Dogger Bank -tuulivoima: Sijoittaminen maailman suurimpaan offshore‑tuulivoimalaan

Uusiutuvan energian maailmassa aurinko on ehdottomasti ottanut johdon, kiitos sen helpon käyttöönoton, jatkuvasti laskevien kustannusten ja yleisten parannusten fotovoltaisessa teknologiassa. Kuitenkin toinen merkittävä uusiutuva, tuulivoima, tekee myös edistystä.

Tämä on tärkeää, sillä tuulivoima voi tuottaa energiaa silloin, kun aurinko on heikoin, erityisesti yöllä ja talvella. Tämä pätee erityisesti offshore‑tuulivoiman tuotantoon, joka hyötyy offshore‑tuulivirtojen tasaisemmasta luonteesta.

Maailman suurin offshore‑tuulivoimala, Dogger Bank -tuulivoimala, alkoi tuottaa sähköä vuonna 2023. Nyt sen vaihe B siirtyy kaupalliselle tasolle vuoden 2026 alussa, ja vaihe C seuraa.

Kun se on täysin rakennettu, Dogger Bank -tuulivoimala saavuttaa 3,6 GW:n kapasiteetin, lähes yhtä paljon kuin neljä ydinreaktoria.

Eräs yritys, GE Vernova, on ollut keskeinen tämän megaprojektin rakentamisessa, toimittaen Haliade‑X 14,7 MW:n turbiineja, jotka yhdistävät huippu­insinööritaitoa sekä digitaalista että energiateknologiaa.

Maailmanlaajuinen tuulivoiman kasvu ja näkymät

Tuulivoiman tuotanto on noussut tasaisesti kapasiteetissa ja kokonaisproduktiolla, siirtyen 834 TWh:sta (terawattitunnista) vuonna 2016 2 531 TWh:iin vuonna 2024. Tämä on kuitenkin edelleen alle tavoitellun 7 114 TWh:n vuoden 2030 tasolla, jonka avulla pyritään saavuttamaan nettonollaskenaario ilmastonmuutoksen ja CO₂-päästöjen vakavassa torjunnassa.

Lähde: IEA

Tähän mennessä Kiina on ollut tuulivoiman johtaja sekä tuuliturbiinien tuotannossa että teknologian käyttöönotossa, halliten yli puolta maailmanlaajuisesta tuulivoimakapasiteetista. Suuri osa Kiinan tuulivoimaloista on offshore‑tyyppisiä, ja kokonaiskapasiteetti on kaksinkertaistunut vuosien 2022 ja 2024 välillä 30,9 GW:sta 62 GW:iin.

Kuitenkin suurin tuulivoiman potentiaali, ja se, jolla on hyödyllisin profiili aurinkoenergian tasapainottamiseen, on offshore‑tuuli. Tämä on alue, jossa suurin potentiaali on selvästi Euroopan unionilla, jonka offshore‑tuulivoimasta mahdollinen energian tuotanto on jopa 33 844 TWh, potentiaali, jota tähän mennessä on enimmäkseen hyödynnetty.

Lähde: IEA

EU:lla on näin suuri offshore‑tuulivoimapotentiaali pitkälti sen maantieteellisen sijainnin vuoksi, sillä monilla matalilla vesialueilla puhalletaan voimakasta tuulta ympäri vuoden, erityisesti Pohjanmeren, Itämeren ja muiden pohjoisten vesien, kuten Englannin kanavan, ympäristössä.

Siksi projektit kuten Dogger Bank -tuulivoimala ovat tärkeitä, eivät vain hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi, vaan myös teknologian kypsyyden osoittamiseksi, että se on kannattavaa ja toimii mallina tulevalle ja vieläkin laajemmalle offshore‑tuuliturbiinien käyttöönotolle.

“Offshore‑tuulivoima on ratkaisevan tärkeää uusiutuvan, tehokkaan energian tuottamisessa, joka voi virvoittaa brittiläisiä koteja brittiläisistä meristä. Olen ylpeä, että tämä maa on jo maailman johtava nettonollatavoitteen saavuttamisessa vuoteen 2050 mennessä, ja panostamalla kaksinkertaisesti tulevaisuuden uusiin vihreisiin teollisuudenaloihin, saavutamme sen sekä pragmaattisesti että kunnianhimoisesti.”
UK Prime Minister Rishi Sunak

(Voit lukea lisää tuulivoimateknologiasta, rajoituksista ja potentiaalista artikkelissamme “Can Wind Power The World?”)

Dogger Bank -tuulivoimala: Projektin yleiskatsaus

Hanke rakennetaan Dogger Bank -alueelle, joka on matala hiekkapankki Pohjanmeressä Englannin rannan ja mantereen Euroopan välillä. Sijainti valittiin, koska se mahdollistaa perinteisten kiinteiden perustusten tuuliturbiinien suunnittelun matalien vesien ansiosta. Näin ollen se on sekä teknisesti yksinkertaisempi että edullisempi kuin vastaavan kapasiteetin rakentaminen kelluvilla tuuliturbiineilla.

Lähde: Dogger Bank

Kaksi rannikkokylän lähintä offshore‑tuuliturbiinipuistoa ovat Dogger Bank A ja B, C sijaitsee enemmän itään, ja kaikki on kytketty Yhdistyneen kuningaskunnan verkkoon kahden offshore‑sähkökaapelin kautta, jotka yhdistävät kaksi erillistä muuntajasukellusta. Dogger Bank D:tä harkitaan myös, lisäten 2 GW:n kapasiteetin.

“Se on merkittävä insinööritulos ja historiallinen hetki nähdä Dogger Bankin viedessä ensimmäistä sähköä verkkoon. Kun se toimii maailman suurimpana tuulivoimalana, sen turbiinit näyttelevät keskeistä roolia tarjoten Britannialle vihreää, kotimaista energiaa.”
John Twomey, National Gridin asiakasyhteyksien johtaja

Koko kolmen vaiheen projekti odotetaan olevan täysin toiminnassa vuoteen 2027 mennessä, ja se on luonut yli 2 000 Yhdistyneen kuningaskunnan työpaikkaa Dogger Bankin rakennus- ja toimintatoimintaan liittyen.

“Englannin pohjoisrannikkoyhteisöt ja muut alueet hyötyvät uusista teollisuusmahdollisuuksista, joita offshore‑tuulivoima tarjoaa. Tämä osoittaa, että hallitus on oikealla tiellä edistääkseen energian turvallisuutta varmistamalla, että elintärkeät uudet puhtaat energiahankkeet voidaan rakentaa nopeammin.”
Dan McGrail – Renewable UK’s Chief Executive

Projekti aloitettiin vuonna 2010, ja Forewind‑konsortio valittiin vuonna 2010 kehittämään hanketta, yhdistäen neljä yritystä: Yhdistyneen kuningaskunnan SSE (SSE.L), saksalainen Innogy (omistuksessa E.ON – EOAN), norjalainen Equinor (EQNR ), ja norjalainen julkinen palveluyhtiö Statkraft.

Vuonna 2017 konsortio hajotettiin, ja SSE ja Statoil (nykyinen Equinor) ottivat haltuunsa kolme projektia ja Innogy (entinen RWE) neljännen.

Alun perin projekti oli vieläkin kunnianhimoisempi kuin nykyinen versio, tavoitteena 9 GW:n teho ennen kuin se skaalattiin alas 3,6 GW:iin. Kokonaisuudessaan projekti kattaa valtavan 1 700 km²:n alueen, suuremman kuin Greater London, ja sisältää 277 turbiinia.

Tämä tekee uudesta tuulivoimalasta yli 2,5‑kertaisen koon suurimpaan tällä hetkellä toimivaan offshore‑tuulivoimalaan verrattuna.

Vaiheiden A ja B jokainen käyttää 95 GE Vernova Haliade-X 13 MW offshore‑tuuliturbiinia, kun taas vaihe 3 käyttää vielä modernimpia Haliade 14 MW turbiineja.

Pyyhkäise vierittääksesi →

Dogger Bankin insinöörihaasteet

Selviytyminen Pohjanmeressä

Ensimmäinen vaikeus Dogger Bank -tuulivoimalan rakentamisessa on sen sijainti. Samat olosuhteet, jotka tekevät siitä ihanteellisen paikan tuulivoiman tuotannolle, tekevät siitä myös erittäin haastavan työympäristön.

Pohjanmeri on tunnettu yhtenä maailman ankarimmista offshore‑alueista, ja alueella toimivat öljykasat vaativat erityissuunnittelua selviytyäkseen myrskyistä, tuulista ja valtavista aalloista.

Siksi rakennus vaatii Jan De Nul Groupin uusimman nostokonealuksen, Voltaire, joka on suurin koskaan rakennettu offshore‑nostokonealuksen, nostokapasiteetiltaan 3 200 tonnia.

Lähde: Jan De Nul Group

Voltaire on myös ensimmäinen kaltaisensa merellä kulkeva asennusalus, joka on Ultra‑Low Emission -alus (ULEv), kiitos selektiivisen katalyyttisen reduktiolaitteen ja massiivisen dieselpartikkelfiltrin.

“Dogger Bankin offshore‑turbiinien mittakaava ja ominaisuudet tarjoavat täydellisen haasteen tälle seuraavan sukupolven huipputekniselle nostokoneasennusalukselle.”
Jan Van Impe – Manager Jan De Nul Offshore Renewables

Voltairen lisäksi Dogger Bank -tuulivoimala on myös sopinut turbiinien asennusaluksesta Seaway7:lta, Subsea7 Groupin osasta (SUBC.OL).

Samoin on käytettävä korkealaatuista kaapelien asennuslaitteistoa ja perustamateriaalia, jotta tuuliturbiinit ja kaapelit ankkuroitaisiin tukevasti merenpohjaan ja suojattaisiin Pohjanmeren ankarilta myrskyiltä.

HVDC-sähköyhteys

Tämä projekti on myös ensimmäinen kerta, kun korkean jännitteen tasavirtateknologiaa (HVDC) käytetään yhdistämään brittiläinen tuulivoimala National Gridin Yhdistyneen kuningaskunnan energian verkkoon.

HVDC on parempi vaihtoehto perinteisille sähkönsiirtoratkaisuille pitkän matkan, suurikapasiteettisen siirron osalta, mikä tekee siitä ihanteellisen yhdistämään kaukaisia offshore‑energiantuotantoja tai yhdistämään eri verkkoja pitkien etäisyyksien yli. HVDC menettää vain noin 3,5 % tehosta per 1 000 km, verrattuna noin 6,7 % AC‑linjoilla.

Linjan käyttää Hitachi Energyn HVDC Light -siirtojärjestelmä, joka otettiin käyttöön ennätysajassa 38 kuukaudessa.

Entistä vaikuttavampaa on, että Dogger Bank -tuulivoimala sisältää maailman ensimmäisen miehittämättömän offshore‑HVDC‑alijännitysasemapaikan suoraan kohteessa.

“Olemme ylpeitä ollessamme Dogger Bank -tuulivoimahankkeen teknologiakumppani, jossa HVDC toimii voimanvahvistimena puhtaan energian siirtymässä, lisäten pääsyä kestävämpään, joustavampaan ja turvallisempaan energiajärjestelmään.”
Claudio Facchin – Chief Executive Officer at Hitachi Energy

Edistyneet tuuliturbiinit

Tuuliturbiinit ovat kasvaneet yhä suuremmiksi ajan myötä, koska näiden koneiden fysiikka kannustaa tekemään ne mahdollisimman suuriksi insinööri- ja materiaalirajoitusten sallimissa rajoissa. Tämä johtuu siitä, että roottorin pituuden kaksinkertaistaminen kasvattaa kokonaispinta-alaa nelinkertaisesti, ja siten energian tuotantoa. Nelinkertaistamalla koko koon tuotanto kasvaa 16‑kertaisesti alkuperäiseen verrattuna.

Lähde: DoE

Haliade‑X offshore‑turbiineja toimittaa GE Vernova, GE:n haara, joka vastaa energian tuotannosta (kaasu- ja tuuliturbiinit, enimmäkseen) sen jälkeen, kun arvostettu konglomeraatti jaettiin kolmeen erilliseen osaan.

Näiden turbiinien roottorin halkaisija on 220 metriä (720 jalkaa), ja jokainen roottori on 107 metriä (350 jalkaa) pitkä, luoden 38 000 m²:n pyyhkäisyalueen. Ne ovat myös erittäin kestäviä myrskytuulia vastaan, sillä ne on tyfonisertifioitu.

“Olemme kunnioitettuja voidessamme toimittaa ensimmäisen seuraavan sukupolven 13 MW+:n turbiinin tähän historialliseksi projektiin, vahvistaen teknologisen innovaation keskeistä roolia ilmastonmuutoksen haasteiden kohtaamisessa.”
GE Vernova Offshore Wind CEO Jan Kjaersgaard

Nämä turbiinit ovat niin voimakkaita, että yksi roottorin pyörähdys tuottaa riittävästi energiaa koko kotitalouden virittämiseen 48 tunniksi, ja yksi turbiini riittää yli 20 000 kotitalouden virittämiseen.

Nämä turbiinit käyttävät myös vallankumouksellista “digitaalista kaksosta” teknologiaa niiden diagnost

iikkajärjestelmässä. Tämä mahdollistaa jokaisen komponentin etä- ja reaaliaikaisen seurannan.

Tämä ei ainoastaan paranna kestävyyttä ja vähennä huoltoa, vaan myös hyödyntää tekoälypohjaista analytiikkaa ja reaaliaikaista palautetta säätämään ohjauspiirejä, maksimoiden energian keruun myös matalilla tuulinopeuksilla samalla kun minimoidaan mekaaniset kuormitukset voimakkaiden tuulipurkauksien aikana.

Kuten suurimpien tuuliturbiinien todellinen käyttöikä todellisissa olosuhteissa aiheutti pienen kriisin alalle vuonna 2023, tämä parannus on todennäköisesti olennaista turbiinien toimivuuden ylläpitämiseksi pidempään, vähentäen niiden kokonaiskustannuksia (LCOE).

Pohjanmeren tuulivoimahubin visio

Dogger Bank -tuulivoimala on pitkällä aikavälillä todennäköisesti askel kohti massiivista energian tuotantoa ja offshore‑sähköverkkohubia koko Länsi‑Pohjois-Euroopalle.

Hollantilaiset, saksalaiset ja tanskalaiset sähköverkon operaattorit tekevät yhteistyötä projektissa nimeltä Pohjanmeren tuulivoimahubi. Alkuperäinen idea oli luoda tekoälysaaria Dogger Bankin koillisosaan, lähellä kohtaa, jossa Alankomaiden, Saksan ja Tanskan aluevesien rajat kohtaavat.

Ensimmäisen tekoälysaaren pinta-ala on kuusi neliökilometriä (2,3 neliömailia).

Projektista on sen jälkeen kehittynyt modulaarinen ja vaiheistettu hajautettu hub‑konsepti.

Lähde: North Sea Wind Power Hub

Tavoitteena on tuottaa energiaa sekä siirtää se kansallisille sähköverkoille että tuottaa vihreää vetyä, suunnilleen 50/50 -jakaantuen. Näin korkean tuulen ja alhaisen energian kysynnän jaksoissa ylimääräinen energia voidaan johdonmukaisesti ohjata vihreän vedyn tuotantoon edullisemmilla kustannuksilla.

Lopulta tämä projekti voisi edustaa yhteensä jopa 110 GW:n tuulivoimakapasiteettia, kun nykyinen Dogger Bank -tuulivoimala on vain pilottihanke ja vain muutama prosentti kokonaispäämäärästä, joka pyritään saavuttamaan vuoteen 2050 mennessä.

Lähde: North Sea Wind Power Hub

Kuinka sijoittaa offshore‑tuulivoiman kasvuun

GE Vernova

Projektin tuuliturbiinien toimittajana Dogger Bank -tuulivoimala toimii GE Vernovan itsenäisen osakekurssin ensisijaisena testitapauksena sen jälkeen, kun se eriytettiin muusta GE‑konglomeraatista.

GE Vernova voidaan nähdä alkuperäisen GE‑yrityksen todellisena perillisenä, joka rakennettiin turbiinien tuotannon ympärille, alun perin vesivoimalaitoksille ja nykyään kaasulle ja tuuliturbiineille.

Koko maailmassa 55 000 tuuliturbiinia ja 7 000 kaasuturbiinia toimivat tällä hetkellä yrityksen teknologiapohjan perusteella. Nämä turbiinit, yhdessä monien vesivoima- ja ydinvoimaloiden turbiinien kanssa, tuottavat noin 25 % maailman sähköstä.

Lähde: GE Vernova

Tämä tekee GE Vernovasta ei vain tuuliturbiinien johtajan, vaan myös minkä tahansa energian tuotantomenetelmän, joka vaatii turbiinin pyörimistä, mikä on käytännössä kaikki menetelmät lukuun ottamatta fotovoltaisia.

Tuulivoiman lisäksi GE Vernova tarjoaa muita energiaratkaisuja, jotka liittyvät vihreään siirtymään, kuten akkuenergia‑varastojärjestelmiä, synkronisia kondensaattoreita, pumppuvoimalaitoksia (PSPP), uunien sähköistämistä, lämpövarastointia, aurinkoinverttereitä, vedyn kompressoreita jne.

GE Vernova on myös energiateknologian tutkimus‑ ja kehityksen (R&D) voimavara ($1 Mrd vuotuisessa R&D‑budjetissa), erityisesti hiilen talteenotossa, HVDC‑kaapeleissa, vedyn kaasuturbiineissa jne.

GE on läheinen kumppani monille maailman suurimmista energiayhtiöistä ja lopulta niiden maiden tai alueiden sähköjärjestelmien selkäranka, mukaan lukien ranskalainen Engie, amerikkalainen Duke Energy (DUK ), Southern Company (SO ), saksalainen RWE, espanjalainen Iberdrola, Taiwan Power Company jne.

Lähde: GE Vernova

Lopuksi GE Vernova on myös mukana muussa lupaavimmassa vähähiilisessä energian tuotantoteknologiassa, ydinvoiman SMR:issä (pienet modulaariset reaktorit), BWRX‑300‑suunnitelmassaan, joka voitti ensimmäisen Pohjois‑Amerikan kaupallisen sopimuksen SMR:stä, allekirjoitettuna Ontario Powerin kanssa.

Koska GE Vernovan toiminta on laajaa, se on hyvä osake sijoittajille, jotka panostavat sähköistymisen trendiin, ilman että heidän täytyy arvata, mikä lopullinen voittava teknologia vähähiilisessä taloudessa on – tuuli, vesivoima, ydinvoima tai vety – sillä yritys on aktiivinen ja johtava kaikilla näillä aloilla samanaikaisesti.

(Voit lukea lisää GE Vernovasta investointiraportistamme, joka on omistettu yhtiölle.)

Viimeisimmät GE Vernova (GEV) -osaketuotteiden uutiset ja kehitykset