Qual è la preoccupazione più grande per l’energia eolica offshore? Non è la mancanza di vento, ma l'incapacità di trasmettere l'elettricità generata. Recentemente, una sezione di cavo sottomarino esposto di oltre 20-chilometri nell'area di Huangshayang di Rudong, nella provincia di Jiangsu, ha completato il suo riempimento e la costruzione dell'interramento. Potrebbe sembrare una questione tecnica, ma in realtà è direttamente correlata al primo progetto di energia eolica offshore per la trasmissione di cavi sottomarini flessibili in corrente continua in Asia, che ha superato un altro importante punto di controllo della sicurezza.
Non sottovalutare questi oltre 20 chilometri. Se il cavo sottomarino dovesse guastarsi, l’elettricità generata dalle turbine eoliche potrebbe rimanere bloccata in mare. Secondo le stime del progetto locale, la perdita giornaliera potrebbe raggiungere diversi milioni di yuan. Più a lungo dura, maggiore è il costo, e chi può permetterselo?
Il progetto in sé non è un'impresa da poco, poiché riguarda i parchi eolici Three Gorges H6, H10 e CGN H8, con una capacità installata totale di 1,1 milioni di kilowatt e una produzione di energia annua di circa 2,4 miliardi di kilowatt-ora, sufficiente ad alimentare 1 milione di famiglie. In breve, non si tratta di una normale linea di ingegneria, ma di un canale di trasmissione di energia che porta stabilmente a terra l'energia eolica offshore su larga scala.
Allora, dov'è il problema? Si trova nell'ambiente estremamente ostile del fondale marino.
L'area Huangshayang di Rudong si trova nel complesso canale di marea del Mar Giallo meridionale. Il flusso dell’acqua non è solo veloce, ma anche caotico, rapido e in costante erosione. In alcune zone, il fondale marino è stato eroso, esponendo i cavi sottomarini originariamente sepolti al di sotto. Se i cavi sottomarini rimangono esposti per lungo tempo, saranno influenzati dalle ancore, dagli attrezzi da pesca e dai cambiamenti del fondale marino? I rischi aumenteranno sicuramente e la sicurezza operativa sarà compromessa.
Inoltre qui le condizioni di lavoro sono quasi al massimo livello di difficoltà. La velocità massima del flusso nell'area di costruzione raggiunge dai 4 ai 5 nodi e l'escursione massima storica della marea è di 9,28 metri, una delle più alte del paese. Anche i tipi di cavi sono diversi, inclusi cavi sottomarini CC da ±400 kV, cavi CA da 220 kV e 35 kV, con il diametro maggiore di 246 millimetri. E il punto più cruciale è che i cavi sottomarini siano ancora in funzione durante la costruzione. Come è possibile farlo con cavi sotto tensione, forti correnti di marea e fondali marini complessi?
Shanghai Yuanwei ha utilizzato una soluzione di riempimento e sepoltura, la cui attrezzatura principale era un nuovo tipo di ROV, o robot sottomarino. Non scava meccanicamente per toccare i cavi sottomarini ma utilizza acqua ad alta-pressione per disturbare con precisione il fondale marino, consentendo ai cavi di affondare naturalmente. Il vantaggio di questo approccio è molto pratico. Non solo raggiunge la profondità di seppellimento progettata, ma riduce anche al minimo i danni da contatto meccanico sulla guaina esterna. Quanto più alta è la tensione e quanto più costoso è il cavo sottomarino, tanto più importante diventa questo approccio "meno contatto". In caso contrario, il costo della riparazione potrebbe essere addirittura superiore al costo di costruzione.
La vera sfida sta nel fatto che non è così semplice come spruzzare semplicemente acqua. La costruzione combina posizionamento subacqueo ad alta-precisione, funzionamento autonomo e sistemi di monitoraggio remoto. Può regolare i parametri operativi in tempo reale-in base ai diversi tipi di cavo e alle condizioni del mare. Il fondale marino non è piatto e i cavi sottomarini non hanno le stesse specifiche. Se i parametri vengono applicati in modo uniforme, o la profondità di seppellimento sarà insufficiente oppure il disturbo sarà troppo grande, ed entrambi possono causare problemi. Ora, questo approccio può posare e seppellire con precisione cavi sottomarini attivi in condizioni marine complesse, e questo passo è di notevole valore.
Perché vale la pena prestare attenzione a questa questione? Perché l’energia eolica offshore nazionale si sta spostando da “installazione rapida” a “trasmissione stabile”. Negli ultimi anni, molti progetti si sono concentrati maggiormente sulla velocità di installazione. Una volta montate le turbine eoliche e posati i cavi sottomarini, il progetto è stato considerato sostanzialmente completato. Tuttavia, quando i progetti hanno iniziato a funzionare, si è scoperto che la manutenzione e il funzionamento dei fondali marini sono conti a lungo-termine. A differenza delle pale delle turbine eoliche, i cavi sottomarini non sono visibili. Quando si verificano problemi, spesso vengono prima rilevati da allarmi e poi portano all'arresto. Le indagini e le riparazioni sono lente e costose.
Situazioni simili non riguardano solo Rudong. Alcuni parchi eolici offshore nel vicino mare del Guangdong hanno anche effettuato in passato il re-interramento e il rinforzo dei cavi sottomarini, per lo stesso motivo dei rapidi cambiamenti nella topografia del fondale marino e della significativa erosione causata dalla sovrapposizione di tifoni e correnti di marea. Ci sono precedenti anche all’estero. Alcuni progetti di cavi offshore nel Mare del Nord del Regno Unito hanno aggiunto misure di protezione dopo l’operazione, con la stessa logica di fondo: posare cavi sottomarini non significa tranquillità. La manutenzione e il monitoraggio successivi devono tenere il passo.
Tuttavia, l’esposizione ai cavi sottomarini non si verifica su larga scala in tutte le aree marine. In alcune aree costiere con fondali marini più stabili e correnti di marea più deboli, lo stato operativo dopo l’interramento è molto più stabile e in futuro saranno necessarie solo ispezioni regolari. Ciò indica anche un problema: non esiste una soluzione-taglia{3}}adatta a-tutti per il funzionamento e la manutenzione dei parchi eolici offshore. Dipende ancora dalle condizioni del mare, dalle condizioni del fondale, dalla tipologia dei cavi e dai metodi di costruzione. Il modo in cui il lavoro viene svolto sul-sito è più cruciale dei piani cartacei. Questo progetto Rudong ha anche un altro significato. La trasmissione flessibile via cavo sottomarino in corrente continua è una soluzione-di alto livello per la trasmissione di energia eolica offshore. È adatto per la trasmissione di energia di grande-capacità e su lunghe{{13}distanza e può trasmettere in modo più efficiente l'energia da più parchi eolici al terreno. I vantaggi sono evidenti: può trasmettere energia su lunghe distanze e in modo stabile ed è adatto per lo sviluppo di basi su larga scala. Ma il problema sta proprio qui: quanto più avanzato è il sistema, tanto più elevati saranno i requisiti di sicurezza per i cavi sottomarini. Se un canale chiave fallisce, l’impatto non si ripercuoterà solo su una singola turbina eolica, ma sull’intero parco eolico. Pertanto, dopo aver completato gli oltre 20-chilometri di riempimento e sepoltura, in superficie si trattava semplicemente di una riparazione del cavo sottomarino. Ma guardando più in profondità, stava colmando il divario nelle capacità operative e di manutenzione per progetti di energia eolica offshore su larga scala.
In precedenza, si diceva spesso che la localizzazione delle apparecchiature era importante. Ora è chiaro che avere solo le attrezzature non basta. È inoltre necessario disporre di capacità di integrazione del sistema, inclusa la capacità di rilevare, localizzare, costruire e monitorare in remoto l'intero processo. Questa è la vera abilità pratica. Per l’industria, il valore di un caso del genere non è semplicemente “portarlo a termine una volta”. L’energia eolica offshore nazionale si sta spostando verso acque più profonde e mari più lontani, e le condizioni del mare diventeranno solo più complesse, non più semplici. Se in futuro altri progetti dovessero riscontrare problemi quali l'erosione, l'esposizione e il re{6}}seppellimento dei cavi sottomarini, questa soluzione non sarà solo una risposta di emergenza, ma potrebbe diventare un approccio standard replicabile. Alla fine, l’energia eolica offshore è una competizione sull’intero ciclo di vita. L'installazione delle turbine eoliche è solo l'inizio. Se l’energia possa essere trasmessa stabilmente alla riva e rimanere affidabile dopo dieci o otto anni, la risposta spesso si trova sotto la superficie del mare. Il re-seppellimento di questi oltre 20- chilometri di cavi sottomarini a Rudong non solo risolve i rischi immediati, ma costituisce anche un esempio per successivi progetti simili. Chiunque riuscirà a fare bene questa “ingegneria invisibile” sottomarina avrà più fiducia nell’affrontare il prossimo ciclo di progetti di energia eolica offshore su larga scala.
