Trung tâm Năng lượng gió có công suất 10 – 30 GW sẽ chuyển đổi và lưu trữ năng lượng dưới dạng hydro một cách kinh tế nhất.
Công ty điện lực TenneT TSO BV (Hà Lan) đã công bố về Trung tâm năng lượng gió ở Bắc Hải vào năm 2016 và đầu năm 2017, đồng thời ký thoả thuận với các công ty Energinet của Đan Mạch và TenneT TSO GmbH của Đức về xây dựng một hòn đảo nhân tạo ở Bắc Hải để đặt Trung tâm Năng lượng gió có công suất 10 – 30 GW, chuyển đổi và lưu trữ năng lượng dưới dạng hydro một cách kinh tế nhất.
Sau đó, công ty khí đốt Hà Lan Gasunie đã tham gia dự án có tổng chi phí khoảng 1,3 tỷ bảng Anh này vào tháng 9, tiếp theo là cảng Rotterdam vào tháng 11/2017, nâng số lượng đối tác lên thành 5.
4 công ty năng lượng và cảng Rotterdam cùng hợp tác tiếp tục nghiên cứu phát triển một hệ thống năng lượng bền vững ở châu Âu ngoài khơi ở Bắc Hải, đặc biệt, từ năm 2030 trở đi, sẽ đóng góp tích cực vào việc thực hiện các mục tiêu của Hiệp định Paris COP21 về ứng phó với biến đổi khí hậu, theo đó, sẽ sản xuất điện từ gió ngoài khơi Bắc Hải, từ 70 – 150 GW vào năm 2040 và khoảng 180 GW vào năm 2045.
Khu vực Dogger Bank cách bờ biển phía Đông của Yorkshire (Anh) 125 km – nơi có độ sâu chỉ từ 15 – 36 mét và lượng gió dồi dào, đã được chọn làm địa điểm để xây dựng hòn đảo nhân tạo. Trên hòn đảo rộng 6 km vuông này sẽ có một hệ thống hạ tầng rất hiện đại gồm sân bay, bến cảng, đường sá, các tòa nhà cho nhân viên, rừng cây và hồ nước ngọt nhân tạo đảm bảo cuộc sống và điều kiện làm việc tốt nhất cho nhân viên.
Dự án trang trại điện gió Bắc Hải đã được lên kế hoạch rất chi tiết với 2.000 – 3.000 tua bin điện gió khổng lồ, dự kiến sẽ chính thức hoạt động vào năm 2027, có khả năng sản xuất 30 GW điện – gấp đôi lượng điện gió được sản xuất trên khắp châu Âu hiện nay, giúp cho 80 triệu dân Anh, Hà Lan, Đan Mạch, Đức, Na Uy và Bỉ được sử dụng điện lưới sạch, bảo vệ môi trường. Đây sẽ là trang trại điện gió ngoài khơi lớn nhất thế giới, lớn hơn rất nhiều so với trang trại London Array có công suất tối đa 630 MW của Anh.
Các trang trại gió ngoài khơi thường sử dụng loại dây cáp dưới nước đắt tiền để chuyển đổi dòng điện của tua bin thành điện có thể hòa vào lưới điện. Tuy nhiên, đảo nổi do công ty TenneT của Hà Lan và các đối tác xây dựng sẽ trang bị thiết bị chuyển đổi điện tại chỗ, cho phép trực tiếp đưa điện đến Anh và Hà Lan thông qua loại cáp rẻ tiền.
Trong quá trình phát triển trang trại và Trung tâm Năng lượng gió Bắc Hải, các đối tác dự án sẽ tính đến và phòng ngừa các tác động về sinh thái ngắn cũng như dài hạn.
Với phương châm tăng tính bền vững trong sản xuất điện và khai thác năng lượng gió ngoài khơi nhằm mục tiêu giảm CO2 vào năm 2030, TenneT đã nghiên cứu một số giải pháp hỗ trợ. Theo đó, phương pháp chuyển tải điện hiện tại – dựa trên công nghệ điện xoay chiều – là giải pháp tốt nhất cho việc kết nối các khu tua bin gió nằm gần bờ biển Hà Lan với lưới điện.
Điện được tạo ra tại trang trại gió được vận chuyển đến một trạm biến áp TenneT, sau đó, qua các đường dây điện xoay chiều 220 kV được chôn dưới đáy biển, đến trạm biến áp trên bờ. Từ đây, lưới điện trên bờ tải điện tái tạo đến người dùng.
Hệ thống chuyển tải này cũng có thể sử dụng cho các khu vực năng lượng gió khác gần bờ biển. Để chuyển tải năng lượng gió ngoài khơi ở quy mô lớn và xa bờ hơn với chi phí hiệu quả, TenneT tin rằng, việc sử dụng các tuyến chuyển tải trực tiếp hiện nay là cần thiết.
Các cải tiến sẽ cho phép hệ thống chuyển tải trực tiếp đó vận chuyển điện năng lên tới 2.000 MW. TenneT đã khảo sát hai phương án: sử dụng các thiết bị ngoài khơi chuyển đổi dòng điện xoay chiều do các tua bin gió sản xuất để vận chuyển về lưới trên bờ; xây dựng một hòn đảo nhân tạo nhằm tiết kiệm các khoản chi phí.
Hòn đảo nhân tạo là cơ sở thường trú cho nhân viên thực hiện các hoạt động xây dựng và bảo dưỡng tại các trang trại gió xung quanh cũng như các công nghệ kết hợp, cũng có thể là cơ sở không chỉ thu nạp và vận chuyển năng lượng gió ngoài khơi đến lưới bờ của một quốc gia, mà còn kết nối các thị trường của các quốc gia khác nhau, tạo điều kiện trao đổi điện quốc tế. Đối với các trang trại điện gió xa bờ, hợp tác quốc tế kết hợp với giải pháp xây đảo sẽ tiết kiệm chi phí 30% so với mô hình chuyển tải truyền thống.
Theo TenneT, đưa thiết bị bổ trợ lên đảo cũng cho phép vận hành nhiều tua bin với chi phí thấp hơn, tạo ra nhiều năng lượng hơn so với trang trại gió dạng truyền thống.
Việc chuyển đổi điện thành khí sẽ được coi là một phần quan trọng trong các bước đi tiếp theo của hệ thống đảo nhân tạo và trang trại điện gió. Hydro hiện đang được sản xuất từ khí tự nhiên với CO2 như một sản phẩm phụ.
Trên đảo, điện gió cũng có thể được chuyển đổi thành hydro bền vững cho vận tải quy mô lớn lên bờ, hoặc lưu trữ tạm thời. Kết hợp thế mạnh của các hệ thống cung cấp điện và khí đốt cũng có thể giúp tăng cường sử dụng hydro như một giải pháp bền vững trong nhiều ứng dụng trong công nghiệp, vận tải và xây dựng môi trường…
Với việc áp dụng mô hình điện gió quy mô lớn và một hoặc nhiều trung tâm thu nạp/điều phối ở Bắc Hải, các giải pháp chuyển đổi và lưu trữ hydro có thể giúp cân bằng và ổn định việc truyền tải điện cho các thị trường trên bờ, hạn chế đầu tư vào các tuyến chuyển tải.
Chi phí truyền tải năng lượng và lưu trữ lâu dài dưới dạng khí hiện nay thấp hơn đáng kể so với mỗi đơn vị năng lượng được truyền và lưu trữ dưới dạng điện. Kết hợp sức mạnh của hệ thống cung cấp điện và cung cấp khí có thể giúp mở rộng quy mô và phạm vi sử dụng hydro vì nó có thể được đưa về đất liền một cách dễ dàng thông qua cơ sở hạ tầng khí đốt ngoài khơi hiện có.
