Teknologi selanjutnya untuk energi angin offshore

MIT

CLIMATE CHANGE AND ENERGY

Teknologi selanjutnya untuk energi angin offshore

Berbagai proyek baru dan tantangan dalam hal finansial akan membuat tahun 2024 menjadi tahun yang penuh gejolak bagi industri ini.

Oleh Casey Crownhar.

Ini adalah waktu yang penuh gejolak untuk tenaga angin lepas pantai.

Kelompok besar dari turbin yang diinstalasi di sepanjang pesisir pantai dapat memaksimalkan tenaga angin yang kuat dan stabil yang menghembuskan gelombang lepas pantai. Mengingat bahwa 40% populasi global tinggal dalam jarak 60 mil dari lautan, pembangkit listrik tenaga angin lepas pantai dapat menjadi keuntungan besar bagi upaya untuk membersihkan pasokan listrik di seluruh dunia. 

Namun dalam beberapa bulan terakhir, proyek-proyek di seluruh dunia telah ditunda atau bahkan dibatalkan karena biaya yang meroket dan gangguan supply chain yang membengkak. Kemunduran ini dapat menimbulkan masalah bagi upaya untuk mengurangi emisi gas rumah kaca yang menyebabkan perubahan iklim.

Tahun depan dan seterusnya kemungkinan akan dipenuhi dengan lebih banyak proyek yang tertunda dan dibatalkan, tetapi industri ini juga melihat permulaan baru dan perkembangan teknologi yang berkelanjutan. Pertanyaannya adalah apakah masalah yang ada saat ini lebih seperti gundukan atau tanda bahwa tahun 2024 akan membuat industri ini akan mengalami kemunduran. Inilah yang akan terjadi selanjutnya untuk tenaga angin lepas pantai.

Lonjakan kecepatan dan kemunduran

Raksasa angin Ørsted mengutip kenaikan suku bunga, inflasi yang tinggi, dan kemacetan rantai pasokan pada akhir Oktober ketika mereka membatalkan proyek Ocean Wind 1 dan Ocean Wind 2 yang sangat dinanti-nantikan. Kedua proyek ini akan memasok lebih dari 2,2 gigawatt ke jaringan listrik New Jersey - energi yang cukup untuk memberi daya pada lebih dari satu juta rumah. Ørsted adalah salah satu pengembang angin lepas pantai terkemuka di dunia, dan perusahaan ini termasuk dalam daftar 15 Perusahaan Teknologi Iklim yang Perlu Dipantau pada tahun 2023 versi MIT Technology Review. 

Proyek-proyek yang dihentikan tersebut bukanlah satu-satunya kemunduran bagi angin lepas pantai di AS saat ini - lebih dari 12 kontrak senilai 12 gigawatt dibatalkan atau ditargetkan untuk dinegosiasikan ulang pada tahun 2023, menurut analisis BloombergNEF, sebuah kelompok riset energi.

Sebagian dari masalahnya terletak pada bagaimana proyek-proyek tersebut biasanya dibangun dan dibiayai, kata Chelsea Jean-Michel, seorang analis angin di BloombergNEF. Setelah mendapatkan lokasi untuk membangun wind farm, developer akan membuat kontrak untuk menjual listrik yang akan dihasilkan oleh turbin. Harga tersebut akan ditetapkan beberapa tahun sebelum proyek selesai. Untuk proyek yang sedang berjalan saat ini, kontrak biasanya dinegosiasikan pada tahun 2019 atau 2020.

Banyak yang telah berubah hanya dalam lima tahun terakhir. Harga baja, salah satu bahan terpenting dalam konstruksi turbin, meningkat lebih dari 50% dari Januari 2019 hingga akhir 2022 di Amerika Utara dan Eropa utara, menurut laporan tahun 2023 dari American Clean Power Association.

Inflasi juga telah meningkatkan harga bahan lainnya, dan suku bunga yang lebih tinggi berarti meminjam uang juga menjadi lebih mahal. Jadi sekarang, para pengembang berargumen bahwa harga yang mereka setujui sebelumnya tidak masuk akal lagi.

Masalah ekonomi untuk industri ini bersifat global. Lelang terakhir di Inggris untuk sewa angin lepas pantai tidak menghasilkan peserta lelang. Selain itu, sebuah proyek besar yang telah direncanakan untuk Laut Utara dibatalkan oleh pengembang pada bulan Juli. Pengembang Jepang yang telah terjun ke dalam proyek-proyek di Taiwan tiba-tiba menarik diri karena biaya melonjak di pasar yang masih berkembang itu.

Cina menonjol dalam lanskap yang sedang mengalami kesulitan. Negara ini sekarang menjadi pasar angin lepas pantai terbesar di dunia, dengan hampir setengah dari kapasitas terpasang secara global. Perkembangan yang cepat dan meningkatnya persaingan sebenarnya telah menyebabkan turunnya harga beberapa proyek di sana.

Kesulitan yang terus bertambah

Meskipun banyak proyek di seluruh dunia mengalami kemunduran selama tahun lalu, masalahnya paling banyak terkonsentrasi di pasar-pasar yang lebih baru, termasuk Amerika Serikat. Masalah terus berlanjut sejak pembatalan di New Jersey-pada minggu-minggu pertama tahun 2024, pengembang beberapa proyek di New York meminta untuk menegosiasikan ulang kontrak mereka, yang dapat menunda kemajuan meskipun pembangunan tersebut akhirnya tetap berjalan.

Meskipun lebih dari 10% listrik di AS berasal dari tenaga angin, sebagian besar dihasilkan oleh turbin darat. Pasar angin lepas pantai di AS setidaknya tertinggal satu dekade dari pasar yang lebih mapan di negara-negara seperti Inggris dan Denmark, kata Walt Musial, kepala insinyur energi angin lepas pantai di Laboratorium Energi Terbarukan Nasional AS.

Satu pertanyaan yang masih terbuka di tahun depan adalah seberapa cepat industri ini dapat meningkatkan kapasitas untuk membangun dan memasang turbin angin di AS. "Rantai pasokan di AS untuk angin lepas pantai pada dasarnya masih dalam tahap awal. Rantai pasokannya belum benar-benar ada," kata Jean-Michel.

Hal ini menjadi masalah bagi beberapa proyek, terutama dalam hal kapal yang dibutuhkan untuk memasang turbin angin. Salah satu alasan yang diberikan Ørsted untuk membatalkan proyek di New Jersey adalah kurangnya kapal-kapal ini.

Masalah ini diperumit oleh undang-undang yang sudah berumur satu abad, yang mengamanatkan bahwa hanya kapal-kapal yang dibangun dan dioperasikan oleh AS yang dapat beroperasi dari pelabuhan AS. Proyek-proyek di AS telah mengatasi pembatasan ini dengan beroperasi dari pelabuhan Eropa dan menggunakan tongkang besar AS di lepas pantai, tetapi hal ini dapat memperlambat waktu konstruksi secara signifikan, kata Musial.

Salah satu perkembangan terbesar di tahun 2024 adalah selesainya satu kapal buatan AS yang dapat membantu pemasangan turbin. Kapal ini sedang dibangun di Texas, dan Dominion Energy telah menghabiskan lebih dari $600 juta sejauh ini. Setelah mengalami penundaan, kapal ini dijadwalkan akan selesai pada akhir tahun 2024. 

Kredit pajak memberikan insentif tambahan untuk membangun rantai pasokan angin lepas pantai di AS. Kredit yang ada untuk proyek-proyek angin lepas pantai sedang diperpanjang dan diperluas oleh Undang-Undang Pengurangan Inflasi, dengan sebanyak 40% tersedia untuk biaya pembangunan ladang angin baru. Namun, untuk memenuhi syarat untuk mendapatkan kredit pajak penuh, proyek-proyek tersebut harus menggunakan bahan-bahan yang berasal dari dalam negeri. Memperkuat rantai pasokan untuk bahan-bahan tersebut akan menjadi proses yang panjang, dan industri ini masih berusaha untuk menyesuaikan diri dengan kondisi yang ada. 

Namun, ada beberapa tanda kemajuan yang signifikan untuk angin lepas pantai AS. Ladang angin lepas pantai berskala besar kedua di negara ini mulai menghasilkan listrik pada awal Januari. Beberapa area di dasar laut diperkirakan akan dilelang untuk pengembangan baru pada tahun 2024, termasuk lokasi di Atlantik tengah dan di lepas pantai Oregon. Lokasi di lepas pantai Maine diperkirakan akan ditawarkan pada tahun berikutnya. 

Namun, bahkan momentum ke depan tersebut mungkin tidak cukup bagi negara ini untuk memenuhi target angin lepas pantainya. Sementara pemerintahan Biden telah menetapkan target 30 gigawatt kapasitas angin lepas pantai yang terpasang pada akhir dekade ini, proyeksi BloombergNEF adalah bahwa negara ini kemungkinan akan memasang sekitar setengahnya, dengan kapasitas 16,4 gigawatt yang diharapkan pada tahun 2030.

Transformasi teknologi

Meskipun pertimbangan ekonomi kemungkinan akan menjadi faktor pembatas dalam angin lepas pantai tahun ini, kami juga akan memperhatikan perkembangan teknologi dalam industri ini.

Turbin angin masih mengikuti cetak biru yang sama dari beberapa dekade yang lalu, tetapi turbin angin dibuat lebih besar dan lebih besar lagi, dan tren ini diperkirakan akan terus berlanjut. Hal ini dikarenakan turbin yang lebih besar cenderung lebih efisien, menangkap lebih banyak energi dengan biaya yang lebih rendah.

Satu dekade yang lalu, rata-rata turbin angin lepas pantai menghasilkan output sekitar 4 megawatt. Pada tahun 2022, angka tersebut hanya di bawah 8 MW. Sekarang, produsen turbin utama membuat model di kisaran 15 MW. Struktur-struktur raksasa ini mulai menyaingi ukuran bangunan-bangunan penting, dengan instalasi terbaru yang mendekati ketinggian Menara Eiffel.

Pada tahun 2023, perusahaan raksasa angin Vestas menguji coba model 15 MW, yang mendapat predikat sebagai turbin angin paling kuat di dunia. Perusahaan ini menerima sertifikasi untuk desain tersebut pada akhir tahun, dan akan digunakan di ladang angin Denmark yang diperkirakan akan mulai dibangun pada tahun 2024.

Selain itu, kita mungkin akan melihat lebih banyak perkembangan dalam teknologi turbin angin lepas pantai terapung. Meskipun sebagian besar turbin yang digunakan di lepas pantai diamankan di dasar laut, beberapa daerah, seperti pantai barat AS, memiliki perairan yang dalam di lepas pantai, sehingga hal ini tidak memungkinkan.

Turbin terapung dapat mengatasi masalah tersebut, dan beberapa proyek percontohan sedang berlangsung di seluruh dunia, termasuk Hywind Tampen di Norwegia, yang diluncurkan pada pertengahan tahun 2023, dan WindFloat Atlantic di Portugal.

Ada berbagai macam desain platform untuk turbin terapung, termasuk versi yang menyerupai tripod kamera, gagang sapu, dan ban. Ada kemungkinan industri ini akan mulai menyatu dalam beberapa tahun mendatang, karena standarisasi akan membantu menurunkan harga, kata Jean-Michel dari BloombergNEF. Tetapi apakah itu akan cukup untuk melanjutkan pertumbuhan industri yang baru lahir ini akan tergantung pada bagaimana faktor ekonomi berubah. Dan kemungkinan besar proyek-proyek terapung akan terus menghasilkan kurang dari 5% instalasi tenaga angin lepas pantai, bahkan dalam satu dekade dari sekarang. 

Angin perubahan bertiup untuk energi terbarukan di seluruh dunia. Bahkan dengan ketidakpastian ekonomi di masa depan, tenaga angin lepas pantai pasti akan menjadi teknologi yang harus diperhatikan pada tahun 2024.