Với việc thông qua Đạo luật Giảm lạm phát, bao gồm 370 tỷ đô la cho các chương trình khí hậu và năng lượng, các chuyên gia chính sách đang dự đoán sự mở rộng đáng kể trong sản xuất năng lượng sạch. Gió ngoài khơi là nguồn tăng trưởng đáng tin cậy.
Ngày nay, chỉ có hai trang trại gió ngoài khơi đang hoạt động tại Hoa Kỳ gần Rhode Island và Virginia, với tổng công suất là 42 megawatt. Để so sánh, Trung tâm gió Traverse mới ở Oklahoma có 356 tua bin và công suất phát điện là 998 megawatt. Nhưng vẫn còn nhiều dự án đang được phát triển, chủ yếu ở bờ biển Đại Tây Dương.
Chính quyền Biden đã xác định hai khu vực phát triển điện gió ngoài khơi ở Vịnh Mexico cho đến nay đã được xác định rõ ràng để sản xuất dầu khí. Là một phần trong chiến lược khí hậu của mình, Tổng thống Joe Biden đã đặt mục tiêu triển khai 30 gigawatt (30.000 megawatt) điện gió ngoài khơi vào năm 2030 — đủ để cung cấp điện không phát thải carbon cho 10 triệu hộ gia đình.
Là những nhà nghiên cứu năng lượng tại Texas, chúng tôi coi đây là một giai đoạn mới thú vị trong quá trình chuyển đổi năng lượng sạch đang diễn ra của đất nước. Chúng tôi tin rằng năng lượng gió ngoài khơi ở Vịnh Mexico là một cơ hội độc đáo cho khu vực địa lý này với lực lượng lao động và cơ sở hạ tầng năng lượng mạnh mẽ để giúp đáp ứng nhu cầu của xã hội về năng lượng carbon thấp, đáng tin cậy.
Công suất lắp đặt năm 2021 tính bằng megawatt. (Đồ họa: The Conversation/CC-BY-ND, nguồn: Hội đồng Năng lượng Gió Toàn cầu)
Tại sao phải đi xa bờ? Năng lượng gió trên bờ đã tăng trưởng đáng kể ở Hoa Kỳ trong 15 năm qua, bao gồm cả Texas, tiểu bang sản xuất năng lượng gió lớn nhất của quốc gia. Việc cấp phép và định vị năng lượng gió tương đối dễ dàng, chi phí lắp đặt phải chăng, nguồn tài nguyên dồi dào, nhiên liệu miễn phí và chi phí vận hành biên thấp hơn giúp giảm chi phí điện cho người tiêu dùng. Năng lượng gió tránh được ô nhiễm không khí đáng kể, khí thải nhà kính và khí thải nước làm mát liên quan đến các nhà máy điện chạy bằng than, dầu hoặc khí tự nhiên.
Nhưng gió ngoài khơi cũng có những nhược điểm của nó. Gió thường yếu nhất vào thời điểm nóng nhất của mùa hè khi máy điều hòa phải làm việc cật lực để giữ cho mọi người mát mẻ. Nhiều vùng năng lượng gió tốt nhất nằm xa các trung tâm nhu cầu điện. Ví dụ, hầu hết các trang trại gió ở tiểu bang Lone Star đều nằm ở vùng cao nguyên phía tây Texas và được xây dựng sau khi tiểu bang chi hàng tỷ đô la để xây dựng các đường dây truyền tải điện dài để đưa điện đến nơi cần thiết.
Nhiều trang trại gió trên bờ tốt nhất ở Hoa Kỳ (khu vực màu xanh đậm) nằm xa các cộng đồng ven biển, nhưng những thành phố này có thể được phục vụ bởi các trang trại gió ngoài khơi. (Nguồn: NREL)
Năng lượng mặt trời và pin có thể giải quyết một số vấn đề này. Nhưng sản xuất điện ngoài khơi cũng có nhiều lợi ích.
Cũng giống như năng lượng gió trên bờ giúp giảm chi phí năng lượng cho người tiêu dùng, năng lượng gió ngoài khơi cũng được kỳ vọng sẽ mang lại hiệu quả tương tự.
Với hơn một nửa dân số Hoa Kỳ sống trong phạm vi 50 dặm tính từ bờ biển, các trang trại điện gió ngoài khơi nằm gần các trung tâm nhu cầu điện. Điều này đặc biệt đúng ở Vịnh Mexico, nơi có các thành phố lớn như Houston và New Orleans, cũng như là nơi tập trung các nhà máy hóa dầu và cảng. Thay vì lắp đặt hàng trăm dặm dây điện trên không và các tranh chấp về quyền sử dụng đất và quyền đi lại, các công ty điện có thể sử dụng cáp ngầm để đưa điện gió đến các cơ sở công nghiệp.
Điều quan trọng cần lưu ý là gió biển bổ sung cho gió đất liền. Vào một ngày hè nóng nực, tốc độ không khí ở phía tây Texas chậm lại và gió ngoài khơi dần tăng lên, giúp đáp ứng nhu cầu cao điểm vào mùa hè và cải thiện độ tin cậy của mạng lưới.
Thị trường toàn cầu cho năng lượng gió ngoài khơi đã rất mạnh, nhưng cho đến nay, Hoa Kỳ hầu như không tồn tại. Sự phong phú của đất đai ở đây đã thúc đẩy sự phát triển của năng lượng gió trên bờ, nhưng lại làm suy yếu dòng người đổ vào nước.
Điều này đang thay đổi khi các quy định hạn chế chặt chẽ hơn ở các tiểu bang gió lớn như Iowa hạn chế khoảng cách có thể đặt tua-bin, làm tăng chi phí xây dựng và hạn chế tính khả dụng của các địa điểm có thể chấp nhận được. Các hạn chế về công suất của lưới điện Hoa Kỳ cũng khiến việc đưa điện gió ra thị trường trở nên khó khăn.
Chào mừng đến với Vịnh, tất cả các bạn đều đánh giá cao những xu hướng này, và cùng với sự hỗ trợ ngày càng tăng cho năng lượng gió ngoài khơi trong Đạo luật Khí hậu, có vẻ như năng lượng gió ngoài khơi của Hoa Kỳ cuối cùng cũng đã sẵn sàng cho thời kỳ hoàng kim. Chúng tôi coi Vịnh Mexico là một nơi đặc biệt hấp dẫn để kinh doanh.
Độ sâu nông hơn, nhiệt độ cao hơn và sóng êm hơn của vịnh tương đối dễ quản lý so với điều kiện lạnh giá và khắc nghiệt của Biển Bắc, Bắc Đại Tây Dương và bờ biển Nhật Bản, nơi năng lượng gió ngoài khơi đã bắt đầu. Độ sâu của nước lên tới 160 feet – hiện là độ sâu tối đa đối với các tua-bin gió đáy cố định – trải dài gần 90 dặm dọc theo bờ biển đông nam của Texas và bờ biển phía nam của Louisiana, với Nantucket và Martha's Vineyard về phía đông bắc chỉ khoảng 40 dặm.
Địa hình dưới nước của vịnh được đặc trưng bởi độ dốc thoai thoải hơn và nhẹ nhàng hơn so với các khu vực đã được xem xét để phát triển dọc theo bờ biển Virginia. Điều này có nghĩa là các tua-bin gió đáy cố định có thể được sử dụng ở nhiều địa điểm hơn so với các hệ thống nổi, giúp giảm độ phức tạp.
Điều quan trọng cần lưu ý là Bờ biển Vịnh có ngành công nghiệp ngoài khơi mạnh mẽ phục vụ các nhà sản xuất dầu khí và nhiều công ty chuyên biệt cung cấp các dịch vụ như hàn dưới nước, chế tạo giàn khoan và dịch vụ trực thăng và thuyền để vận chuyển người và thiết bị ra biển. Năm 2019, sản xuất dầu khí ở Vịnh Mexico đã cung cấp khoảng 345.000 việc làm.
Các trang trại gió ở Vịnh Ba Tư có thể sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có. Có gần 1.200 dặm cáp ngầm có thể truyền năng lượng gió vào bờ. Năng lượng gió cũng có thể được tích hợp vào hệ thống năng lượng lớn hơn bao gồm sản xuất và lưu trữ hydro xanh, cũng như thu giữ carbon.
Hỗ trợ người lao động và người dễ bị tổn thương Chúng tôi cũng tin rằng năng lượng gió ngoài khơi có thể giúp đạt được các mục tiêu công lý môi trường. Việc sản xuất điện sạch hơn và không phát thải carbon sẽ giúp thay thế các nhà máy lọc dầu và nhà máy chế biến và tạo ra điện từ nhiên liệu hóa thạch. Các cơ sở này đã gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho sức khỏe của các thành phố như Houston và các cộng đồng da màu tại Hoa Kỳ.
Sự phát triển của năng lượng gió ở Vịnh cũng tạo cơ hội cho quá trình chuyển đổi lực lượng lao động diễn ra suôn sẻ khi Hoa Kỳ dần giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch. Louisiana đã bắt đầu xây dựng các quy định về gió ngoài khơi ở vùng biển của tiểu bang và đang tìm kiếm nguồn tài trợ liên bang cùng với Arkansas và Oklahoma để thành lập một trung tâm hydro sạch khu vực.
Màu xanh lá cây có nghĩa là việc phê duyệt dự án năng lượng liên bang rất chậm và các dự án gió ở vùng biển liên bang có thể mất nhiều năm để hoàn thành. Nhưng các dự án ở vùng biển tiểu bang – cách bờ biển tới 3 hải lý ở hầu hết các khu vực và cách bờ biển 9 dặm ở Texas – có thể hoàn thành nhanh hơn nhiều.
Nhiều điều phụ thuộc vào việc các tiểu bang năng lượng như Texas và Louisiana có nhìn thấy cơ hội mở rộng danh tiếng của họ như những nhà lãnh đạo năng lượng sang năng lượng gió ngoài khơi hay không. Như chúng ta đã thấy, sự bùng nổ năng lượng gió ngoài khơi ở Vịnh Ba Tư sẽ tốt cho khu vực, đất nước và khí hậu toàn cầu.
Tác giả Michael E. Webber là giáo sư về năng lượng tại Đại học Texas ở Austin, dành riêng cho lễ kỷ niệm 100 năm ngày mất của Josie.
Hugh Daigle là Phó Giáo sư về Kỹ thuật Dầu khí và Hệ thống Địa chất tại Đại học Texas ở Austin.
Thời gian đăng: 20-08-2022
