洋上風力発電は米国エネルギー省の電力計画の目玉

米国エネルギー省（DOE）とホワイトハウスは、洋上風力発電を国のエネルギーインフラストラクチャを強化する計画の中心に据え、30年までに2030ギガワットの洋上風力発電を展開するという目標を発表しました。これは42メガワット（MW）からの大きな飛躍です。現在稼働中です。これは、10万のアメリカの家庭に電力を供給し、二酸化炭素排出量を78万メートルトン削減するのに十分な電力を供給するだけでなく、77,000もの新しい仕事をサポートすることもできます。

このイニシアチブの成功は、主に、研究開発（R＆D）を加速し、そのような野心的な時間枠で新しいオフショアシステムを確立するためのパートナーシップに依存します。 DOEの国立再生可能エネルギー研究所（NREL）は、これらの取り組みの多くの中心であり、貢献していることは間違いありません。洋上風力に関連する研究の専門知識連立を構築するだけでなく。

NRELは、業界のパートナー、政府のあらゆるレベルの機関、および研究コミュニティとのコラボレーションの長い成功した実績があります。洋上風力プロジェクトのパートナーシップにより、NREL は、現実世界の問題を解決し、業界で認められた標準となるイノベーションを開発するために必要な洞察を得ることができました。たとえば、洋上風力発電プラットフォームのすべてのプロトタイプの 80% は、NREL が研究所のパートナーと協力して作成した NREL オープンソース分析ツールの助けを借りて設計されています。

30年までに2030ギガワットの洋上風力エネルギーを導入するという国家目標の最近の発表と、最初の商業規模の米国洋上風力プロジェクトの設置が予定されていることから、NRELとそのパートナーはこの野心的な目標の達成を支援する態勢を整えています。半潜水型洋上風力プラットフォームは、89年に設置または発表された浮体式風力プロジェクトの下部構造の2019％を占めました。他のプロジェクトでは、桁または張力脚プラットフォームの下部構造を使用する場合があります。ジョシュバウアー、NRELによるグラフィックス

NRELのパートナーは、研究所がオフショア環境の固有の課題について幅広く深く理解するのを支援してきました。洋上風力発電の遠隔地、深海、異常気象および海洋条件は、効率、コスト、および耐久性の形で、追加の設計、設置、および運用のハードルを提示します。

洋上風力発電のコラボレーションは、NRELスタッフの研究の専門知識と、業界パートナーのノウハウ、政府機関の政策立案の視点、および他の研究所や大学からの追加のサポートを結び付けます。研究者はパートナーと協力して風力資源を特徴づける, プラントとタービンを最適化する, 技術経済的および市場要因を分析する, 潜在的な環境影響を評価する.

特に、パートナーはNRELの先駆的な研究に依存して、フローティングプラットフォームテクノロジー米国の洋上風力資源の60％近くを占める深海の場所でエネルギーを取り込む必要がありました。研究所の研究者は最近、洋上風力エネルギーと陸上ユーティリティの統合グリッドの信頼性、回復力、および効率を向上させるシステム。

洋上風力エネルギーの伝達電力を本土に戻すには、海底ケーブルなどの機器に依存しています。

2021会計年度（FY）には、NREL洋上風力研究プロジェクトへの10万ドル以上の資金が業界とのパートナーシップからもたらされました。 NREL チームは、45 年に 2021 を超える民間、政府、研究機関と協力して、オフショア、陸上、および分散型風力研究プロジェクトに取り組んでいます。

これは、パートナーシップの育成における研究所の全体的な成功を反映しています。過去12年間で、NRELは1億ドルのパートナーシップ契約をもたらし、900年度には600以上のアクティブなパートナーシップ契約と2020近くのユニークなパートナーがあります。

最近、国内初の商業規模の洋上風力発電が開発されました米国内務省による設置が許可されましたマサチューセッツ州沖で、NREL洋上風力発電チームは、新しいパートナーと協力して協力基盤を拡大し、今後数年間でこの急成長する業界にさらに有意義な貢献をすることを望んでいます。

業界に競争するためのツールを提供する

業界パートナーは、経験豊富なNREL研究者の知的資本を利用して、画期的な洋上風力技術を開発および改良し、展開を成功させるために必要なバランスの取れた市場に精通したガイダンスを提供できることを知っています。さらに、NRELは、業界パートナーに実践的な研究コラボレーション、技術支援、展開ガイダンス、研究施設の使用、および技術ライセンスを提供します。

NRELのプリンシパルエンジニアであるJeroenvan Damは、次のように述べています。「私たちはオフショア開発者に市場の平等を確立するためのツールを提供し、米国に国際的なプレーヤーの分野に参加するためのリソースを提供しています。」

主要な洋上風力規制当局である海洋エネルギー管理局（BOEM）および安全環境執行局との協力を通じて、また洋上風力発電事業ネットワークおよび米国クリーン電力協会の業界団体との連携を通じて、NRELは主導権を握っています。米国における洋上風力発電の実用規模の展開の要件を定義する業界標準の開発。チームはまた、スタートアップ企業から確立された企業まで、システムオペレーター、開発者、相手先ブランド供給業者、エネルギー供給業者、投資家などの個々の企業とも協力しています。現在、多数の米国企業が、オフショアシステムに関連するサプライチェーンの構築、実行、またはサポートに関与しています。

この研究所は、客観的な専門知識と検証済みデータの信頼できる情報源を提供し、業界の取り組みと競合するのではなく、強化します。 NREL の研究は、業界への投資が少ない傾向にある初期段階の技術に焦点を当てている一方で、将来の商業化の可能性がある R&D の優先事項も対象としています。これには、業界が最終的に大型でより強力なタービンを開発し、システムのパフォーマンス、効率、信頼性、および手頃な価格を最適化するために必要なツールに関するコラボレーションが含まれています。

NRELは、洋上風力の研究開発の潜在的な影響を評価する際に、より広範な経済的要因を考慮に入れています。洋上風力発電は、洋上風力発電プロジェクトへの米国の設備投資に年間12億ドル以上を引き起こし、港湾、工場、建設の重要な活動と成長に拍車をかける可能性があります。

NRELはまた、洋上風力の研究開発の潜在的な影響を評価する際に、より大きな経済的要因を考慮に入れています。最終的には、洋上風力発電が米国の設備投資で年間12億ドルそして重要な活動に拍車をかけ、港湾、工場、建設事業の成長.

NRELのアナリストは、開発者やその他の業界パートナーが、技術、法律、規制、税、および政策の問題という幅広い文脈の中で、潜在的な洋上風力発電のコスト、収益、およびリスクの間のバランスについて、重要で偏りのない理解を得るのを支援します。 NREL市場レポートは、業界の成長に必要な熟練した労働力を構築するために重要な情報を含む、意思決定をサポートするために必要なデータを提供します。

イノベーションを促進するための連立の構築

NRELは、さまざまな分野のトップマインドを集めて洋上風力研究の専門家の仮想シンクタンクを形成する共同パートナーシップを構築するための継続的なリーダーシップを提供してきました。この招集の役割において、NRELは、情報を交換し、大規模な研究プロジェクトに取り組み、業界および政策の意思決定者に新しいアプローチを推進するために必要な一連の科学的知識を提供するための触媒として機能します。

NRELのWaltMusialとBrentRiceがパートナーに加わり、スコットランドのピーターヘッド沖にある世界初の浮体式洋上風力発電所を見学します。ブレントライス、NRELによる写真

の主要なコンポーネントホワイトハウスが発表した新たに発表された米国の洋上風力イニシアチブ全国洋上風力R＆Dコンソーシアム（NOWRDC）に対し、この国ではこれまでにない規模での展開に必要な技術を改良するよう呼びかけています。 NOWRDC は、ニューヨーク州エネルギー研究開発局 (NYSERDA) によって管理されており、他の XNUMX つの州と DOE からの寄付を受けています。 NOWRDC R＆Dアドバイザリーグループといくつかのプロジェクトのリーダーシップ。

「開発者と州は本当にペースを設定しました」とMusialは言いました. 「最終的には、新しいオフショアシステムの展開と運用を担当するのは彼らです。私たちの仕事は、彼らがプロジェクトの最低コストを達成するのに最も役立つ方法でクリーンエネルギー生産を最大化するために必要な情報を彼らに提供することです。」

連合の取り組みへの研究所の関与は、全国および世界中に及んでいます。 XNUMX大陸の学界と産業界が関与する多くの国際エネルギー機関の風力技術コラボレーションプログラム（IEA Wind）の研究タスクは、NRELの研究スタッフが主導しています。これには、 15 MW リファレンスタービン IEAWindおよびDOEのWindEnergy Technologies Officeと協力して、より大きく、より強力な次世代タービンの設計を支援します。

NRELのグローバルおよび国内パートナーシップは設計を支援していますより大きく、より強力な、次世代の洋上風力技術、IEA Wind 15-MW リファレンスタービンなど。

NREL には、他の国立研究所を含む、国際および米国の大学および研究機関とのパートナーシップの長い成功した歴史があります。研究所の大学所属には、NRELプロジェクトで協力している教授、大学院生に助言するNREL研究者、大学の資金援助を受けているプロジェクトが含まれます。複数の機関で構成されるコンソーシアムと、いくつかの異なる機関、大学、研究所、および民間部門のパートナーが関与する大規模なコラボレーションにより、洋上風力ソリューションにさまざまな視点がもたらされます。

DOEのAdvancedResearch Projects Agency-Energy（ARPA-E）オフィスやNational Oceanic and Atmospheric Administration（NOAA）など、他の米国政府機関が実施している共同作業も、NRELの研究専門知識に依存しています。たとえば、ARPA-E は、制御システムと設計を緊密に統合することにより、新しい浮体式洋上風力タービンを開発するために、Nautical Technologies と統合サーボ制御 (ATLANTIS) プログラムで空力タービンの軽量化と浮揚に資金を提供しました。 NRELは、XNUMXつのATLANTISプロジェクトを主導し、他のXNUMXつの国立研究所、XNUMXつの大学、およびXNUMXつの業界パートナーと協力しています。

独自の洋上風力発電の専門知識を活用する

では、なぜこれらの組織すべてが洋上風力研究プロジェクトでNRELと提携することを選択するのでしょうか。

特定の共同事業は、NRELの高性能に依存していますイーグルスーパーコンピューターと世界クラス Flatironsキャンパス革新的な洋上風力技術と戦略をそのペースに乗せるための研究施設。 NRELソフトウェアツールを使用すると、研究者やパートナーは、研究所の膨大なデータ収集に基づいてモデルを構築し、パフォーマンスをシミュレートすることができます。

しかし、NRELは、150人の風力エネルギー科学者、エンジニア、およびアナリストのスタッフからの独自の専門知識も提供しており、その多くは、オフショアプロジェクトに学際的な知識を提供しています。何十年にもわたる研究経験を積み重ねてきたチームは、洋上風力発電に固有の深い知識に加えて、陸上風力発電やその他のクリーンエネルギー生成分野などの関連分野の専門家からの幅広い情報を活用することができます。、送信、および統合。この横断的アプローチにより、科学者は最近、風力エネルギーを水素に変換するすぐに保管して、さまざまな用途に使用できます。

調査では、複数のパートナーがNRELの共同アプローチ、明確な技術的能力、および現在のニーズと優先順位の強力な理解に対して高い評価を与えています。

「洋上風力発電に対する国の野心的なビジョンを実現したいのであれば、私たち全員が力を合わせる必要があります」とMusial氏は述べています。

「業界、大学、他の研究所、政府機関とのこれらのパートナーシップは、適切な技術を開発し、適切な場所に設置し、グリッドに接続して、国の手頃なクリーンエネルギーミックスへのオフショアの貢献を最大化するために不可欠です。」

記事の礼儀 NREL、米国エネルギー省.

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