Vēja parkiem paplašinoties, daži var nejauši “nozagt” viens otra vēju, radot bažas par dažu valstu enerģijas pāreju uz neto nulles enerģiju.
Tā kā jūras vēja parki paplašinās visā pasaulē, lai sasniegtu klimata nulles neto emisiju mērķus, arvien lielāku uzmanību piesaista satraucoša parādība: dažos apstākļos vēja parki var “nozagt” viens otra vēju.
“Vēja elektrostacijas ražo enerģiju, un šī enerģija tiek iegūta no gaisa. Un enerģijas iegūšana no gaisa samazina vēja ātrumu,” saka Pīters Bāss, pētnieks no Nīderlandes uzņēmuma Whiffle, kas specializējas atjaunojamās enerģijas un laika prognozēšanas jomā. Viņš skaidro, ka vējš ir lēnāks aiz katras turbīnas vēja elektrostacijā nekā tās priekšā, kā arī aiz vēja elektrostacijas kopumā, salīdzinot ar tās priekšpusi. “To sauc par pēcteces efektu.”
Vienkārši sakot, vēja parka rotējošajām turbīnām, ņemot enerģiju no vēja, rodas vēja pēda , kas palēnina vēja ātrumu ārpus vēja parka robežām. Ļoti lielos , blīvi izvietotos jūras vēja parkos šīs pēdas noteiktos laika apstākļos var stiepties vairāk nekā 100 km garumā. (Lai gan biežāk pēdu vēnas stiepjas desmitiem kilometru garumā, liecina pētnieki.) Pētījumi liecina, ka, ja vēja parks tiek būvēts pret vēju citam vēja parkam, tas var samazināt vēja pusē esošā ražotāja enerģijas ražošanu pat par 10% vai vairāk .
Sarunvalodā šī parādība ir pazīstama kā vēja zādzība, lai gan, kā atzīmē norvēģu jurists Eiriks Finserås, kas specializējas jūras vēja enerģijā: “Termins “vēja zādzība” ir nedaudz maldinošs, jo nevar nozagt kaut ko tādu, kas nevar piederēt, un nevienam nepieder vējš.”
Tomēr viņš norāda, ka šī parādība var radīt vairākas negatīvas sekas vēja elektrostaciju attīstītājiem un pat potenciāli radīt problēmas pāri robežām (par to vairāk vēlāk). Patiesībā starp vēja elektrostaciju attīstītājiem notiek vairāki strīdi par iespējamu vēja enerģijas zādzību, radot bažas valstīs, kuras paļaujas uz jūras vēja enerģijas izmantošanas palielināšanu, lai sasniegtu savus neto nulles emisiju klimata mērķus.
Lai gan vēja zādzību problēma principā ir jau sen zināma, tā kļūst arvien aktuālāka, ņemot vērā jūras vēja elektrostaciju paplašināšanās apjomu un ātrumu, kā arī jūras vēja elektrostaciju lielumu un blīvumu, norāda eksperti.
Ziemeļjūrā, kur vērojams jūras vēja enerģijas uzplaukums, šādu viļņu ietekme uz jūras enerģijas ražošanu, visticamāk, palielināsies nākamajās desmitgadēs, jo jūrā kļūs arvien vairāk vēja elektrostaciju, liecina Bāsa simulācijas kopā ar Delftas Tehnoloģiju universitātes un Nīderlandes Karaliskā meteoroloģijas institūta pētniekiem. Jo blīvāks un lielāks vēja elektrostacijas parks, jo spēcīgāks ir viļņu efekts, norāda Bāss.
Šajā pavasarī Apvienotajā Karalistē uzsākts jauns pētniecības projekts, kura mērķis ir sniegt skaidrāku priekšstatu par vēja viļņu ietekmi, lai palīdzētu valdībām un attīstītājiem uzlabot plānošanu un izvairīties no strīdiem. Projekta ietvaros tiks modelētas vēja viļņu sekas un to ietekme uz vēja elektrostaciju jaudu 2030. gadā, kad Apvienotās Karalistes ūdeņos būs tūkstošiem vairāk turbīnu nekā šodien, saka projekta vadītājs Pablo Ouro, Mančestras Universitātes civilās inženierijas pētnieks.
“Mēs jau gadiem ilgi esam novērojuši postošas ietekmes un zinājām, ka tās notiek,” saka Ouro. “Problēma ir tā, ka, lai sasniegtu neto nulles emisijas, mums ir jāizvieto noteikts apjoms jūras vēja enerģijas ražošanas jaudas. Tātad līdz 2030. gadam mums ir jābūt trīs reizes lielākai jaudai nekā tagad, kas nozīmē, ka mazāk nekā piecu gadu laikā mums ir jāizvieto tūkstošiem turbīnu vairāk,” viņš skaidro.
“[Dažas no] šīm turbīnām darbosies ļoti tuvu jau esošajām, tāpēc viss kļūst arvien pārpildītāks. Tāpēc šie pēcspēka efekti tagad sāk radīt lielāku ietekmi,” viņš saka.
Apvienotās Karalistes valdība ir apņēmusies, ka līdz 2030. gadam Lielbritānija no atjaunojamiem avotiem, piemēram, vēja enerģijas, saražos pietiekami daudz enerģijas, lai segtu savas elektroenerģijas vajadzības. Apvienotās Karalistes valdības 2025. gada politikas dokumentā ir uzsvērta nepieciešamība labāk izprast postījumus šajā kontekstā, aprakstot tos kā jaunu problēmu, kas rada nenoteiktību jūras vēja parkiem.
Ouro norāda, ka pašlaik Apvienotajā Karalistē pastāv vairāki strīdi starp jūras vēja elektrostaciju attīstītājiem par iespējamo pēcviļņu ietekmi. Viņaprāt, šos strīdus daļēji izraisa nenoteiktība par precīzu pēcviļņu ietekmi. Piemēram, pašreizējās Apvienotās Karalistes vadlīnijas par to, cik tālu viens no otra jāatrodas jūras vēja elektrostacijām, lai izvairītos no pēcviļņu ietekmes , var neatspoguļot faktisko pēcviļņu apmēru, viņš saka. Turklāt, tā kā jūras vēja elektrostacijas tiek būvētas kopās, var būt grūti novērtēt, kā tās visas varētu ietekmēt viena otras enerģijas ražošanu, viņš skaidro.
“Ja jums ir divi vēja elektrostacijas, ir ļoti vienkārši novērtēt, ka vēja elektrostacija A tik cieši mijiedarbojas ar vēja elektrostaciju B un otrādi. Bet, ja jums ir sešas vēja elektrostacijas, kā tās mijiedarbojas viena ar otru? To mēs nezinām, bet tas noteikti notiks,” saka Ouro, jo tiek būvēts arvien vairāk vēja elektrostaciju.
“Otra problēma ir tā, ka turbīnas kļūst ļoti lielas,” viņš norāda. Turbīnas ir kļuvušas garākas, un to lāpstiņas ir kļuvušas lielākas, lai uztvertu vairāk vēja enerģijas. Jaunākajām turbīnām ir lāpstiņas, kuru garums pārsniedz 100 m – futbola laukuma garumu. Starp lielākajām jūras turbīnām viena var apgādāt ar enerģiju aptuveni 18 000 līdz 20 000 vidēji Eiropas mājsaimniecību. Taču šis izmēra palielinājums varētu pasliktināt pēdu efektu, jo lielāks rotora diametrs var radīt garākus pēdu efektus, saka Ouro, piebilstot, ka jāveic vairāk pētījumu, lai izprastu ietekmi.
Iegūt labākās vietas?
Finserāss, veicot doktorantūras pētījumu Bergenas Universitātē Norvēģijā, vadīja vēja pēdu un regulējuma nepilnību pētījumu . Pētījumā tiek analizēts, kā plānotā vēja parka Norvēģijā pēda varētu negatīvi ietekmēt vēja parku Dānijā. Finserāss brīdina, ka, ja netiks risināta pēdu ietekmes pārvaldības problēma, tā var izraisīt juridiskus un politiskus konfliktus un apgrūtināt investīcijas vēja enerģijā.
“Ziemeļjūra un jo īpaši Baltijas jūra, vismaz Eiropā, visticamāk, būs centrs plaša mēroga jūras vēja elektrostaciju būvniecībai,” saka Finserāss. “Tāpēc šī pēcviļņu ietekmes problēma, ļoti iespējams, ietekmēs enerģijas pāreju Ziemeļjūrā un citur.”
No investīciju viedokļa pat relatīvi nelieli pēcstrūktu efekti var radīt problēmas jūras vēja parka attīstītājiem, saka Finserås. “Jūras vēja parka būvniecība ir saistīta ar milzīgām izmaksām,” viņš skaidro, ņemot vērā šo parku milzīgo mērogu, kā arī visus sarežģītos saistītos darbus, tostarp īpaša mērķa kuģu izvietošanu. Lai attaisnotu savus ieguldījumus un gūtu peļņu, “attīstītājam ir ļoti svarīgi spēt prognozēt, ka vēja parks ražos noteiktu elektroenerģijas daudzumu 25 vai 30 gadus “, kas ir tipisks vēja parka kalpošanas laiks, viņš saka. Pat relatīvi neliels, negaidīts enerģijas ražošanas samazinājums var izjaukt šo investīciju aprēķinu un padarīt vēja parku finansiāli neizdevīgu, saka Finserås.
Viņš brīdina, ka, ja operatori vai valstis mēģina izvairīties no šīm vēja parku plānošanas sekām, nodrošinot sev labākās vietas, tas var radīt vēl vienu risku: vēja parku plānošanas sekām var būt tā sauktā ” sacensība pēc ūdens” fenomens, kurā valstis steidzina attīstību, lai gūtu labumu no labākajiem pieejamajiem vēja resursiem. Steidzama attīstība varētu palielināt risku, ka tiks ignorēti citi svarīgi vēja parku plānošanas aspekti, piemēram, jūras vides aizsardzība, viņš saka.
Arī Ouro no Mančestras Universitātes saskata pieaugošu pārrobežu problēmu risku: “Visas domstarpības, kas līdz šim [Apvienotajā Karalistē] ir iesniegtas starp Apvienotās Karalistes vēja parkiem, bet kas notiks, ja rīt būs strīds starp Apvienotās Karalistes vēja parku un Nīderlandes, Beļģijas vai Francijas vēja parku? Tāpēc, jo ātrāk mēs paredzēsim šo situāciju un liksim pamatus: “Labi, tā mēs to risināsim,” jo labāk. Tas mazinās nenoteiktību un ir daudz labāk nozarei.”
Finserås iesaka Eiropas valstīm risināt vēja zādzību problēmu, sadarbojoties un konsultējoties savā starpā, plānojot vēja parkus, kā arī ieviešot skaidrus noteikumus, kas palīdz pārvaldīt vēju kā koplietojamu resursu. Būtībā vēju varētu uzskatīt par tādiem pašiem kā citus koplietojamus jūras resursus, uz kuriem attiecas noteikumi, piemēram, naftas atradnes, kas šķērso valstu robežas, vai zivis , viņš ierosina. “Nav tā, ka [valstis] iepriekš nebūtu regulējušas līdzīgus jautājumus,” viņš saka.
Lai risinātu šos sarežģītos jautājumus, ir lietderīgi, ka iesaistītajām Eiropas valstīm kopumā ir labas politiskās attiecības, saka Finserås.
“Mums ir jādekarbonizē enerģētikas sektori, un mums tas jādara ļoti ātri, tas ir Eiropas Savienības mērķis attiecībā uz jūras vēja enerģijas politiku,” viņš saka. “Tāpēc nav šaubu, ka tas viss notiek ļoti ātri. Taču mums nevajadzētu liegt atrast labus risinājumus tikai tāpēc, ka lietas notiek ātri.” Galu galā, viņš saka, nevienam nav interesēs cīnīties par vēju. “Pastāv stimuls sadarboties, lai rastu taisnīgus risinājumus starp valstīm, neskatoties uz to, ka [vēja enerģijas paplašināšana] notiek pilnā ātrumā.”
Ne tikai Eiropa cenšas labāk izprast vēja viļņu radītos postījumus. Piemēram, Ķīna strauji paplašina savus jūras vēja parkus, un pētnieki tur ir pievērsuši uzmanību vēja viļņu radīto postījumu pieaugošajai ietekmei uz Ķīnas jūras vēja parkiem.
Kopš projekta izziņošanas martā Ouro ir saņēmis e-pastus no cilvēkiem, kurus tas interesē, kas, viņaprāt, parāda, cik steidzams ir šis jautājums. “Mums tas ir jāsaprot, mums ir jāpanāk lielāka virzība modelēšanā, lai visi justos pārliecināti, jo mums ir nepieciešams šāds jūras vēja enerģijas apjoms, lai sasniegtu neto nulles emisijas. Mums tas ir jāizpilda.”
