การเติบโตครั้งถัดไปของพลังงานในสหรัฐฯ อาจเป็นพลังงานลมในอ่าวเม็กซิโก

จากการผ่านร่างพระราชบัญญัติลดอัตราเงินเฟ้อ ซึ่งรวมถึงโครงการด้านสภาพอากาศและพลังงานมูลค่า 370,000 ล้านดอลลาร์ ผู้เชี่ยวชาญด้านนโยบายคาดการณ์ว่าการผลิตพลังงานสะอาดจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก พลังงานลมนอกชายฝั่งเป็นแหล่งที่มาของการเติบโตที่เชื่อถือได้
ปัจจุบันมีฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งที่ดำเนินการอยู่เพียงสองแห่งในสหรัฐอเมริกา ใกล้กับรัฐโรดไอแลนด์และรัฐเวอร์จิเนีย โดยมีกำลังการผลิตรวมกัน 42 เมกะวัตต์ เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว Traverse Wind Center แห่งใหม่ในโอคลาโฮมามีกังหันลม 356 ตัวและกำลังการผลิต 998 เมกะวัตต์ แต่ยังคงมีโครงการอีกมากมายที่อยู่ระหว่างการพัฒนา โดยส่วนใหญ่อยู่บนชายฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติก
รัฐบาลของไบเดนได้ระบุเขตพัฒนาพลังงานลมนอกชายฝั่ง 2 แห่งในอ่าวเม็กซิโก ซึ่งจนถึงขณะนี้มีการกำหนดไว้อย่างชัดเจนสำหรับการผลิตน้ำมันและก๊าซ ในฐานะส่วนหนึ่งของกลยุทธ์ด้านสภาพอากาศ ประธานาธิบดีโจ ไบเดนได้ตั้งเป้าหมายที่จะใช้พลังงานลมนอกชายฝั่ง 30 กิกะวัตต์ (30,000 เมกะวัตต์) ภายในปี 2030 ซึ่งเพียงพอต่อการจ่ายไฟฟ้าปลอดคาร์บอนให้กับบ้าน 10 ล้านหลัง
ในฐานะนักวิจัยด้านพลังงานในเท็กซัส เรามองว่านี่เป็นช่วงใหม่ที่น่าตื่นเต้นในการเปลี่ยนผ่านสู่พลังงานสะอาดของประเทศเรา เราเชื่อว่าพลังงานลมนอกชายฝั่งในอ่าวเม็กซิโกเป็นโอกาสอันเป็นเอกลักษณ์สำหรับภูมิภาคทางภูมิศาสตร์ที่มีแรงงานและโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงานที่แข็งแกร่ง เพื่อช่วยตอบสนองความต้องการของสังคมที่ต้องการพลังงานคาร์บอนต่ำที่เชื่อถือได้
กำลังการผลิตติดตั้งในปี 2564 เป็นเมกะวัตต์ (ภาพ: The Conversation/CC-BY-ND, แหล่งที่มา: Global Wind Energy Council)
เหตุใดจึงต้องส่งออกนอกชายฝั่ง พลังงานลมบนบกเติบโตอย่างมากในสหรัฐอเมริกาในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา รวมถึงในรัฐเท็กซัส ซึ่งเป็นรัฐที่ผลิตพลังงานลมได้มากที่สุดในประเทศ การขออนุญาตและค้นหาแหล่งพลังงานลมได้ง่าย ต้นทุนการติดตั้งที่ไม่แพง ทรัพยากรที่มีมากมาย เชื้อเพลิงฟรี และต้นทุนการดำเนินการส่วนเพิ่มที่ต่ำลง ทำให้ผู้บริโภคสามารถลดต้นทุนค่าไฟฟ้าได้ พลังงานลมช่วยหลีกเลี่ยงมลพิษทางอากาศ การปล่อยก๊าซเรือนกระจก และการปล่อยน้ำหล่อเย็นที่เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหิน น้ำมัน หรือก๊าซธรรมชาติ
อย่างไรก็ตาม พลังงานลมนอกชายฝั่งก็มีข้อเสียเช่นกัน โดยปกติแล้วลมจะอ่อนที่สุดในช่วงที่ร้อนที่สุดของฤดูร้อน เมื่อเครื่องปรับอากาศทำงานหนักเพื่อให้ผู้คนเย็นสบาย ภูมิภาคที่มีพลังงานลมที่ดีที่สุดหลายแห่งอยู่ไกลจากศูนย์กลางความต้องการพลังงาน ตัวอย่างเช่น ฟาร์มพลังงานลมส่วนใหญ่ในรัฐโลนสตาร์ตั้งอยู่ในที่สูงทางตะวันตกของเท็กซัส และสร้างขึ้นหลังจากที่รัฐใช้เงินหลายพันล้านในการสร้างสายส่งระยะไกลเพื่อส่งพลังงานไปยังที่ที่ต้องการ
ฟาร์มกังหันลมบนบกที่ดีที่สุดหลายแห่งในสหรัฐอเมริกา (พื้นที่สีน้ำเงินเข้ม) อยู่ไกลจากชุมชนชายฝั่ง แต่เมืองเหล่านี้สามารถรับบริการจากฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งได้ (ที่มา: NREL)
พลังงานแสงอาทิตย์และแบตเตอรี่สามารถแก้ไขปัญหาเหล่านี้ได้ แต่การผลิตไฟฟ้าจากนอกชายฝั่งก็มีประโยชน์มากมายเช่นกัน
ในขณะที่พลังงานลมบนบกช่วยลดต้นทุนพลังงานสำหรับผู้บริโภค พลังงานลมนอกชายฝั่งก็คาดว่าจะช่วยลดต้นทุนพลังงานเช่นเดียวกัน
เนื่องจากประชากรมากกว่าครึ่งหนึ่งของสหรัฐฯ อาศัยอยู่ภายในระยะ 50 ไมล์จากชายฝั่ง ฟาร์มกังหันลมนอกชายฝั่งจึงอยู่ใกล้กับศูนย์กลางความต้องการพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอ่าวเม็กซิโก ซึ่งเป็นที่ตั้งของเมืองใหญ่ๆ เช่น ฮูสตันและนิวออร์ลีนส์ รวมถึงโรงงานปิโตรเคมีและท่าเรือจำนวนมาก แทนที่จะวางสายไฟฟ้าเหนือศีรษะยาวหลายร้อยไมล์และเกิดข้อพิพาทเรื่องสิทธิการใช้ที่ดิน บริษัทพลังงานสามารถใช้สายเคเบิลใต้น้ำเพื่อส่งพลังงานลมไปยังโรงงานอุตสาหกรรมได้
สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือ ลมทะเลช่วยเสริมลมบก ในช่วงฤดูร้อนที่อากาศร้อน ความเร็วลมในเท็กซัสตะวันตกจะช้าลง และลมนอกชายฝั่งจะค่อยๆ แรงขึ้น ช่วยให้ตอบสนองความต้องการสูงสุดในช่วงฤดูร้อนได้ และปรับปรุงความน่าเชื่อถือของเครือข่าย
ตลาดพลังงานลมนอกชายฝั่งทั่วโลกมีความแข็งแกร่งอยู่แล้ว แต่จนถึงขณะนี้ สหรัฐอเมริกาแทบไม่มีอยู่เลย พื้นที่ที่มีมากมายที่นี่กระตุ้นให้พลังงานลมบนชายฝั่งเติบโต แต่ก็ทำให้ผู้คนหลั่งไหลลงสู่แหล่งน้ำน้อยลง
สถานการณ์กำลังเปลี่ยนไป เนื่องจากกฎระเบียบควบคุมที่เข้มงวดยิ่งขึ้นในรัฐพลังงานลมหลักๆ เช่น ไอโอวา ทำให้ระยะทางในการติดตั้งกังหันลมถูกจำกัด ทำให้ต้นทุนการก่อสร้างเพิ่มขึ้น และจำกัดพื้นที่ที่ยอมรับได้ นอกจากนี้ ข้อจำกัดด้านกำลังการผลิตของโครงข่ายไฟฟ้าของสหรัฐฯ ยังทำให้การนำพลังงานลมออกสู่ตลาดเป็นเรื่องยากอีกด้วย
ยินดีต้อนรับสู่อ่าวเม็กซิโก ทุกคนต่างก็ชื่นชมกับแนวโน้มเหล่านี้ และเมื่อรวมกับการสนับสนุนพลังงานลมนอกชายฝั่งที่เพิ่มขึ้นในพระราชบัญญัติว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ดูเหมือนว่าพลังงานลมนอกชายฝั่งของสหรัฐฯ จะพร้อมแล้วที่จะก้าวเข้าสู่ยุคทองในที่สุด เราเห็นว่าอ่าวเม็กซิโกเป็นสถานที่ที่น่าดึงดูดใจเป็นพิเศษในการทำธุรกิจ
ความลึกของอ่าวที่ตื้นกว่า อุณหภูมิที่สูงขึ้น และคลื่นที่สงบกว่านั้นค่อนข้างจะจัดการได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับสภาพอากาศที่หนาวเย็นและรุนแรงของทะเลเหนือ มหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ และชายฝั่งของญี่ปุ่น ซึ่งพลังงานลมนอกชายฝั่งได้เริ่มมีการผลิตขึ้นแล้ว ความลึกของน้ำที่สูงถึง 160 ฟุต ซึ่งปัจจุบันเป็นความลึกสูงสุดของกังหันลมแบบติดตั้งถาวรนั้น ทอดยาวเกือบ 90 ไมล์ไปตามชายฝั่งตะวันออกเฉียงใต้ของเท็กซัสและชายฝั่งทางใต้ของหลุยเซียนา โดยเกาะแนนทักเก็ตและเกาะมาร์ธาส์วินยาร์ดทางตะวันออกเฉียงเหนืออยู่ห่างออกไปเพียงประมาณ 40 ไมล์
ภูมิประเทศใต้น้ำของอ่าวมีลักษณะเป็นเนินลาดเอียงเล็กน้อยกว่าพื้นที่ที่พิจารณาพัฒนาแล้วตามแนวชายฝั่งเวอร์จิเนีย ซึ่งหมายความว่ากังหันลมแบบก้นคงที่สามารถใช้ได้ในสถานที่ต่างๆ มากกว่าระบบลอยน้ำ จึงลดความซับซ้อนลง
สิ่งสำคัญที่ต้องทราบคือชายฝั่งอ่าวเม็กซิโกมีอุตสาหกรรมนอกชายฝั่งที่แข็งแกร่งซึ่งให้บริการแก่ผู้ผลิตน้ำมันและก๊าซและบริษัทเฉพาะทางหลายแห่งที่ให้บริการ เช่น การเชื่อมใต้น้ำ การผลิตแท่นขุดเจาะ และบริการเฮลิคอปเตอร์และเรือเพื่อขนส่งผู้คนและอุปกรณ์ไปยังทะเล ในปี 2019 การผลิตน้ำมันและก๊าซในอ่าวเม็กซิโกสร้างงานได้ประมาณ 345,000 ตำแหน่ง
ฟาร์มกังหันลมในอ่าวเปอร์เซียสามารถใช้โครงสร้างพื้นฐานที่มีอยู่ได้ มีสายเคเบิลใต้น้ำยาวเกือบ 1,200 ไมล์ที่สามารถถ่ายโอนพลังงานลมไปยังชายฝั่งได้ พลังงานลมยังสามารถรวมเข้ากับระบบพลังงานขนาดใหญ่ที่รวมถึงการผลิตและกักเก็บไฮโดรเจนสีเขียว รวมถึงการดักจับคาร์บอนได้อีกด้วย
การสนับสนุนคนงานและผู้ด้อยโอกาส เราเชื่อว่าพลังงานลมนอกชายฝั่งสามารถช่วยบรรลุเป้าหมายด้านความยุติธรรมทางสิ่งแวดล้อมได้ การผลิตไฟฟ้าที่สะอาดและปราศจากคาร์บอนจะช่วยทดแทนโรงกลั่นและโรงงานที่แปรรูปและผลิตไฟฟ้าจากเชื้อเพลิงฟอสซิล สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้ก่อให้เกิดความเสียหายร้ายแรงต่อสุขภาพของเมืองต่างๆ เช่น ฮูสตันและชุมชนคนผิวสีในสหรัฐอเมริกา
การพัฒนาพลังงานลมในอ่าวเม็กซิโกยังเปิดโอกาสให้เกิดการเปลี่ยนผ่านด้านแรงงานอย่างราบรื่น เนื่องจากสหรัฐฯ ค่อยๆ ลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลลง รัฐลุยเซียนาได้เริ่มพัฒนาข้อบังคับเกี่ยวกับพลังงานลมนอกชายฝั่งในน่านน้ำของรัฐ และกำลังแสวงหาเงินทุนจากรัฐบาลกลางร่วมกับรัฐอาร์คันซอและรัฐโอคลาโฮมา เพื่อจัดตั้งศูนย์ไฮโดรเจนสะอาดในภูมิภาค
สีเขียวหมายถึงการอนุมัติโครงการพลังงานของรัฐบาลกลางเป็นไปอย่างช้ามาก และโครงการพลังงานลมในน่านน้ำของรัฐบาลกลางอาจต้องใช้เวลาหลายปีจึงจะแล้วเสร็จ แต่โครงการในน่านน้ำของรัฐ ซึ่งอยู่ห่างจากชายฝั่งไม่เกิน 3 ไมล์ทะเลในพื้นที่ส่วนใหญ่ และห่างจากชายฝั่ง 9 ไมล์ในเท็กซัส สามารถแล้วเสร็จได้เร็วกว่ามาก
ขึ้นอยู่กับว่ารัฐพลังงานอย่างเท็กซัสและลุยเซียนาจะมองเห็นโอกาสในการขยายชื่อเสียงของตนในฐานะผู้นำด้านพลังงานไปสู่พลังงานลมนอกชายฝั่งหรือไม่ ดังที่เราเห็นกันไปแล้ว การเติบโตของพลังงานลมนอกชายฝั่งในอ่าวเปอร์เซียจะส่งผลดีต่อภูมิภาค ประเทศ และสภาพอากาศโลก
ผู้เขียน Michael E. Webber เป็นศาสตราจารย์ด้านพลังงานที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่เมืองออสติน ซึ่งอุทิศตนเพื่อฉลองครบรอบ 100 ปีของโจซี
Hugh Daigle เป็นรองศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมปิโตรเลียมและธรณีระบบที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสที่เมืองออสติน