Britanicii au propus ideea primelor cabluri electrice subacvatice între Europa şi America de Nord, care ar echilibra reţelele şi sursele de energie regenerabilă cu mai puţine baterii

Atât Europa, cât şi America de Nord, sunt într-o dezvoltare galopantă a noilor capacităţi de energie regenerabile, schimbându-şi esenţial modul de producţie a electricităţii în sistemele lor energetice. Cele două continente sunt conectate de foarte mult timp cu reţele de cabluri subacvatice de comunicaţii, cum ar fi cele de internet, dar nu şi de cabluri electrice, pentru că până de curând se considera că pierderile de transmisie ar fi prea mari pentru ca o asemenea idee să fie viabilă. Însă în ultimii ani tehnologia cablurilor, transformatoarelor şi transmiterii de curent continuu de înaltă tensiune HVDC a evoluat atât de mult, încât britanicii au ajuns la concluzia că acum şi ideea primelor cabluri subacvatice electrice între Europa şi SUA ar fi viabilă şi ar aduce beneficii uriaşe pentru ambele continente. Un studiu publicat acum de agenţia britanică de analize în domeniul energiei regenerabile Ember a venit şi cu date şi calcule exacte despre cum ar arăta aceste cabluri şi ce parametri ar oferi pentru sistemele energetice ale celor două continente.

Foto: Cabluri actuale de comunicaţii transatlantice

În primul rând, trebuie să amintim că tehnologia HVDC de transmisie cu curent continuu a împlinit de curând 70 de ani de când există, dar ea nu a fost valorificată la început decât în foarte puţine proiecte din lume, în condiţii foarte specifice, pentru că avea şi ea pierderi în eficienţă — şi nu la transmiterea propriu-zisă a curentului, ci la convertirea lui în curent alternativ, în unele cazuri fiind nevoie de convertirea din alternativ în continuu la punctul de generare şi apoi înapoi din continuu în alternativ la punctul final de integrare cu reţeaua electrică. Noi am explicat într-un articol recent cum a evoluat această tehnologie până azi şi cum noi descoperiri în acest domeniu, realizate mai ales de ABB şi apoi de Hitachi Energy, care a preluat această divizie de la ABB, au sporit enorm eficienţa transformatoarelor. Iar asta a făcut ca azi aproape toate parcurile eoliene maritime, spre exemplu, să fie conectate la ţărm prin transmisii HVDC, cu pierderi mult mai mici decât ar putea asigura conexiunile cu curent alternativ.

Evoluţia acestei tehnologii a făcut ca acum distanţele cablurilor maritime să fie tot mai mari şi mai mari. În decembrie 2023 a fost inaugurat cel mai lung cablu HVDC subacvatic din lume, Viking Link, între Danemarca şi Marea Britanie, de 765 km lungime. El a fost pozat de o navă construită în România, apropo, cea mai mare din lume în acest moment, specializată în asemenea lucrări. Acel cablu are o putere de transmitere de 1,4 GW.

În timp ce acel cablu era la ultimele etape de lucrări, Marea Britanie a anunţat şi proiectul celui mai lung cablu din lume, dintre Maroc şi Marea Britanie, care ar permite producţia de electricitate din panouri fotovoltaice amplasate în deşertul Sahara şi transportul ei direct spre Europa. E un proiect dezvoltat de o companie numită Xlinks care avea o viziune a unei planete interconectate, astfel încât locurile unde există soare şi vânt să furnizeze electricitate celorlalte, iar la nivel diferite regiuni s-ar echilibra reciproc.

Cablul care să asigure conectarea Africii cu Marea Britanie ar trebui să aibă 3.800 km şi ar fi vorba de câteva cabluri, de fapt, ca să poată asigure o medie de putere de 3,6 GW pe durata a circa 20 ore din 24.

Foto: Traseul cablului dintre Maroc şi Marea Britanie

La 3.800 km lungime sub apă, acest proiect a mobilizat rapid şi multe alte proiecte de a interconecta insule cu uscat, precum Tasmania cu Australia, sau de a mai conecta şi alte regiuni despărţite pe apă, eventual dintre continente, precum proiectul dintre Singapore şi Australia, numit Sun Cable, anunţat în august 2024. Noul cablu ar urma să aibă circa 4.300 km lungime, dintre care 800 km vor fi pe uscat în Australia. La etapa iniţială acest proiect va avea o capacitate de transport de 1,7 GW, care ar putea creşte ulterior.

Foto: Cablul HVDC între Australia şi Singapore

În contextul acestor cablu de 3.800 km şi 4.300 km, distanţele unui cablu în Oceanul Atlantic, dintre Europa şi SUA nu mai par deloc imposibile. Studiu Ember recomandă trei trasee pentru viitoarele cabluri intercontinentale:

• St John’s Newfoundland (Canada) — Cork (Irlanda) — 3.200 km
• Bristol (Marea Britanie) — Quebec (Canada) — 4.800 km
• Boston (SUA) - Le Havre (Franţa) — 5.300 km

Desigur, se poate începe cu oricare din ele, dar varianta preferabilă e de a folosi toate aceste 3 rute, poate şi altele suplimentare, iar pe fiecare din ele să existe câte 4-5 cabluri, care să asigure câte 10 GW şi mai mult, la 2 GW per cablu. Astfel, la o etapă iniţială capacităţile minime ar urma să fie de minim 30-50 GW putere, urmând să crească până spre 200-300 GW în perspectivă cu mai multe cabluri, dar e esenţial ca acestea să fie divizate în multiple puncte, din motive de securitate împotriva sabotărilor şi a rezilienţei reţelelor electrice.

Conform autorilor studiului, beneficiile unei asemenea interconectări între Europa şi SUA ar fi imense. Între cele două continente există o diferenţă de minim 6 ore de fus orar, iar dacă se analizează zonele din mijlocul continentelor diferenţele cresc până la 8-10 ore, ceea ce înseamnă şi vârfurile de producţie a electricităţii din surse solare se produc întâi pe un continent, apoi şi pe celălalt. Astfel, ambele continente ar putea integra mult mai multe surse de energie regenerabilă şi niciodată n-ar exista situaţia ca ambele regiuni să aibă în acelaşi timp perioade de consum maxim şi producţie maximă.

Cei de la Ember menţionează că e important ca acest cabluri să poată transfera energie în ambele direcţii şi au şi creat câteva modelări de grafice de furnizări:

• Intervalul 10:00-16:00 în Europa (ora Parisului), Europa ar trimite energie spre SUA, unde între orele 04:00-10:00 (ora New York-ului) ar fi orele maxime de dimineaţă, cu puţină producţie solară.

• Intervalul 16:00-22:00 în Europa (ora Parisului), SUA ar trimite energie spre Europa, unde între orele 10:00-16:00 (ora New York-ului) ar fi orele de consum moderat cu producţie maximă din surse solare.

• Intervalul 22:00-04:00 în Europa (ora Parisului), Europa ar trimite din nou energie spre SUA în orele sale de consum minim, din surse eoliene, hidro şi alte regenerabile, în SUA fiind orele 16:00-22:00 (ora New York-ului), deci orele de consum maxim de seară.

• Intervalul 04:00-10:00 în Europa (ora Parisului), SUA ar trimite energie spre Europa, unde între orele 22:00-04:00 (ora New York-ului) ar fi o perioadă similară de consum minim, şi energia ar fi trimisă din surse eoliene, hidro şi alte regenerabile.

Aceste 4 cicluri s-ar repeta pe parcursul a 24 ore, existând şi ajustări sezoniere, iar energia solară ar putea juca astfel un rol mult mai mare, evitându-se situaţiile de supraproducţie şi deconectare de la reţea a panourilor fotovoltaice.

Foto: Ciclurile de vârf a producţiei de energie din surse solare pe cele două continente, modelate de Ember

Şi energia eoliană ar avea un rol mare, cei de la Ember analizând statisticile din ultimii 10 ani şi constatând că foarte puţine din cele mai productive zile cu vânt au coincis pe cele două continente. De obicei, sunt zile diferite, ceea ce face ca producţia dintr-o parte să o poată compensa pe cea de peste ocean.

Foto: Evoluţia cererii de electricitate pe cele două continente

Ar exista presiuni sezoniere, întrucât ambele continente au iarnă în acelaşi timp, iar aici atenuarea ar putea avea loc prin schimbarea mixului de producţie a energiei iarna, cu mai multe hidrocentrale, în timp ce vara energia solară ar fi principala sursă. Desigur, şi proiecte precum cel din Maroc pot servi drept exemplu, astfel încât şi iarna să există producţie în Sahara, iar electricitatea de acolo ar ajunge şi în Europa, şi în America de Nord.

Deci, beneficiile ar fi imense, iar marea întrebare este care ar fi pierderile unui asemenea cablu transatlantic? Ei bine, 1.000 km de cablu HVDC pot aduce o pierdere de doar 2-3% cu aplicarea celor mai noi staţii de convertire. Dar asta nu înseamnă că la 3.200 km ar trebui să înmulţim cu 3,2, pentru că staţiile de transformare rămân acelaşi. Prin urmare, la 3.200 km putem estima o pierdere de circa 5-7%, iar la distanţe de 4.800-5.300 km s-ar putea ajunge până la 10%.

Aparent, sună ca o cifră mare, şi doar 90% din energie ar ajunge de partea cealaltă. Dar centralele de baterii litiu-ion dau acum un randament de 90-93%, deci şi acolo se produc cam acelaşi pierderi. Mai mult ca atât, hidrocentralele prin pompare dau 79-80%. Doar că la centralele de baterii avem mii de tone de litiu şi o degradare în timp a acestor centrale. Interconectarea a două continente ar reduce, însă, nevoia de centrale cu baterii, pentru că excesele ar circula de pe un continent spre altul.

Cu siguranţă se mai pot găsi argumente, atât pro, cât şi contra. Dar ideea e una foarte bună şi merită discutată în profunzime, mai ales că progresele tehnologice din ultimul timp au făcut-o mult mai viabilă din punct de vedere tehnic.