风力涡轮机建筑过程中碳排放的方式

起义反对Trøndelag夏天蔚蓝的天空,罗安陆上风力农场在挪威中部,在欧洲最大的,预示着一个零的未来。

每一轮,其71年光秃秃的白色涡轮机,直径117米的转子,可以产生足够的电力运行平均一天回家。

由于目标削减温室气体排放,加强能源独立乌克兰,俄罗斯入侵后,迅速提高技术,欧洲国家尤其是以来增加风电场建设大流行。他们现在生产大量的力量,在十年前是不可想象的。

在欧洲,现在平均风能满足电力需求的16%。在丹麦这一水平上升到55%,爱尔兰仍维持在34%。

根据欧洲风涡轮信息集团,2022年创纪录的一年风力安装整个非洲大陆,与电力公司增加一个创纪录的19.1 GW的新能力,与前一年相比增加了4%。此外,这些新装置建成在岸的87%,大部分在德国、瑞典和芬兰。

和需求将进一步增长。根据国际能源署,以满足当前零目标,有必要增加平均每年近250千瓦的能力。欧洲风力预计欧洲国家安装129兆瓦的新风力发电场在2023 - 2027年期间,仍远远低于其2030年目标每年10 GW。

对一个行业的典范零碳的未来,运输和起重过程让这些东西进入操作未能跟上新的发展和严重依赖耗碳技术。

正常施工过程:一般情况下,施工队伍安装的风力涡轮机需要使用有限数量的移动或履带起重机柴油高足以勃起的涡轮机。让这些起重机到位,施工团队需要建立数千平方米的硬站-压实困难地区地面适合持有必要的重型机械,以及高负载网站的道路需要。

“陆上风力发电场提供一个巨大的一步能源过渡。然而,项目本身保持碳重,”主管彼得•雅各布斯表示公司Mammoet陆上风力在荷兰的重任。“我们作为一个起重行业,需要考虑风电场建设不同。”

首先,雅各布斯说,制造商使发电机这些天那么高,只有数量有限的世界各地的传统起重机能勃起。

为了减少电力生产的总成本,生产一直在大涡轮机产生更多的能量单位。涡轮机的平均能力已经从1990年代的小于1 MW今天超过6兆瓦。

同时平均中心高度增加了大约40米的地面在1990年代,在2000年代早期到80米,接近100米到2010年代。目前在世界上的某些地区中心高度超过160米。

“起重机的可用性已经是一个问题,”雅各布说,“如果你看看利勃海尔1750年,欧洲的陆上风能行业首选的起重机,它在市场上是有限的。国际能源机构预测,全球陆上风力能力必须几乎两倍,到2025年,对起重设备能力的需求将成几何级数增长。该行业必须减少其依赖传统起重机为做到这一点,否则,只是没有起重机。

“中心高度上升到200米——的任何起重机适用于地面,”雅各布补充道。“更高的中心高度和更大的发电机,我们今天使用的起重机将很快成为过时了。”

此外,它或许是一个讽刺,据美国环境保护署,装配一个涡轮的过程,大致对应于相同数量的碳排放作为开247382英里的车,根据美国环保署的温室气体等效计算器。

减排

Mammoet估计在最近的一个项目安装7个涡轮机在一个单独的项目于2022年在芬兰使用利勃海尔LG 1750轮式移动晶格吊杆起重机和一个较小的协助起重机、施工过程仅676吨的二氧化碳释放到大气中。

这包括七停机场建设5000平方米,50卡车交付需要运输的主要起重机网站和40卡车涡轮位置之间移动,+ 13的卡车交付组装协助起重机和十卡车停机场之间移动它。

“把涡轮机在一起只需要大约十电梯,一旦你做那些十电梯和涡轮机安装你整个起重机移动到下一个位置,”雅各布说。“涡轮机的电流大小,你需要很大的机器所以每次你移动位置迁移大约700到800吨的设备。不仅没有意义,因为这是一个很多体重,还因为你需要把它在空中高。”

“这些都是物流问题,而不是提升的,“他补充说。“如果我们能够减少的时间花在建设和简化操作,我们会减少人们需要的时间花在网站和所有的碳排放与让他们,让他们也。”

为了解决这个问题,Mammoet已经与瑞典能源公司Vattenfall合作设计一个专家电动起重机可以附加到涡轮塔而不是地上。

在当前的设计,塔基地和涡轮塔的前两个部分将由传统方法使用帮助建立起重机。然后,攀登起重机安装在塔使用特殊的适配器(可能是焊接支架)。从这个位置可以慢慢向上攀登起重机涡轮塔建造,使用涡轮塔而不是地面作为基座支撑它的重量。

这种方法允许团队不仅显著降低起重机的大小和其相关的基础设施。它还消除了目前起重机的问题可用性和容量限制涡轮机建筑。

对于seven-turbine项目在芬兰,他们估计能减少碳排放的总量在汽轮机装配生产超过三分之一至433吨的碳排放——通过减少起重机的大小、道路和停机坪的规范,减少的大小帮助起重机LTM 1500(500吨起重机能力而不是750吨)。

减少停机场
项目经理Jelmer Boukes Vattenfall补充道,不仅会攀登起重机能够达到高超过其传统的替代品和负责更少的碳排放,但是它也可以在地方高达80%多风,解锁新的复杂和远程风电场。

“我们正在观察的位置有点偏远,我们必须建立稍高的地方。有大优势使用攀登起重机系统在这些领域,”他说。“最终我们希望第一涡轮旋转,我们可以用它生成的电力功率鹤。”

和Mammoet Vattenfall不是唯一也有类似想法。全世界少数制造商、运营商和其他人希望生产风力涡轮机攀登起重机。

接近德国风力发电机制造商风力也许是最先进的。在2017年收购荷兰竞争对手Lagerwey已经开发概念LCC60攀登起重机设计组装自己的涡轮机(这个名字是指最大60吨提升能力低于钩),2019年开始在更大的LCC140版本。

接近根据风力起重机将使用三个级别的预先切开钢筋孔已经钻入涡轮塔。30米的中心主体起重机还包含四个特别设计的“爪臂”分发的重量起重机和起重负荷而起重操作从地面远程控制。

接近2021年,风力建造两个LCC140自升式起重机,它已经部署在一些自己的涡轮在荷兰Eemshaven地区安装。

Basque-based工程公司探测混凝土塔是另一个公司也有类似想法。它展示了其AirCRANE系统,2020年12月30吨净起重能力单位爬混凝土涡轮塔使用梁和固定钉插入孔的塔。

2022年12月德国能源公司莱茵集团签署了一份意向书与制造商WindSpider opear正在开发一种模块化自安装用起重机系统环绕风力发电机塔像一只蜘蛛的网站,可以在陆地上和海上使用。

像Mammoet-Vattenfall攀登起重机,WindSpider还使用风力涡轮机的塔作为起重机的一部分,给它一个有效的起重能力超过1200吨,消除起重机和塔之间的运动。

所以,如果涡轮攀登起重机的想法很好,为什么他们没有被更广泛的使用?

Vattenfall Boukes说,主要原因是,尽管新起重机将省钱和碳从长远来看,开发它的成本是许多令人不愉快的。

承担金融风险
“从我的观点来看,这与传统的起重机的可用性,”他说。“直到现在一直容易构造涡轮机与传统起重机、高度和重量。这是一个全新的技术也需要投资。的优势是完整的价值链,但总得有人去做先行者和需要采取的风险。”

他补充说,攀登起重机的设计必须密不可分涡轮机的设计服务。这意味着很少有后备的选择使用它,如果制造商停止函数的起重机设计或为起重机的所有者提供的工作。此外,制造商,在这样一个大型投资项目将有效地迫使他们与合作伙伴和消除竞争性投标程序建设。

雅各布斯说,这些问题可以克服如果制造商一起,同意标准化接口设计,将适用于所有品牌的涡轮机和攀登起重机。

“我们必须搬到碳自由建设——不仅对风力涡轮机,但对整个建筑行业,”他说。“我认为可再生能源建设我们应该领先者。”