Soffia nel vento: come le aziende di sollevamento pesante si stanno preparando per la prossima espansione delle turbine offshore

Hywind Scozia. Foto: Sarens

Nel porto di Wergeland, sulla costa occidentale della Norvegia, squadre di ingegneri stanno lavorando alla riparazione non di uno, ma di cinque colossi.

Con una lunghezza di 175 metri dalla superficie del mare alla punta delle pale, più altri 78 metri sotto la superficie, le enormi turbine, che sono state rimorchiate fino al porto da vicino Peterhead in Scozia per lavori di manutenzione di routine, sono in realtà molto più grandi del grattacielo più alto del paese.

Ma su tutti loro troneggia un mostro ancora più grande: una gru cingolata con braccio a traliccio Liebherr LR 12500-1.0, visibile anche a chilometri di distanza.

La gru da 200 metri è stata in funzione per tutta l'estate, azionata dallo specialista belga di sollevamento Sarens, contribuendo a sostituire i cuscinetti di tutte e cinque le turbine: un lavoro che prevede di sollevare l'enorme struttura dal mare in qualcosa che assomiglia a un gigantesco gioco del "pigliamosche", ma anche di lavorare con grande precisione per rimuovere le gondole e le pale.

Sollevamenti impegnativi

"Il nostro team ha dovuto gestire il movimento della turbina eolica in ogni direzione, poiché la spinta della torre si muoveva verso l'alto e verso il basso, mentre l'intera torre si muoveva sia lateralmente che orizzontalmente, spinta dalle maree", afferma Willem Ditmer, responsabile di progetto senior di Sarens, che ha contribuito a progettare i sollevamenti. "Ogni componente da sollevare e rimontare dalla turbina eolica aveva un margine molto ridotto rispetto ai componenti circostanti."

Ditmer afferma che la LR 12500-1, la gru cingolata da 2.500 tonnellate di Liebherr, è particolarmente adatta alle sfide poste dalle turbine galleggianti e da altre installazioni offshore che tendono a essere più grandi di quelle sulla terraferma.

"La LR12500-1 è stata la gru perfetta per superare tutte queste sfide grazie alla sua accuratezza e precisione di funzionamento", afferma. "Pensiamo che questo modello sia una vera svolta."

Willem Ditmer. Foto: Sarens

Per Sarens, che basa la sua reputazione sulla capacità di portare a termine gli impianti più complessi e difficili, forse uno dei calcoli più ardui è capire di quali attrezzature avrà bisogno nei prossimi anni per soddisfare la domanda di tali impianti.

Per fare questo, l'azienda e i suoi concorrenti devono stimare sia come è probabile che la tecnologia delle turbine si evolverà nei prossimi anni, sia quanto è probabile che i governi raggiungano obiettivi sempre più ambiziosi in materia di emissioni di carbonio.

I tradizionali parchi eolici offshore, radicati nel fondale marino, sono praticabili solo in acque fino a 60 metri di profondità. Tuttavia, installando fondazioni galleggianti ancorate al fondale tramite cavi, è possibile installare turbine galleggianti in acque molto più profonde, aprendo potenzialmente nuove frontiere nella produzione di energia elettrica.

Mentre le normali turbine offshore surclassano quelle costruite sulla terraferma con pale spesso tre volte più lunghe delle loro cugine sulla terraferma, le turbine galleggianti fanno sembrare persino queste piccole. Le pale di alcuni di questi mostri sono lunghe come campi da football, il che rende ancora più difficili i sollevamenti.

Finora, i numeri sono relativamente piccoli, con solo una manciata di parchi e prototipi operativi in tutto il mondo. Oltre alle cinque turbine di Hywind Scotland, che hanno una capacità totale di 30 MW, altre cinque turbine galleggianti al largo della costa di Aberdeen, a Kincardine, hanno una capacità di 50 MW. Altre tre turbine al largo della costa del Portogallo, denominate Windfloat Atlantic, hanno una capacità di 25 MW. Hywind Tampen, un parco eolico offshore galleggiante composto da 11 turbine a 140 km dalla costa norvegese, ha aggiunto una capacità di 88 MW dal 2023. E il primo progetto eolico galleggiante cinese, l'impianto Haiyou Guanlan, alto 200 metri e ormeggiato nel Golfo di Beibu, è entrato in servizio nel maggio 2023.

Henry Vermeulen, direttore dello sviluppo commerciale di Sarens, è uno dei responsabili della definizione della futura domanda di sollevamento di carichi pesanti. Prevede che gli impianti eolici galleggianti potrebbero diventare una parte molto più importante del settore grazie alla loro enorme capacità di generazione di energia.

"È davvero difficile prevedere come cambieranno i requisiti delle attrezzature di sollevamento e costruzione", afferma. "Negli ultimi anni, abbiamo visto un drastico aumento della domanda di parchi eolici offshore. Sono certo che le maggiori sfide del panorama offshore inizieranno quando l'eolico galleggiante diventerà più frequente: ci troveremo ad affrontare lavori con fondamenta più pesanti, quindi anche il modo in cui li solleviamo evolverà. Credo che saranno necessarie gru fisse a piedistallo per carichi pesanti (ad anello)."

Henry Vermeulen. Foto: Sarens

In base all'Accordo di Parigi, un trattato internazionale giuridicamente vincolante volto a contenere il cambiamento climatico entro 1,5 gradi rispetto ai livelli preindustriali, firmato da 195 governi in tutto il mondo nel 2016, i paesi sono tenuti a pubblicare contributi determinati a livello nazionale (NDC), che dettagliano obiettivi e politiche su tutte le emissioni di carbonio prodotte. Tra questi, rientrano piani per aumentare la quantità di energia rinnovabile che ciascun paese intende generare.

Nel dicembre 2023, in occasione del vertice sul clima COP23 tenutosi a Dubai, quasi 200 paesi hanno concordato di triplicare la produzione di energia rinnovabile entro la fine del decennio, raggiungendo gli 11.000 GW entro il 2030; il 90% di tale incremento sarà costituito da energia solare ed eolica.

Gli impianti solari rappresentano attualmente 1.098 GW di capacità installata globale, mentre i pannelli solari installati sui tetti ne costituiscono altri 851,4. Le turbine eoliche onshore ne rappresentano 1.029,3 e le turbine offshore altri 95,7 GW.

L'Agenzia Internazionale per l'Energia prevede che, in linea con gli obiettivi governativi, tutti questi settori raddoppieranno la loro capacità, raggiungendo circa 8.000 GW entro il 2030, con l'eolico offshore che registrerà il maggiore incremento complessivo.

Tuttavia, i venti contrari nel settore continuano a soffiare nella direzione opposta, con i produttori che si trovano ad affrontare costi crescenti per la costruzione e l'installazione di turbine eoliche a causa dell'aumento dei prezzi dei materiali, combinato con l'aumento dei tassi di interesse e con le difficoltà nell'ottenere i permessi necessari.

Le difficili condizioni di mercato hanno portato alla cancellazione di una serie di importanti progetti offshore in tutto il mondo.

Le sfide che il settore deve affrontare

Secondo BloombergNEF, più della metà di tutti i contratti per l'energia eolica offshore negli Stati Uniti sono stati annullati o a rischio di annullamento nel 2023. Tra questi, l'annullamento di alto profilo da parte del produttore danese di turbine Ørstead dei progetti Ocean Wind 1 e 2 al largo della costa di New York, per un costo di oltre 3 miliardi di dollari nel 2023, e l'annullamento dell'accordo tra BP ed Equinor sul progetto eolico Empire 2 da 1,2 GW.

Per le turbine eoliche galleggianti, le sfide saranno probabilmente ancora maggiori. Le turbine galleggianti sono molto più costose da produrre rispetto a quelle fisse e la tecnologia è ancora agli inizi. Ciò significa che per installarle i governi devono pagare maggiori sussidi. Un'asta di contratti per turbine offshore nel Regno Unito, indetta nel settembre 2024, prevedeva sussidi di 195 sterline (255 dollari) per MWh (vedi riquadro).

Ciononostante, Vermeulen afferma che Sarens sta attrezzando la propria flotta per renderla in grado di affrontare questo genere di lavori offshore complessi.

Dopo aver ricevuto la consegna del suo primo LR 12500-1 nell'aprile 2023, Sarens ha aggiunto una seconda unità e attende la consegna del terzo.

"Finora, Sarens ha una capacità sufficiente per gestire tutte le esigenze di sollevamento pesi", afferma Vermeulen. "Tuttavia, continuiamo a riscontrare limitazioni presso le banchine in cui operiamo, poiché molte non sono ancora attrezzate per supportare le nostre operazioni o non dispongono della profondità d'acqua necessaria per le navi impiegate per caricare le fondamenta dei parchi eolici".

"La sfida principale che stiamo affrontando attualmente è la mancanza di standardizzazione nella potenza delle turbine, che rende quasi impossibile prevedere in anticipo i requisiti del progetto."