Elektrownie wiatrowe na obszarach morskich

Komunikat przedstawia charakterystykę przedsięwzięć realizowanych na polskich obszarach morskich będących w administrowaniu Urzędu Morskiego w Słupsku. W szczególności wskazuje miejsca na tych obszarach, które wybrane zostały dla przedsięwzięć dotyczących elektrowni wiatrowych na morzu. W komunikacie wymieniono m.in. czynniki, które wpłynęły na zmianę założeń lokalizacyjnych tych przedsięwzięć oraz wskazano preferowane, z uwagi na ochronę środowiska morskiego, rozwiązania dotyczące energetycznych urządzeń, wchodzących w skład elektrowni wiatrowych.

Przedsięwzięcia realizowane na obszarach morskich

Na obszarach morskich administrowanych przez Urząd Morski w Słupsku zrealizowane zostały, bądz są planowane do realizacji następujące przedsięwzięcia:

1. Kabel podwodny SwePol Link (prąd stały HVDC 450 kV) służący przesyłowi nadwyżki energii elektrycznej pomiędzy Polską i Szwecją.

2. Połączenie podwodnymi kablami teletransmisyjnymi Polski z Danią (2 kable z Mielna i l kabel z Kołobrzegu, doprowadzone na Bornholm).

3. Eksploatacja kruszywa na części obszaru Ławicy Słupskiej przez Przedsiębiorstwo Robót Czerpalnych i Prac Podwodnych Sp. z o.o. w Gdańsku - koncesja Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z 1992 r. (aktualnie trwa procedura zmiany koncesji).

4. Eksploatacja kruszywa na części obszaru Zatoki Koszalińskiej przez Szczecińskie Kopalnie Surowców Mineralnych SKSM S.A. w Szczecinie - koncesja Ministra Ochrony Środowiska Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z 1993 r.

5. Prowadzenie poszukiwań i rozpoznawania złóż ropy naftowej i gazu ziemnego w ramach koncesji Ministra Środowiska z 2001 r. dla rejonów "Gaz Południe" i "Gaz Pomoc" udzielonych Przedsiębiorstwu Poszukiwań i Eksploatacji Złóż Ropy i Gazu "Petrobaltic" Sp. z o.o. w Gdańsku.

6. Planowany gazociąg z projektowanej platformy wydobywczej (złoże B4) w rejon miasta Łeby - z wnioskiem do Ministra Infrastruktury o zezwolenie w tej sprawie zwrócił się "Petrobaltic" Sp. z o.o. w Gdańsku.

7. Starania o utworzenie w ramach Komisji Helsińskiej (HELCOM) obszaru szczególnej ochrony (tzw. BSPA) części podwodnej fragmentu Ławicy Słupskiej.

8. Planowany w rejonie Sarbinowa przez Bałtyckie Elektrownie Wiatrowe Sp. z o.o. z siedzibą w Pieńkowie zespół ok. 60 elektrowni wiatrowych, o mocy 2 MW każda, (zmiana lokalizacji na rejon Mielno).

9. Planowany w rejonie Ławicy Słupskiej przez ENERTRAG Polska Sp. z o.o. w Szczecinie zespół elektrowni wiatrowych o mocy łącznej do 2240 MW.

Wybrane miejsca na morzu pod planowane zespoły elektrowni wiatrowych

Dwoma miejscami na obszarach morskich administrowanych przez Urząd Morski w Słupsku zainteresowali się potencjalni inwestorzy: Bałtyckie Elektrownie Wiatrowe Sp. z o.o. z siedzibą w Pieńkowie oraz ENERTRAG Polska Sp. z o.o. w Szczecinie.

Pierwsze z miejsc wybrane zostało przez Bałtyckie Elektrownie Wiatrowe Sp. z o.o. w rejonie Sarbinowa i Gąsek i obejmowało obszar ograniczony współrzędnymi:

15" 53' 30" E - 15U 56' 30" E (odl. między współrzędnymi wynosi ok. 3,5 km)
54° 16' 36" N - 54° 18' 36" N (odl. między współrzędnymi wynosi ok. 3,25 km)

W opisie inwestycji zaznaczono jednocześnie, że teren niezbędny pod lokalizację farmy stanowi koło o promieniu ok. 1800 m (wpisane w obszar o ww. współrzędnych). Powierzchnia zajmowana przez farmę wyniosłaby więc ok. 10 km2. Głębokość morza w tym rejonie zawiera się w przedziale 10 - 20 m. Minimalna odległość wieży od brzegu to ok 2 km.

Koncepcja techniczna zakłada posadowienie 49-61 elektrowni wiatrowych o mocy 2 MW każda. Układ geometryczny zbliżony byłby do kształtu płatka śniegu. Dla wariantu 49 elektrowni, utworzono by 7 węzłów po 7 elektrowni w każdym. Obrys pojedynczego węzła odpowiadałby sześciokątowi regularnemu, w którym 6 elektrowni stanowiłaby wierzchołki tej figury, zaś siódma ulokowana byłaby centralnie w jej środku. Do odbioru energii i dostosowania jej parametrów względem linii przesyłowej, tj. kabla podwodnego o napięciu 110 kV, służyłyby 3 transformatory 15/110 kV o mocy 40 MVA każdy. Transformatory umieszczono by na wspólnym z trzema wybranymi elektrowniami postumencie, W założeniu technicznym przyjęto, jako podstawowe urządzenie pojedynczej siłowni wiatrowej, zestaw w wersji morskiej V66-2.0MW lub V80-2.0MW duńskiej firmy VESTAS.

Drugie z miejsc to obszar w rejonie Ławicy Słupskiej wybrany przez ENERTRAG Polska Sp. z o.o.. Granice obszaru stanowią linie łączące punkty o następujących współrzędnych (stopnie w układzie dziesiętnym):

01. 54,57075000 16,74711111
02. 54,64913889 16,88513889
03. 54,76050000 16,91777778
04. 54,86611111 16,94894444
05. 54,89713889 16,95813889
06. 54,97513889 16,94705556
07. 55,02633333 16,89050000
08. 55,06766667 16,96436111
09. 55,02441667 17,12483333
10. 55,01222222 17,23238889
11. 55,02605556 17,29608333
12. 54,90641667 17,49613889
13. 54,81925000 17,33894444
14. 54,85002778 17,28750000
15. 54,69997222 17,01961111
16. 54,58183333 16,81080556

Głębokość morza w tym rejonie waha się w granicach od 15 do 30 m. Część powyższego obszaru ograniczoną punktami l, 2, 3, 15 i 16 przewidziano jako miejsce przebiegu kabli podwodnych prowadzących na ląd. Powierzchnia przeznaczona pod całą inwestycję wynosi ok. 850 km2. Charakterystyczne z punktu widzenia podziału morza na obszary morskie jest to, że powyższy obszar znajduje się w części (ok. 500 km2) na morzu terytorialnym oraz w części (ok. 350 km2) na wodach polskiej wyłącznej strefy ekonomicznej. Zachodnia granica obszaru przebiega równolegle, w odległości ok. 2 km, do trasy kabla energetycznego SwePol Link HVDC 450kV. Obszar pokrywa wschodnią część Ławicy Słupskiej.

Koncepcja zagospodarowania wyżej określonego obszaru morskiego przewidywała wydzielenie 14 pól, na których, tj. na każdym z nich, zlokalizowano by od 20 do 50 elektrowni wiatrowych, co odpowiadałoby ok. 450 siłowniom. Zakładano, że moc pojedynczej elektrowni wiatrowej w wersji morskiej wynosić będzie ok. 5 MW. Najmniejsza odległość wieży od brzegu wynosiłaby ok. 6 km.

Zmiana założeń lokalizacyjnych

Opisane powyżej dwa wybrane miejsca pod lokalizację elektrowni wiatrowych na morzu uległy zmianie. Farma wiatrowa planowana do realizacji w rejonie Sarbinowa pierwotnie sytuowana była w miejscu, gdzie mogłaby przesłaniać światło latarni morskiej w Gąskach posiadające zasięg 23,5 Mm. Biorąc pod uwagę położenie światła latarni (50,1 npm) oraz wysokości wież elektrowni wiatrowych (66 lub 80 m npm), na pewnym obszarze powyżej farmy mogłyby występować zakłócenia w obserwacji światła przez przepływające statki. Stąd też powstała alternatywa wyłączenia pewnego sektora światła latarni morskiej lub przesunięcia miejsca planowanego pod farmę wiatrową o kilka mil morskich na wschód. Inwestor biorąc powyższe pod uwagę wskazał nowe miejsce lokalizacji farmy wiatrowej w rejonie Mielna, o następujących współrzędnych:

1. 54,38611 16,01944
2. 54,38611 16,08194
3. 54,35000 16,08194
4. 54,35000 16,01944

Urząd Morski w Słupsku w paˇdzierniku 2001 r. wszczął postępowanie w sprawie wydania decyzji o warunkach zabudowy i zagospodarowania terenu dla ww. lokalizacji farmy wiatrowej w rejonie Mielna. Pierwsza rozprawa administracyjna w tej sprawie odbyła się w styczniu 2002 r. w siedzibie Urzędu Morskiego w Słupsku. Podczas rozprawy uwagi wnosili m.in. przedstawiciele Starostwa Powiatowego w Koszalinie, Morskiego Instytutu Rybackiego w Gdyni, Akademii Morskiej w Gdyni, Zakładu Energetycznego w Koszalinie oraz Inspektoratu Ochrony Wybrzeża, Oznakowania Nawigacyjnego i Zespołu ds. Ochrony Środowiska Morskiego Urzędu Morskiego w Słupsku. Ze względów proceduralnych postępowanie jest w toku.

Dla planowanej w rejonie Ławicy Słupskiej farmy wiatrowej inwestor wystąpił najpierw do Ministra Infrastruktury o zezwolenie na wznoszenie konstrukcji na obszarze morza terytorialnego oraz wyłącznej strefy ekonomicznej. We wniosku do Urzędu Morskiego wskazał jako miejsce lokalizacji farmy wiatrowej również rejon Ławicy Słupskiej, ale ograniczony następującymi współrzędnymi:

1. 54,80365 16,98363
2. 55,07831 16,94855
3. 54,90140 17,52321

Powierzchnia obszaru pod inwestycję w części morza terytorialnego, dla zmienionych granic, wynosi ok. 280 km2, zaś na obszarze wyłącznej strefy ekonomicznej ok. 270 łon2 (razem ok. 550 km2). Szacować można, że nowo określona powierzchnia pod inwestycję zmniejszyła się o ok. 35 % w stosunku do początkowo zakładanej.

Na zmianę wielkości obszaru i jego kształtu wpłynęły, podobnie jak dla farmy w rejonie Sarbinowa, względy nawigacyjne. Pierwotny kształt obszaru został zawężony od strony lądowej tak, że pozostał wolny od zabudowy akwen dla żeglugi przybrzeżnej. Po skorygowaniu granic objętych wnioskiem o ustalenie warunków zabudowy, odległość od lądu do najbliższej wieży elektrowni wiatrowej wzrosła z 6 do ok. 14 km.

I w tej sprawie Urząd Morski w Słupsku wszczął w styczniu 2002 r. postępowanie administracyjne kierując do zainteresowanych stron stosowne zawiadomienie oraz zamieszczając obwieszczenie w prasie ("Głos Pomorza").

Pierwotne oraz zmienione miejsca lokalizacji farm wiatrowych (EW "Mielno" 122 MW i EW "Ławica Słupska" 2240 MW) wraz z innymi przedsięwzięciami prowadzonymi na obszarach morskich administrowanych przez Urząd Morski w Słupsku przedstawiono graficznie na załączonej do komunikatu mapie poglądowej.

Ograniczenia dotyczące projektowania energetycznych urządzeń wchodzących w skład morskich elektrowni wiatrowych

Z uwagi na ochronę środowiska morskiego pod uwagę wzięto następujące rozwiązania dotyczące urządzeń elektrowni wiatrowych usytuowanych na morzu:

- stosowanie zabezpieczeń przed zanieczyszczeniem wód morskich olejem transformatorowym na ewentualność wystąpienia awarii,

- eliminowanie z użycia - chroniących konstrukcje podwodne przed korozją i zarastaniem, a zawierających związki cyny - farb ze związkami trójbutylocyny (TBT).

Transformatory są nierozłącznym elementem siłowni wiatrowych i służą dopasowaniu wytwarzanej energii elektrycznej w generatorach pojedynczych urządzeń, do linii energetycznej odbierającej tę energię. Na zaciskach generatora występuje napięcie rzędu kilkuset woltów (w przypadku Y66/80-2MW prod. YESTAS jest to 690V). Pierwsze podwyższenie tego napięcia odbywać się może już w samej wieży, przy np. wykorzystaniu transformatora 690V/15kV o mocy zbliżonej do mocy generatora (dla ww. siłowni YESTAS jest to transformator umieszczony w jej gondoli i posiadający moc 2,13 MVA). Energia z grupy siłowni, np. 20 elektrowni, odpowiadająca mocy 40 MW, doprowadzana jest kablami pod napięciem ok. 15 kV do transformatora podwyższającego to napięcie do ok. 110 kV. Przy takim napięciu odbywa się przesył energii na ląd. Dla farmy, która miała by wytwarzać moc rzędu 120 MW (tej wielkości jest planowana farma w rejonie Mielna), wymagane byłyby więc 3 transformatory o mocy 40 MVA każdy. Problem ekologiczny występuje w związku z tym, że chłodzenie transformatorów odbywa się przy użyciu oleju elektroizolacyjnego, którego ilość dla przykładowej wielkości transformatora o mocy 40 MVA wynosi ok. 13 ton. Dla trzech takich transformatorów na farmie, w sytuacji awaryjnej, zagrożenie zanieczyszczeniem morza stanowi 39 ton oleju. Projektując farmę wiatrową na morzu należy więc brać pod uwagę ryzyko wycieku oleju z transformatorów i uwzględniać w projekcie technicznym zabezpieczenia przed takimi ewentualnościami. Jednym z możliwych zabezpieczeń jest np. szczelna misa olejowa umożliwiająca zatrzymanie całej objętości oleju (na wypadek np. pęknięcia kadzi) wraz z urządzeniami do odolejania i odpompowania wycieków. Innym rozwiązaniem jest stosowanie obudów dwuściennych.

Problem zabezpieczeń antykorozyjnych i przeciwporostowych pojawił się w związku z eksploatacją statków. Na części podwodnej kadłuba statku, nie zabezpieczonego powłoką przeciwporostową, gromadzą się organizmy. Wg publikowanych danych, na metrze kwadratowym może zgromadzić się ok. 150 kg organizmów w ciągu 6 miesięcy przebywania statku w morzu. Stosowanie farb przeciwporostowych jest więc praktyką zapobiegającą takiemu zjawisku. Podobnie może być z konstrukcjami na morzu, w ich części podwodnej, gdzie stosowanie powłok zabezpieczających przed porastaniem będzie nieodzowne. Ważne przy tym jest, by stosowane środki, zarówno przeciwporostowe jak i antykorozyjne, nie były szkodliwe dla środowiska morskiego. Niektóre farby w swoim składzie zawierają związki cyny, a dokładniej związki trójbutylocyny (TBT), co do których stwierdzono ich niekorzystny wpływ na środowisko morskie. Inicjatywę wyeliminowania z użycia farb zawierających TBT podjęła m.in. międzynarodowa organizacja morska (IMO) ustalając zakaz ich stosowania. Na 21 sesji Zgromadzenia Ogólnego IMO uchwalona została rezolucja A895 nakazująca wprowadzenie aktu prawnego zakazującego stosowania TBT od 01 stycznia 2003 r. Podobne ograniczenie w prawie polskim wprowadzone zostało ustawą z dnia 18 lipca 2001 r. prawo wodne (Dz.U. Nr 115 póz. 1229) poprzez zapis w art. 40 w brzmieniu: "zabrania się używania farb produkowanych na bazie związków organiczno-cynowych (TBT) do konserwacji technicznych konstrukcji podwodnych".

Konkluzja

Na poprzedniej konferencji "Energia wiatrowa na lądzie i na morzu" organizowanej przez Bałtycką Agencję Poszanowania Energii S.A. oraz Polskie Towarzystwo Energetyki Wiatrowej, która odbyła się w Sopocie 15 - 17 grudnia 2000 r., zaprezentowano m.in. komunikat pt. "Możliwości lokalizacyjne wiatrowych urządzeń energetycznych na obszarach morskich administrowanych przez Urząd Morski w Słupsku", w którym m.in. wskazano jakich miejsc należy unikać planując taką inwestycję na morzu. Niniejszy materiał miał na celu pokazanie konkretnych miejsc, gdzie podjęto starania o zrealizowanie takich inwestycji, ich skali, założeń technicznych oraz trudności i uwarunkowań, na jakie natrafiono w trakcie pierwszego etapu realizacyjnego tj. ustalania warunków zabudowy i zagospodarowania terenu. Oba z podjętych przedsięwzięć są w toku postępowania. Mimo, że pojawiły się pewne ograniczenia, i idące za tym zmiany koncepcji lub lokalizacji inwestycji, należy pozostać w nadziei, że podjęte zamierzenia doczekają finału, w efekcie czego prąd pozyskany z energii wiatru popłynie z morza na ląd.

Edward Tymiński

Wszelkie prawa zastrzeżone.
Created by Paweł Premicz 2000-2006 KVM