Pływające farmy wiatrowe (tzw. floating wind) to jeden z głównych kierunków rozwoju tego sektora. Także w przypadku Morza Bałtyckiego inwestorzy coraz częściej wskazują potencjał tkwiący w tej technologii, szczególnie w miejscach gdzie z uwagi na charakterystykę dna oraz poziom głębokości zastosowanie pływających farm będzie tańsze.

Prognoza przyrostu potencjału mocy zainstalowanej w morskiej energetyce wiatrowej w Polsce do 2040 roku to 10-12GW, w tym 6-8 GW do roku 2030. Biorąc pod uwagę przyspieszony wzrost cen uprawnień do emisji CO2, należy zakładać zwiększający się akwen do rozwoju morskich farm wiatrowych niż to co obecnie prezentowane w Polityce Energetycznej Polski, PEP2040. Rynek pakietów wchodzących w skład kosztu morskiej farmy wiatrowej jest aktualnie w okresie rozwoju. Nadal istnieje możliwość dalszego obniżenia kosztów, poprawy efektywności i  skalowalności łańcucha dostaw. Jest to szansa na wejście dla nowych podmiotów. Pomorski Klaster Offshore (pod nazwą Pomorska Platforma Rozwoju Morskiej Energetyki Wiatrowej na Bałtyku) rozpoczął w zeszłym roku identyfikację potencjału regionu. Wraz z kluczowymi ośrodkami B+R przeanalizowano łańcuch dostaw i wskazano obszary priorytetowe. Stwierdzono, że największy potencjał zgromadzony na Pomorzu ukierunkowany jest na technologie turbin, fundamenty, instalacje, a także utrzymanie i eksploatację.

Poszukiwanie szans dla polskich technologii to zadanie równorzędne w hierarchii celów polityki publicznej do zmniejszenia emisyjności. Rozwój technologiczny, przewagi konkurencyjne oraz dostępność wiedzy będą kluczowe dla wejścia na nowy rynek. Rozwijanie morskich farm wiatrowych na całym Morzu Bałtyckim to przedsięwzięcie długoterminowe. Pomorski ekosystem innowacji ma ambicje być liderem „zazieleniania energii”, w tym transformacji przemysłowej z udziałem farm wiatrowych na Bałtyku. Choć wyzwanie jest ogromne, rok 2021 przyniósł interesujący rozwój projektów w województwie pomorskim.

Pomorski Klaster Offshore zainicjował wraz z Centrum Techniki Okrętowej S.A., we współpracy z pomorskimi (ale też śląskimi) firmami z łańcucha dostaw projekt w segmencie pływających fundamentów morskich turbin wiatrowych o dużej mocy. Kraje europejskie, w szczególności dysponujące dużymi akwenami o głębokości >60m, w sposób szczególny rozwijają ten segment (Francja, Wielka Brytania, Norwegia) nie tylko z punktu widzenia obniżenia kosztów energii z morskich wiatraków, ale też z uwagi na istotny komponent krajowy w budowie takich farm.

-Fundamenty morskich farm wiatrowych w sposób szczególny wpływają na łańcuch dostaw – wykorzystanie materiałów, prefabrykacja, montaż, instalacja, współpraca z producentami turbin. Innowacje w fundamentach mogą znacząco zmienić zapotrzebowanie na lokalne usługi. Jest to zdecydowanie korzystny kierunek rozwoju polskiej myśli technologicznej – uważa Maciej Mierzwiński z CEE Energy Group, jednocześnie Lider Grupy Przemysł działającej przy klastrze.

Szanse w rozwoju tego kierunku upatruje również NCBR, który ogłaszając pierwszy konkurs finansowania nowych technologii w energetyce odnawialnej, postawił na projekty pływających farm wiatrowych. Pomimo, że było to spore zaskoczenie na rynku – w końcu nie mamy nawet jeszcze żadnego polskiego fundamentu fixed-bottom – to uważam to za dobry ruch ze strony NCBR. Postawienie na przyszłość – być może niedaleką – w oparciu o krajowy łańcuch dostaw to rozwojowy kierunek. Tym bardziej, że mamy w Polsce ośrodki B+R, które od dziesięcioleci nad takimi pokrewnymi technologiami już pracują.” – dodaje Maciej Mierzwiński.

Projekt BALTIC FLOAT, o dofinansowanie którego wnioskuje do NCBR konsorcjum naukowo-przemysłowe, ma na celu opracowanie projektu pływającego fundamentu zdolnego bezpiecznie unieść konstrukcję morskiej turbiny wiatrowej o mocy nie mniejszej niż 10MW.

Zadania jednostki naukowej w projekcie BALTIC FLOAT wypełnia Centrum Techniki Okrętowej S.A. z Gdańska. CTO od ponad 50 lat prowadzi badania aplikacyjne, których rezultaty znajdują zastosowanie w projektowaniu statków i urządzeń oceanotechnicznych. Badania obejmują zarówno prace analityczne i analizy obliczeniowe jak również eksperymentalne badania modelowe, które w przypadku gdy obiektem studiów są konstrukcje morskich turbin wiatrowych wykonuje się w Laboratorium Offshore. Odtwarza się w nim w pomniejszonej skali warunki środowiskowe: fale i wiatr towarzyszące eksploatacji np. pływającej morskiej turbiny wiatrowej.

Celem projektu BALTIC FLOAT jest właśnie budowa pływającej turbiny wiatrowej o mocy co najmniej 10MW. Istotnym osiągnięciem projektu będzie oryginalny, pływający fundament turbiny wraz z systemem kotwiczenia, przystosowany do specyficznych warunków eksploatacji jakie panują na Bałtyku – m.in. stosunkowo krótkiej fali i niskiego poziomu zasolenia wody sprzyjającemu niepożądanemu obladzaniu konstrukcji.

Jak wskazuje Leszek Wilczyński, Dyrektor ds. Badań i Rozwoju CTO, Konsorcjum wnioskujące o dofinansowanie projektu stawia przed sobą więcej celów. Wśród nich należy wymienić opracowanie, wdrożenie i weryfikację nowatorskiego narzędzia projektowo-obliczeniowego, które znajdzie zastosowanie w praktyce inżynierskiej umożliwiając bardziej efektywne projektowanie pływających fundamentów dla turbin wiatrowych o zróżnicowanej mocy i typie. Narzędzie to będzie stanowić połączenie wirtualnego basenu modelowego i sparametryzowanego algorytmu projektowego. Wśród rezultatów projektu wymienić należy również model efektywnego szacowania kosztów łańcucha dostaw dla produkcji seryjnej konstrukcji wsporczej, instalacji turbiny bez udziału dźwigów ze szczególnym uwzględnieniem krajowego łańcucha dostaw.

Zastosowane podejście do projektowania konstrukcji pływającego fundamentu turbiny wiatrowej uwzględniać będzie jej wielofunkcyjność – np. możliwość instalacji dodatkowych urządzeń konwertujących energię pozyskiwaną z wiatru.

Rezultatem projektu będą też wytyczne do budowy pływającej morskiej elektrowni wiatrowej dotyczące okablowania i przyłączenia do sieci (np. podmorskie stacje elektroenergetyczne osadzone na dnie), które znajdą zastosowanie w budowie systemu sieci bałtyckich. Końcowym efektem projektu będzie demonstrator pierwszej pływającej turbiny wiatrowej na Bałtyku na oryginalnej strukturze wsporczej.

Rozwój narzędzi i produktów w łańcuchu dostaw pływających farm wiatrowych stanowi ogromną szansę na zdobycie rynków zagranicznych. Aktualne prognozy wskazują na skalę rynku międzynarodowego między 200-250 GW do roku 2050, co przekłada się na 400-500 miliardów EUR nakładów inwestycyjnych. Analizując zapotrzebowanie rynkowe na pływające farmy wiatrowe, należy wziąć pod uwagę coraz częściej publikowane oszacowania wskazujące, że koszty produkowanej przez nie energii będą niższe niż w przypadku ich odpowiedników budowanych na stałych fundamentach.

Z sukcesów członków pomorskiego klastra należy wymienić także dwa projekty firmy inżynieryjnej Navart, która otrzymała grant na opracowanie projektu konstrukcji jacket dla stacji transformatorowej na Bałtyku.

-Projekt przewiduje stworzenie modelu optymalizacyjnego konstrukcji, przy maksymalizacji wykorzystania potencjału polskich firm – zarówno z terenów związanych z produkcją stali, jak i pomorskich, gdzie takie olbrzymie konstrukcje będą montowane – stwierdza Bartosz Gdaniec, Prezes Navart.

Koordynatorka Pomorskiego Klastra Offshore, Karolina Lipińska z Urzędu Marszałkowskiego Województwa Pomorskiego uważa, że to dobry początek drogi pełnej wyzwań. -Bardzo cieszymy się z pierwszych sukcesów klastra i z tego, że trwa intensywny dialog pomiędzy interesariuszami rynku. Naszym celem jest doprowadzenie do tego, że Pomorskie, a co za tym idzie, cały nasz kraj, będzie ważnym elementem europejskiego łańcucha dostaw dla technologii budowy morskich farm wiatrowych – wskazuje Lipińska.