Come gli Stati Uniti possono diventare un leader globale nel settore dell’energia eolica offshore

L’energia eolica offshore offre vantaggi di maggiore capacità rispetto all’energia solare, maggiore stabilità rispetto all’energia eolica terrestre e, cosa più importante, riduce la necessità di combustibili fossili e le emissioni associate di inquinamento e anidride carbonica. Paesi come Cina, Regno Unito, Germania, Paesi Bassi, Belgio e Danimarca sono leader a livello mondiale nell’installazione di impianti eolici offshore e stanno implementando una capacità annua da record di oltre 50.000 MW.

Nonostante il recente slancio positivo derivante dall’approvazione statale e federale dei progetti eolici offshore, l’industria energetica offshore statunitense – e il nostro futuro dell’energia sostenibile – si trovano ora ad affrontare il rischio di gravi ritardi.

Per diventare un leader globale nell’energia eolica offshore e garantire che l’industria nazionale sia preparata per la transizione, gli Stati Uniti devono cogliere l’opportunità di affrontare tre aree principali: investire nell’occupazione e nella formazione, rafforzare le infrastrutture di trasmissione e sviluppare una serie completa di standard americani e linee guida.

Il ciclo di vita dell’energia eolica offshore è costituito da cinque fasi: pre-sviluppo, pianificazione, installazione, funzionamento e manutenzione e smantellamento. Dai miliardi di dollari investiti nei porti del Nord Atlantico alla creazione di nuovi posti di lavoro, ogni fase del ciclo di vita dell’energia eolica offshore rivela il potenziale di enormi benefici economici. Nel corso del prossimo decennio, l’industria eolica offshore nazionale subirà una transizione completa verso la fase di funzionamento e manutenzione, provocando naturalmente un aumento della domanda di forza lavoro specializzata.

Formazione

C’è un problema: un’allarmante carenza di ingegneri adeguatamente formati. Quasi il 50% del settore energetico avrà diritto al pensionamento durante questo decennio.

Gli istituti di istruzione superiore svolgeranno un ruolo fondamentale nella formazione della prossima generazione di ingegneri, nonché nel miglioramento delle competenze e della riqualificazione della forza lavoro esistente. Dalle scuole superiori alle scuole di specializzazione, i programmi accademici statunitensi dovranno essere aggiornati per preparare gli studenti a lavorare su risorse e tecnologie energetiche nuove, pulite e più efficienti. Ad esempio, la formazione sulla conversione AC-DC e sulla trasmissione di corrente continua ad alta tensione (HVDC) è un concetto particolarmente importante nell’eolico offshore, ma viene spesso omesso nelle aule. Le turbine eoliche offshore generano corrente alternata (CA), inviandola a una sottostazione che convertirà la CA in corrente continua (CC), che verrà trasmessa a terra e nuovamente in CA a milioni di case.

Istituzioni come il New Jersey Institute of Technology riconoscono l’importanza dell’istruzione superiore e delle partnership industriali, ed è una delle poche scuole nel paese a offrire programmi specializzati, certificati e corsi di formazione per fornire un intenso sviluppo di conoscenze a studenti e professionisti nel campo dell’energia e dell’energia sistemi. Dato il divario tecnologico tra l’attuale infrastruttura elettrica americana e le infrastrutture necessarie per un’efficiente trasmissione e integrazione eolica, è necessario garantire che la forza lavoro nazionale possa sfruttare le opportunità di lavoro e avere familiarità con i requisiti specifici della rete nazionale e della nuova rete di trasmissione. tecnologia.

Inoltre, i programmi di formazione della forza lavoro rivolti al pubblico dell’istruzione superiore rappresentano forze significative nell’attuale panorama dell’istruzione professionale. La convergenza di una tendenza demografica in declino, l’aumento degli oneri sui prestiti studenteschi a causa dell’aumento dei tassi di interesse e un senso di incertezza sul potenziale di guadagno post-laurea hanno creato una sfida maggiore per gli uffici di ammissione anche per alcune istituzioni statali di punta. Le iniziative di formazione della forza lavoro incentrate sul fiorente settore eolico offshore rappresentano una strada promettente per attirare giovani talenti nelle università.

Infrastruttura

Un’altra preoccupazione è la capacità delle esistenti infrastrutture di trasmissione post-onshore americane, che non hanno subito importanti aggiornamenti da diversi decenni. La combinazione di ondate di caldo sempre più frequenti dovute ai cambiamenti climatici e l’aggiunta di nuove fonti energetiche aumenterà la domanda complessiva di energia, portando a linee di trasmissione sovraccariche e interruzioni su larga scala per milioni di persone.

Andare avanti con l’attuale infrastruttura di trasmissione non è un’opzione praticabile. Per risolvere il problema della congestione delle infrastrutture di trasmissione esistenti, dovremo adottare un approccio su più fronti volto a migliorare lo stoccaggio su scala di rete, le previsioni meteorologiche avanzate, la trasmissione HVDC, le microreti, l’interconnessione alla rete e l’elettrificazione.

Standard

Gli standard nazionali sono inoltre necessari per colmare il divario produttivo tra l’industria nazionale e i concorrenti globali. L’Europa ha già sviluppato e continua a perfezionare gli standard relativi all’energia eolica. Ad esempio, le norme della Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC), come la IEC 61803, specificano i requisiti per i sistemi HVDC utilizzati per la trasmissione di energia. Tuttavia, le differenze tra le infrastrutture elettriche americane ed europee, i sistemi di rete e le agenzie di regolamentazione potrebbero richiedere sforzi per sviluppare standard in aspetti specifici delle industrie energetiche degli Stati Uniti. Ciò aiuterebbe a chiarire come i nuovi sistemi HVDC verranno incorporati nell’infrastruttura esistente e potrebbe anche dare impulso al settore locale della tecnologia HVDC, compresi gli aspetti di produzione, installazione, manutenzione e innovazione.

Non possiamo permetterci di ritardare ulteriormente il potenziale dell’energia eolica offshore di rivoluzionare il panorama energetico pulito americano. I prossimi dieci anni saranno un test critico per la nostra industria nazionale. Per raggiungere il successo, dobbiamo accelerare gli investimenti nello sviluppo di una forza lavoro specializzata, rafforzare la nostra infrastruttura di trasmissione e creare linee guida per i produttori nazionali.

Di Philip Pong, professore associato di ingegneria elettrica e informatica presso il New Jersey Institute of Technology.