Maaari Bang Ipaghatid ng Enerhiya ng Hangin ang Mundo?

Pag-angat ng Hangin

Enerhiya ng araw, lalo na ang photovoltaic, ay isang puwersang nagtutulak sa paglipat sa renewable na enerhiya at maaaring maging nangunguna sa hinaharap.

Gayunpaman, may ilang seryosong limitasyon ang enerhiya ng araw na nagiging pinakamahusay ito kapag pinagsama sa iba pang teknolohiya. Kasama dito ang mga baterya at mga pangmatagalang koneksyon sa power grid. Isa pang opsyon ay ang sabay na paggamit ng iba pang anyo ng berdeng enerhiya upang magbigay ng karagdagang produksyon kapag hindi gaanong produktibo ang enerhiya ng araw (maulap, mga buwan ng taglamig) o hindi ito gumagana nang tuluyan (gabi).

Malayo ang agwat ng hangin (sa dilaw at orange sa ibaba) bilang nangungunang anyo ng berdeng enerhiya na kasabay ng enerhiya ng araw, lalo na’t inaasahang mananatiling stagnant ang hydroelectric (sa light blue) sa mga susunod na taon.

Pinagmulan: EIA

Noong 2022, umabot sa 2100 TWh (tumaas ng 14%) ang pandaigdigang paglikha ng enerhiya mula sa hangin. At para maabot ang mga ang mga target ng Net Zero Emissions by 2050 Scenario, isang kabuuang 7 400 TWh ay inaasahan sa 2030.

Upang maabot ang target na ito, kailangan pang pabilisin ang paglago ng produksyon sa 17% na compound rate. Ibig sabihin, ang kasalukuyang taunang karagdagang kapasidad ng hangin na 75 GW bawat taon ay kailangang maging 350 GW bawat taon sa 2030.

Sa 75 GW na ito, 37 GW ay idinagdag ng China lamang, o higit sa kalahati ng kabuuang mundo.

Paano nga ba makakamit ang ganitong ambisyosong layunin? Malamang na posible lamang ito sa pamamagitan ng kombinasyon ng pagpapabuti ng teknolohiya, malawak na pamumuhunan, at mahigpit na koordinadong patakaran sa enerhiya at industriya.

Ang Kasalukuyang Industriya ng Hangin

Hangin sa Lupa

Sa ngayon, nangingibabaw ang mga onshore wind installation sa industriya. Sila ay kumakatawan sa 93% ng naka-install na kapasidad, higit na mas marami kaysa sa mga offshore wind turbine park.

Pinagmulan: EIA

Isang pangunahing dahilan ay purong teknikal. Mas madaling ipatupad ang onshore wind, dahil ang mga proyekto ay sinusuportahan ng mga kalsada, trak, at lokal na planta ng konkreto.

Ang madaling pag-access na ito ay nagreresulta rin sa mas madaling maintenance, dahil ang mga tekniko ay maaaring manirahan malapit at makarating sa site gamit ang kotse, at maaaring ma-supply ng mga piyesa at konsumo sa pamamagitan ng mga access road na kadalasang itinayo kasabay ng mga wind turbine.

Pinagmulan: GEvernova

Sa kabuuan, ang mas madaling pagtatayo at mas madaling maintenance ay nagdudulot ng mas mababang gastos at mas mataas na kakayahang kumita. Ang mga onshore wind turbine ay hindi rin kailangang harapin ang corrosion mula sa maalat na tubig, kumpara sa offshore wind, na lalong nagpapababa ng gastos sa maintenance.

Isa pang mahalagang bentahe ng onshore wind turbine, kumpara sa mga solar farm, ay ang site ay maaaring manatiling ginagamit para sa pagsasaka o manatiling natural. Sa paghahambing, ang dual use ng lupa para sa solar power at agrikultura (tinatawag na agrivoltaics) ay nasa yugto pa lamang ng pag-usbong.

Hangin sa Dagat

Tulad ng ipinaliwanag, ang offshore wind ay nananatiling minorya ng paglikha ng enerhiya mula sa hangin.

Ang dahilan nito ay dahil ang pagtatayo sa dagat ay natural na mas kapital-intensive. Ang distansya mula sa mga tirahan at ang corrosion ng alat na tubig ay nagpapataas din ng gastos sa maintenance at maaaring magpababa ng buhay ng wind turbine at mga bahagi nito.

May ilang mga bentahe naman ang offshore wind:

• Mas epektibong produksyon: ang offshore winds ay mas matatag, mas malakas, at mas madalas humihip kaysa sa lupa.
  • Nagdudulot ito hindi lamang ng mas maraming produksyon kundi pati ng mas predictable na produksyon, na mas malapit sa baseload power production kaysa sa mas pabagu-bagong onshore wind generation.
  • Sa maraming rehiyon, tumataas ang offshore wind sa hapon at gabi, kapag pinakamataas ang pangangailangan.
  • Dahil karamihan ng populasyon ng mundo ay nakatira malapit sa baybayin, madalas na malapit ang mga offshore site sa mga konsyumer.
  • Ang isang magandang site ng hangin sa dagat ay maaaring mas malaki kaysa sa lupa. Nagbibigay ito ng mas malaking sukat.
• Mas kaunting epekto sa kapaligiran. Sa pamamagitan ng pagbawas ng paggamit ng lupa, at hindi pagdisturbo sa lokal na ekosistema gamit ang mga access road at trapiko sa malalayong lugar, ang offshore wind ay maaaring maging mas environment-friendly kaysa sa onshore.
  • Ang limitadong lugar ng mga wind park ay maaaring makatulong pa sa marine ecosystems.
• Mas kaunting pagtutol: ang distansya sa mga sentro ng populasyon, at mula sa paningin, ay lubos na naglilimita sa pagtutol sa mga proyekto ng hangin kapag ito ay offshore. Ang mga reaksiyong NIMBY (Not In My Back Yard) ay mas kaunti ang epekto.

Depende sa lalim, iba’t ibang uri ng anchoring ang maaaring gamitin para sa offshore wind turbine.

Pinagmulan: DoE

Kapag natapos, ang Dogger Bank wind farm sa North Sea ay magiging pinakamalaking wind farm sa mundo. Magkakaroon ito ng naka-install na kapasidad na 3.6 GW, na kayang magbigay ng kuryente sa hanggang 6 milyong tahanan sa UK taun-taon.

Paano Paunlarin ang mga Turbina ng Hangin

Laging Mas Malaki at Mas Mataas

Isang matibay na trend sa industriya ng hangin ay ang patuloy na paggawa ng mga turbina na mas malaki at mas makapangyarihan. Sa pangkalahatan, inaasahang magpapatuloy ang trend na ito.

Pinagmulan: DoE

Isang pangunahing dahilan ay dahil sa pundamental na pisika at geometry. Ang dobleng haba ng mga blade ay nagpaparami ng total swept area ng 4 na beses.

Dahil ang swept area ang nagtatakda ng dami ng hangin na nakukuha at ng produksyon ng kuryente, ang dobleng laki ng turbina ay nagpaparami ng produksyon ng apat na beses, at ang muling dobleng laki ay nagpaparami ng produksyon ng 16 na beses kumpara sa orihinal na sukat.

Isa pang pisikang salik ay na kapag mas malakas ang hangin, mas maraming kapangyarihan ang nalilikha. Hindi ito direktang conversion: kung dadobleng bilis ng hangin, makakalikha ka ng 8 na beses na kapangyarihan sa pamamagitan ng turbina.

Kaya ang mas malalaking turbina AT mas malalakas na hangin ay maaaring magbigay ng 10 beses o higit pang kapangyarihan kumpara sa mas maliliit na modelo.

Ang mas matataas na tore ay karaniwang nangangahulugang mas matatag at mas malakas na hangin, na lalong nagpapataas ng produksyon ng kuryente.

Sa kasalukuyan, ang pinakamakapangyarihang turbina ng hangin ay isang 18 MW na prototype ng Dongfang Electric, inilunsad noong Hunyo 2024. Mayroon itong 853-foot (260-meter) rotor diameter. Ang isang turbina ay makakapagbigay ng kuryente na katumbas ng taunang konsumo ng 40,000 tahanan.

Ang mga turbina ng hangin ay nagiging napakalaki na ang tanging realistic na paraan para dalhin ang kanilang blade mula pabrika patungo sa site ay sa pamamagitan ng pag-aerolift. Dahil dito, ang kumpanyang Raida ay nagtatayo ng pinakamalaking eroplano sa mundo, at ang iba tulad ng Straightline Aviation ay tinitingnan ang potensyal ng mga airship/zeppelin upang dalhin ang blade ng turbina sa site.

Pinagmulan: Straightline Aviation

Sa huli, isa pang opsyon ay hindi magtayo ng higanteng haligi para sa higanteng turbina, kundi isang mas malaking “pader ng mga turbina”. May ilang yunit na nasa development para sa 40MW na modelo at maaaring umabot hanggang 126 MW.

Ang ganitong sistema ay pinaka-angkop para sa mga lugar na may napakalakas at halos palagiang hangin, tulad ng North Sea.

Pinagmulan: Recharge News

Mas Matibay at Ma-recycle na mga Turbina ng Hangin

Kahit gaano man kahusay ang paggawa, nasisira ang mga turbina ng hangin sa paglipas ng panahon dahil sa matinding mekanikal na stress mula sa patuloy na paggalaw.

Kamakailan lamang, nagdulot ito ng ilang isyu sa industriya, kung saan ang Gamesa (Siemens) ay inanunsyo sa merkado na ilang turbine engine ang kailangang palitan nang mas maaga kaysa inaasahan, na nagdulot ng mini-crash sa mga stock ng wind power.

Bagaman maaaring lutasin ang mga isyung ito sa pamamagitan ng pagpapabuti ng tibay ng mga turbina, may isa pang isyu na may kinalaman sa mga blade ng turbina.

Hanggang kamakailan, ang mga epoxy blade ay itinatapon sa mga landfill, na nagiging hindi gaanong berde ang sitwasyon. Ang Vestas Wind Systems ay kamakailan lamang nagpakilala ng bagong epoxy chemistry na nagpapahintulot ng ganap na pag-recycle. Ito ay magbibigay-daan sa industriya ng hangin na magkaroon ng ganap na circular value chain.

Pinagmulan: Vestas

Maaari nating asahan na susunod ang natitirang bahagi ng industriya at lutasin ang problema ng pag-aaksaya ng materyales at pagpunan ng mga landfill ng mga blade na umabot na sa dulo ng kanilang kapaki-pakinabang na buhay.

Enerhiya ng Hangin na Walang Blades

Ang higanteng mga blade na katulad ng bentilador ay hanggang ngayon ang pinakapaboritong paraan upang makuha ang enerhiya ng hangin. Ngunit hindi ito ang tanging opsyon. Maraming iba pang konsepto ang iminungkahi o nasa development.

Ang unang ideya ay vertical axis turbines. Ang mga turbina na ito ay kadalasang mas tahimik, mas maliit, at dinisenyo upang mahuli ang mga hangin na hindi gaanong malakas.

Ginagawa nitong mas angkop ang mga ito para sa mga urban o suburban na kapaligiran, pati na rin sa mga rooftop installation. Ilang halimbawa ay ang Windspire turbines o ang Eddy wind turbine.

Pinagmulan: Inhabitat

Isa pang ideya ay iwanan ang haligi na humahawak sa mga turbina at magtayo ng flying wind turbines sa halip. Hinahanap nito ang pinakamalakas na hangin kung saan man sila naroroon, hanggang 300-600m ang taas. Kaya bakit hindi itali ang turbina sa isang lumulutang na helium-filled balloon, tulad ng modelo ng Altaeros:

May iba pang mga bentahe ito, tulad ng kakayahang umakyat at bumaba upang mahanap ang mas malakas na hangin, na inaalis nang tuluyan ang gastos sa concrete foundations, haligi, crane, atbp. Ang sistema ay maaari ring madaling ilipat sa bagong site sa loob ng ilang oras o araw.

Sa huli, isang mas radikal na ideya ay motionless wind harvesting. Maaaring makamit ito, halimbawa, sa pamamagitan ng paggalaw ng “sticks” tulad ng mula sa Vortex Bladeless o Windstalk, gamit ang electromagnetic induction upang lumikha ng kuryente. Ibig sabihin, walang gearbox o langis ang kinakailangan, na nagbibigay ng mas mahabang buhay ng sistema.

Ang iba pang motionless system ay gagamitin ang pagkakaiba sa pressure ng hangin na nilikha ng hangin upang makalikha ng kuryente, tulad ng Aeromine rooftop system.

Pinagmulan: Aeromine

Dual at Maramihang Gamit na Turbina ng Hangin

Isa pang paraan upang mapabuti ang mga turbina ng hangin ay gamitin ang mga ito para sa parehong paglikha ng kuryente at iba pang mga gawain nang sabay.

Halimbawa, ang mga offshore wind turbine ay mayroon nang matibay na anchoring sa ilalim ng dagat at medyo malayo sa baybayin.

Ginagawa itong perpektong posibleng anchor point para sa iba pang mga sistema:

• Pasyang pangingisda, tulad ng paglagay ng mga hawla para sa isda, lobsters, alimango, pusit, atbp.
• Sea farming, na may pagsasaka ng mga kabibe o seaweed.
• Pangingisda, tulad ng salmon.
• Mga proyektong pang-ecological restoration, tulad ng artipisyal na coral reefs.
• Pag-ani ng tidal at wave energy, na nagpapahintulot ng dobleng paggamit ng anchoring at maintenance para sa produksyon ng enerhiya.

Pinagmulan: Research Gate

Sa onshore, mas limitado ang mga dual-use na oportunidad, kung saan ang pinakakasalukuyang kaso ay ang pagdagdag ng cell phone antenna sa poste ng turbina.

Mga Problema ng Enerhiya ng Hangin

Dahil sa potensyal nitong maghatid ng berdeng enerhiya sa ibang oras kaysa sa solar, ang enerhiya ng hangin ay isang mahusay na opsyon upang i-decarbonize ang power grid habang binabawasan ang pangangailangan para sa mamahaling battery park.

May ilang isyu naman na kailangang kilalanin.

Panganib sa Kalikasan

Maaaring masaktan ang wildlife ng fossil fuels at iba pang paraan ng paglikha ng enerhiya, pati na rin ng mga turbina ng hangin. Ito ay lalong totoo sa mga ibon, na madalas lumilipad nang napakalapit sa mga turbina at namamatay dahil sa mabilis na paggalaw ng mga blade.

Ayon sa pag-aaral at lokasyon, tila bawat turbina ay pumapatay ng 4-18 ibon bawat taon, o 0.45-2.8 per GWh na nalikha. Bagaman mukhang mataas, ito ay napakaliit kung ihahambing sa mga ibon na pinapatay ng pusa, kotse, o pestisidyo.

Pinagmulan: Sustainability In Numbers

Maaaring mas malaki ang alalahanin para sa ilang espesye, lalo na ang mga ibon ng pangangaso tulad ng agila, buwitre, atbp., pati na rin ang mga migratory na ibon. Ang mga paniki ay maaari ring lubhang masaktan ng mga turbina ng hangin.

Kabilang sa mga pamamaraan ng pagmitiga upang mabawasan ang problemang ito ay:

• Itigil ang turbina kapag gumagalaw nang napakabagal, isang kondisyon na lalo pang delikado para sa mga paniki.
• Iwasan ang pagtatayo ng mga turbina sa mga lugar na ginagamit ng mga raptor para sa uplifts at migration corridors.
• Piliin ang iilang malalaking turbina kaysa sa maraming maliliit.
• Pinturahan ang mga turbina ng itim, upang maging mas madaling makita ng mga ibon.

Suplay ng Rare Earths

Isa pang alalahanin ukol sa enerhiya ng hangin ay ang pag-asa ng paglikha ng enerhiya ng turbina sa permanent magnets. Ang mga magnet na ito ay nangangailangan ng mga bihirang mineral tulad ng neodymium.

A large direct drive offshore wind turbine equipped with one of these generators can contain upwards of 5 tons of magnets

Habang ang rare earths ay bumubuo lamang ng halos 30 porsyento ng bigat ng mga magnet na ito, maaari pa rin itong magdagdag ng daang libra ng neodymium bawat megawatt ng kuryente na nalikha, at mas maliit na dami ng dysprosium at terbium.

Alla Kolesnikova- data at analytics lead sa Adamas Intelligence – Sa Grist

Ang paggawa ng mga rare earth mineral ay isang napaka-polluting na proseso, at karamihan ay ginagawa sa China.

Kaya hindi lamang dapat paunlarin ang mas malinis na proseso para gumawa ng mga rare earth element, kundi pati na rin ang mas epektibong proseso ng pag-recycle.

Heopolitika

Pag-usapan ang China, ang kabuuang dominasyon ng bansa sa renewable energy supply chain ay nagdulot ng alarma sa mga Kanluraning bansa.

Ang China ay gumagawa ng 66% ng bagong kapasidad ng wind generation sa mundo.

Pinagmulan: Enerdata

Mas malinaw pa ang dominasyon kapag tinitingnan ang iba pang sukatan:

• 426 bagong modelo ng wind turbine kumpara sa 29 sa labas ng China sa panahon ng 2020-2024.
• Ang China ay gumagawa ng 60% ng global na produksyon ng rare earth at pinoproseso ang 85% nito, kabilang ang 92% ng produksyon ng rare earth magnet.

Kaya, sa pagtaas ng tensyon sa heopolitika sa pagitan ng China at Kanluran, maaaring mapanganib ang supply chain ng hangin. Sa teorya, dapat itong makatulong sa mga lokal na producer, bagaman ang pagkakaiba sa gastos ay nagpapahirap na bawasan ang pag-asa sa mga import mula sa China.

Pamumuhunan sa Enerhiya ng Hangin

Maaari kang mamuhunan sa mga kumpanyang nagpo-produce ng enerhiya ng hangin sa pamamagitan ng maraming broker, at dito, sa securities.io, matatagpuan mo ang aming mga rekomendasyon para sa pinakamahusay na broker sa USA, Canada, Australia, at UK, kasama ang maraming ibang bansa.

Kung hindi ka interesado sa pagpili ng partikular na kumpanyang wind power, maaari ka ring tumingin sa mga ETF tulad ng Global X Wind Energy ETF (WNDY), Invesco Wind Energy UCITS ETF (WNDE), o First Trust Global Wind Energy ETF (FAN) na magbibigay ng mas diversified na exposure upang makinabang sa industriya ng hangin.

O maaari mong basahin ang aming artikulo tungkol sa “Top 10 Wind Power Stocks To Invest In”, pati na rin ang “Top 10 Renewable Energy Stocks To Invest In” & “Top 10 Battery Metals & Renewable Energy Mining Stocks”.

Pamumuhunan sa mga Kumpanya ng Hangin

1. Ørsted A/S

Ang Danish energy producer ay unang kumpanya na lumikha ng offshore wind farm noong 1991, at kasalukuyang nagpapatakbo ng pinakamalaking wind farm sa mundo.

Sumailalim ito sa isang napakalaking transformasyon, mula 2006, kung saan 83% ng enerhiya ay nanggagaling sa fossil fuels, hanggang 8% na lamang ang nanggagaling sa fossil fuels noong 2023, 3% noong 2024, at nasa tamang landas upang maabot ang 99% na renewable production pagsapit ng 2025.

Pinagmulan: Ørsted

May mga farm ang Ørsted sa Danish, UK, Germany, US, Taiwan, at Vietnam.

Kalahati ng paglikha ng enerhiya ay mula sa offshore wind farms, at ang onshore generation ay halos pantay na nahahati sa pagitan ng solar at onshore wind farms.

Karamihan sa planadong paglago ay nasa offshore wind generation, sinusundan ng onshore wind. Ang planong paglago na ito ay ganap na self-funded batay sa umiiral na operasyon.

Pinagmulan: Ørsted

Bilang pioneer at lider sa paglikha ng enerhiya ng hangin, ang Ørsted ang pinaka-prominenteng wind stock para sa mga mamumuhunan na naghahanap ng exposure sa sektor sa utility side.

2. Vestas Wind Systems A/S

Ang Vestas ay isang designer, manufacturer, at installer ng mga wind turbine. Sa kabuuang 177 GW na naka-install, sila ang gumawa at nag-install ng mas maraming wind turbine kaysa sa anumang ibang kumpanya.

May project pipeline ang kumpanya na 29 GW. Kontrolado nila ang 35% ng wind manufacturing market, hindi kasama ang China, tumaas mula 20% noong 2010. Mayroon din silang mas mataas na kita, order, at mas mataas na EBIT (Earnings Before Interests and Taxes) margin kaysa sa anumang kakompetensya.

Isa sa mga seryosong problema sa wind power ay ang imposibleng pag-recycle ng wind blade, na itinatapon sa mga landfill, kaya hindi ito gaanong berde. Kamakailan, inilunsad ng Vestas ang isang bagong epoxy chemistry na nagpapahintulot ng ganap na pag-recycle. Ito ay magbibigay-daan sa industriya ng hangin na magkaroon ng ganap na circular value chain.

Pinagmulan: Vestas

Sa pangkalahatan, nalampasan ng Vestas ang krisis ng 2023 sa industriya ng wind energy, na may malakas na rebound sa mga order na pinangunahan ng Europe at Asia Pacific, sa kabila ng pag-urong ng American market.

Pinagmulan: Vestas

Sinusuri din ng Vestas ang potensyal ng hangin upang patakbuhin ang unang green ammonia plant sa mundo, na maaaring magamit upang mag-transport ng hydrogen o gumawa ng pataba nang walang natural gas.

Dahil sa laki, teknolohikal na edge, at mas mataas na margin, ang Vestas ay isang medyo ligtas na pamumuhunan sa supply chain ng wind power, na may mga turbina na best-in-class sa industriya.

3. Lynas Rare Earths Limited (LYSCF)

Ang mga rare earth metal ay hindi teknikal na bihira sa mundo, bagaman madalas itong mahirap kunin dahil karamihan ay nasa napakababang konsentrasyon sa halip na dense ore o nuggets tulad ng karamihan sa ibang metal.

Ang mga rare earth metal ay mahalaga sa computing at renewable technology, partikular na bahagi ng permanent magnets na kailangan sa wind turbine, pati na rin sa electric motors (kasama ang para sa EV) o advanced weaponry.

Sa kasalukuyan, karamihan ng produksyon ng rare earth, at lalo na ang refining, ay ginagawa ng China. Kamakailan, sinimulan ng China na “weaponize” ang quasi-monopoly na ito, partikular sa pamamagitan ng paglimita noong 2023 sa pag-export ng germanium at gallium, 2 rare earth metal na mahalaga sa semiconductor industry, bilang retaliation sa trade sanctions ng USA sa semiconductor technologies.

Ang Lynas ay isang rare earth miner na may mga minahan sa Australia. Ang kumpanya ay nagtatayo rin ng processing facility upang mas marami ang refining operations nito sa Australia sa halip na ipadala ito sa mga partner sa China.

Makakamit ito sa pamamagitan ng Kalgoorlie Rare Earths Processing Facility na halos tapos na (tingnan ang link para sa video timelapse ng konstruksyon) at mga kaugnay na pasilidad sa Malaysia, pati na rin isang proyektong inaasahang operational sa Texas pagsapit ng 2025-2026.

Sa kalagitnaan ng 2024, natapos ang unang shipment mula sa Kalgoorlie, at inaasahang itataas ng pasilidad ang produksyon para sa natitirang bahagi ng taon.

Pinagmulan: Lynas

Ang mga rare earth element ay ngayon itinuturing na strategic asset, kung saan ang kahinaan ng pag-asa sa supply ng China ay itinuturing na kritikal na panganib, lalo na kung magkaroon ng military conflict.

Ibig sabihin, maaaring magkaroon ng premium ang produksyon ng Lynas kung magkaroon ng internasyonal na krisis o kung magpasya ang China na higit pang limitahan ang pag-export ng iba pang rare earth metal.

Nagbibigay din ito ng commodity market sector na madalas hindi correlated sa ibang metal tulad ng iron, copper, o lithium, na nagbibigay ng diversification sa mga mamumuhunan.