分之一，並將其放置在一個浮筒上。然後，該團隊用一艘拖船將其拖到海上地點。
它很小，但足夠強大，足以抵禦強風和巨浪，並在 2013 年創造了歷史，成為第一臺將電力輸送到美國電網的可漂浮風力渦輪機。
從紙面上看，這令人印象深刻，因為緬因州的海上風力發電潛力是該州總電力需求的 36 倍。在接下來的幾年裡，沒有發生太多事情，但最近兩家重要的行業參與者加入了緬因州的 1 億美元合作，以在該地點附近建造一個全尺寸的漂浮式渦輪機。
它們分別是日本三菱公司的子公司鑽石海上風電公司和德國大型電力公司兼全球第二大海上風電公司 RWE 可再生能源公司。緬因州還已開始與美國內政部、馬薩諸塞州和新罕布什爾州會面，以探索其他可能向新英格蘭北部供應清潔能源的近海地點。
現在，達格爾最初的夢想已變成更大的夢想：“緬因州經濟的實力、我們自然資源的保護、我們社群和子孫後代的長期健康和福祉，很大程度上取決於我們向清潔能源轉型，以及應對氣候變化的威脅，”緬因州州長珍妮特·米爾斯 (D) 在宣佈 RWE-三菱合作時表示。
美國西海岸的先驅者是阿拉·溫斯坦，她現在是一家名為 Castle Wind 的公司的執行長，該公司計劃在加利福尼亞州中部的莫羅灣近海建造一個多達 100 臺渦輪機旋轉的漂浮式風力發電場。溫斯坦是 1974 年從俄羅斯移民來的，當時她不太懂英語，而且只完成了大學一半的教育。她最初在 2008 年提出這個想法時，反響平平。
“漂浮式海上風電？”他們問道。“15 年後再回來，”溫斯坦在一次採訪中回憶道。“兩年後，我們有了一個示範專案。”
當達格爾得到緬因州的支援時，溫斯坦在加利福尼亞州只得到了不溫不火的支援。但她確實找到了兩名投資者願意為一個示範專案提供資金，這是一個位於葡萄牙近海漂浮平臺上的全尺寸風力渦輪機。它於 2011 年開始發電。
該示範幫助溫斯坦的第一家公司 Principle Power Inc. 在葡萄牙和蘇格蘭海岸外又建造了兩個漂浮器。溫斯坦被選為新的行業協會歐洲海洋能源協會的第一任主席，在那裡，新的聯絡人幫助她明確了下一個目標，即返回並啟動加利福尼亞州近海深水區的建設。
她於 2015 年離開 Principle Power，後來與德國最大的能源公司之一和全球海上風電領導者之一的 EnBW 北美子公司成立了合資企業 Castle Wind。她提出的在加利福尼亞州中部海岸 30 英里外建造漂浮式風力發電場的非請求提案，激發了其他 13 家潛在競標者的興趣，他們很可能會參加明年初的聯邦租賃地塊拍賣。
加利福尼亞州是美國最大的可再生能源市場之一。它已設定到 2025 年可再生能源佔 50% 以及到 2045 年佔 100% 的目標。它正在考慮在舊金山以北 270 英里的洪堡縣附近建造第二個漂浮式風力發電場的提案。
溫斯坦的老公司 Principle Power 位於加利福尼亞州埃默裡維爾，是希望向她的新公司和其他準備競標加利福尼亞州租賃地塊的公司出售渦輪機基座的公司之一。“阿拉是我們偉大的客戶，我們期待與她合作，”接替她擔任 Principle Power 執行長的若昂·梅特洛說。
與主要在歐洲設計的其他海上風力渦輪機技術不同，Principle Power 獲得專利的“WindFloat”基座是在加利福尼亞州伯克利發明的。它們採用一種系統，將水分配到渦輪機三個浮動鎮流器中的每一個，以保持旋轉的渦輪機直立，無論海洋的俯仰和滾動如何。
該技術已發展成為葡萄牙、蘇格蘭和法國附近海域的風力發電場，梅特洛現在預計世界上最大的專案將在西海岸和夏威夷更深的水域興起。“她為這個行業做出了偉大的貢獻，”梅特洛在談到溫斯坦時說。
海上風電，即使在加利福尼亞州更深、更偏遠的水域，也不是一項適合膽小之人的業務。捕魚團體在加利福尼亞州提出了反對意見。美國國防部也提出了反對意見，它擔心近海飛行員訓練區以及旋轉的渦輪機對雷達裝置的干擾。
溫斯坦在位於新澤西州霍博肯的斯蒂文斯理工學院獲得了電氣工程學位，然後在幾年的時間裡擔任航空工程師，她認為在可再生能源領域創業是值得冒險的。
“更多的是，你會感覺到你想做什麼，當它出現在你面前時，你感覺是對的。只要你不害怕做一些你沒有手冊的事情，那麼這些事情就會發生，”她在一次採訪中解釋道。
儘管漂浮器目前比海中固定地基的風力渦輪機更昂貴，但 NREL 的穆西亞爾認為，它們將消除海上風電業務中的一個巨大經濟障礙，因為風力渦輪機越來越大，而一項名為《瓊斯法案》的美國法律要求由美國擁有的非常大型且非常昂貴的船舶在海上安裝它們。
但他解釋說，漂浮器可以在當地港口組裝，然後拖到海上進行安裝，甚至可以在必要時拖回港口進行大修，從而降低勞動力成本。
目前歐洲正在開發海上能源的第三階段，這適用於固定式和漂浮式風力發電場。隨著對可再生能源需求的增長，各公司已開始考慮透過在海上製造和儲存多餘能源來減少電力線路擁堵的方法。一種方法是使用電解法將氫從海水中分離出來，並將其儲存在風力發電場附近的地下氣囊中。
德國已開始進行實驗。荷蘭政府最近宣佈了“Crosswind”，這是一個由石油巨頭荷蘭皇家殼牌有限公司和當地公用事業公司 Eneco 建造的無補貼海上風力發電場。它將測試各種製造和儲存海上多餘能源的方法，包括浮動太陽能陣列、臨時電池儲存和電解器。
經濟事務部長髮給荷蘭議會的一封題為“2030 年海上風能路線圖”的信解釋說，所謂的綠色氫氣可以防止海上發電的價格過低而無法支援進一步的海上投資。這將透過在海上製造更多氫氣並將其運送到岸上用於各種目的來實現。其中包括為配備燃料電池的電動汽車和為建築物供暖提供氫氣，因為荷蘭將繼續按計劃逐步淘汰化石燃料。
穆西亞爾指出，儘管各州都有可再生能源的雄心壯志，但美國尚未為此做好準備。“但我的水晶球說，10 年後我們將擔心綠色氫氣。現在可能有點早。”
經 E&E 新聞許可轉載自 Climatewire。E&E 在 www.eenews.net 上每日提供重要的能源和環境新聞報道。