جزیره انرژی پرنسس الیزابت: چگونه اولین جزیره مصنوعی جهان شبکه برق اروپا را متحول می‌کند

در چهل و پنج کیلومتری سواحل اوستند بلژیک، یک دژ بتنی عظیم از آب‌های سرد دریای شمال سر برآورده است. این نه یک سکوی نفتی است و نه یک پایگاه نظامی، بلکه جزیره پرنسس الیزابت است—اولین جزیره انرژی مصنوعی جهان. تا ژوئن ۲۰۲۶، خدمه مهندسی دریایی با موفقیت ۱۷ عدد از ۲۳ صندوقه (کیسون) بتنی عظیم را که حلقه بیرونی جزیره را تشکیل می‌دهند، نصب کرده‌اند. پس از تکمیل، این سازه پنج هکتاری به عنوان قلب تپنده شبکه برق فراساحلی نسل بعدی اروپا عمل خواهد کرد.[1][2][3]

این پروژه که توسط اپراتور سیستم انتقال بلژیک، گروه الیا (Elia Group)، رهبری می‌شود، نشان‌دهنده یک تغییر اساسی در نحوه برداشت انرژی تجدیدپذیر توسط کشورها است. از لحاظ تاریخی، مزارع بادی فراساحلی به مدل «نقطه به نقطه» متکی بوده‌اند، جایی که هر پروژه بادی کابل زیردریایی اختصاصی خود را به سرزمین اصلی می‌کشید. اگرچه این رویکرد برای مزارع بادی اولیه مؤثر بود، اما با افزایش جاه‌طلبی‌های اروپا در زمینه فراساحلی، به سرعت در حال تبدیل شدن به یک روش غیرقابل دوام است.[3]

اگر هر توربین برنامه‌ریزی شده به کابل مخصوص خود نیاز داشته باشد، بستر دریای شمال به یک شبکه درهم‌تنیده و غیرقابل مدیریت تبدیل می‌شود و شبکه‌های برق ساحلی تحت فشار تعداد زیاد نقاط اتصال قرار می‌گیرند. جزیره پرنسس الیزابت این مشکل را با عمل کردن به عنوان یک پریز برق عظیم فراساحلی حل می‌کند. تا ۳.۵ گیگاوات ظرفیت بادی فراساحلی آینده از منطقه پرنسس الیزابت مستقیماً به جزیره متصل می‌شود، که سپس برق را تجمیع کرده و از طریق مجموعه‌ای ساده‌شده از کابل‌های با ظرفیت بالا به ساحل می‌فرستد.[2][3]

ساختن یک جزیره در یکی از شلوغ‌ترین مسیرهای کشتیرانی جهان یک چالش مهندسی بی‌سابقه است. کنسرسیوم تی‌ام ادیسون (TM Edison)—یک سرمایه‌گذاری مشترک بین شرکت‌های بزرگ ساخت‌وساز دریایی DEME و Jan De Nul—به جای سکوی سنتی با سازه فولادی، طراحی مبتنی بر صندوقه (کیسون) را انتخاب کرد. سکوهای فولادی به سادگی به اندازه کافی بزرگ یا پایدار نیستند که بتوانند زیرساخت‌های الکتریکی عظیمی را که برای یک مرکز در این مقیاس لازم است، در خود جای دهند.[1][2]

فرآیند ساخت و ساز یک شاهکار لجستیکی سنگین است. هر یک از ۲۳ صندوقه بتنی تقریباً ۲۲,۰۰۰ تن وزن دارد و ۵۸ متر طول و تا ۳۲ متر ارتفاع دارد. این صندوقه‌ها که در خشکی با استفاده از سیمان کم‌کربن ساخته شده‌اند، توسط یدک‌کش‌ها به دریا کشیده شده و با دقت روی یک بستر سنگی آماده شده در کف دریا غرق می‌شوند. پس از بسته شدن حلقه بیرونی، کشتی‌های لایروبی هسته توخالی را با شن پر می‌کنند تا یک توده خاکی پایدار و جامد ایجاد شود.[1][2][3]

با نزدیک شدن به اتمام فونداسیون در سال ۲۰۲۶، مرحله بعدی شامل تبدیل این تپه شنی به یک مرکز عصبی الکتریکی با فناوری پیشرفته است. گروه الیا ترانسفورماتورها و مبدل‌های پیشرفته‌ای را در جزیره نصب خواهد کرد. از آنجا که جزیره در فاصله بسیار دوری از ساحل قرار دارد، جریان متناوب (AC) تولید شده توسط توربین‌های بادی باید به جریان مستقیم ولتاژ بالا (HVDC) تبدیل شود. فناوری HVDC به برق اجازه می‌دهد تا مسافت‌های طولانی را در زیر آب با حداقل اتلاف انرژی طی کند، که این یک نیاز حیاتی برای عملکرد ثانویه و شاید مهم‌ترین عملکرد جزیره است.[2]

جزیره پرنسس الیزابت طوری طراحی شده است که یک مرکز انرژی بدون مرز باشد. این جزیره علاوه بر اتصال مزارع بادی بلژیک به سرزمین اصلی بلژیک، به عنوان نقطه اتصال برای «اتصال‌دهنده‌های هیبریدی» عمل خواهد کرد که به کشورهای دیگر متصل می‌شوند. به طور خاص، این مرکز از طریق پیوند ناتیلوس (Nautilus) به بریتانیا و از طریق پیوند تریتون (Triton) به دانمارک متصل خواهد شد.[2][3]

این اتصال‌پذیری اساساً اقتصاد باد فراساحلی را تغییر می‌دهد. در یک ساختار سنتی، اگر باد در دریای شمال شدید بوزد اما تقاضای انرژی بلژیک پایین باشد، ممکن است توربین‌ها مجبور به کاهش تولید شوند—اساساً برای جلوگیری از بارگذاری بیش از حد شبکه خاموش شوند. با وجود اتصال‌دهنده‌های جزیره، این برق سبز مازاد می‌تواند فوراً به لندن یا کپنهاگ صادر شود و تضمین می‌کند که هر وزش باد به درآمد تبدیل شده و مورد استفاده قرار گیرد.[2]

ابتکار بلژیک اولین تجلی فیزیکی یک استراتژی ژئوپلیتیکی بسیار بزرگتر است. به دنبال بحران انرژی ناشی از حمله روسیه به اوکراین، کشورهای اروپایی تلاش خود را برای استقلال انرژی تسریع کردند. در سال ۲۰۲۲، اعلامیه اسبجرگ (Esbjerg Declaration) شاهد تعهد بلژیک، دانمارک، آلمان و هلند برای چهار برابر کردن ظرفیت ترکیبی باد فراساحلی خود به ۱۲۰ گیگاوات تا سال ۲۰۳۰ و ۳۰۰ گیگاوات تا سال ۲۰۵۰ بود.

دانمارک در حال حاضر پروژه‌های موازی خود را برای دستیابی به این اهداف پیش می‌برد. دولت دانمارک قصد دارد یک جزیره انرژی مصنوعی به نام ویندئو (Vindø) در دریای شمال و همچنین یک مرکز بزرگ انرژی در جزیره طبیعی بورنهولم (Bornholm) در دریای بالتیک بسازد. توافق‌نامه‌های دوجانبه امضا شده بین کپنهاگ و بروکسل تضمین می‌کند که جزایر دانمارک و بلژیک در نهایت با یکدیگر ارتباط برقرار کرده و ستون فقرات یک ابرشبکه اروپایی مشبک را تشکیل دهند.

با وجود پیروزی‌های مهندسی، پروژه ۲ میلیارد یورویی پرنسس الیزابت با موانع لجستیکی و اقتصادی روبرو است. تنگناهای زنجیره تأمین و تورم، هزینه‌های توسعه باد فراساحلی را در سطح جهانی افزایش داده است. در اقدامی که این فشارها را برجسته کرد، دولت بلژیک تصمیم گرفت فرآیند مناقصه برای مزارع بادی در منطقه پرنسس الیزابت را تا سال ۲۰۲۶ به تعویق اندازد.[3]

این تأخیر به این معنی است که در حالی که ساخت فیزیکی جزیره در مسیر اتمام فاز فعلی خود قرار دارد، ممکن است توربین‌های بادی واقعی که قرار است به آن نیرو دهند، عقب بمانند. اقتصاددانان انرژی خاطرنشان می‌کنند که هماهنگ‌سازی تکمیل جزیره، ارتقاء شبکه سرزمین اصلی و استقرار مزارع بادی خصوصی، نیازمند هماهنگی دقیق است تا از بیکار ماندن یک دارایی چند میلیارد یورویی در دریای شمال جلوگیری شود.

تأثیر زیست‌محیطی یکی دیگر از ملاحظات حیاتی برای پروژه‌ای در این مقیاس است. اگرچه جزیره به طور دائم بخشی از بستر دریا را تغییر می‌دهد، توسعه‌دهندگان طرح‌های «طبیعت‌گرا» را در معماری آن گنجانده‌اند. محافظت در برابر فرسایش (سنگ‌هایی که در اطراف پایه صندوقه‌ها برای جلوگیری از فرسایش قرار داده شده‌اند) به طور خاص مهندسی شده است تا به عنوان یک صخره مرجانی مصنوعی عمل کند، زیستگاهی برای حیات دریایی فراهم کرده و تنوع زیستی را در دریای شمال که به شدت صنعتی شده است، تقویت کند.[2][3]

این جزیره با طول عمر عملیاتی ۱۰۰ ساله طراحی شده است که بسیار بیشتر از چرخه عمر ۲۵ ساله یک توربین بادی معمولی است. از آنجا که این یک توده خاکی مصنوعی است و نه یک سازه فولادی زنگ‌زده، می‌تواند به طور مداوم با زیرساخت‌های الکتریکی جدید، همگام با تکامل فناوری، ارتقا یابد. شرکت Jan De Nul اشاره کرده است که اگرچه صندوقه‌ها از لحاظ نظری می‌توانند در پایان عمر خود برچیده شوند، تحقیقات آینده تعیین خواهد کرد که آیا دست نخورده باقی گذاشتن صخره مرجانی مصنوعی ایجاد شده، انتخاب زیست‌محیطی بهتری است یا خیر.[2]

در حالی که آخرین صندوقه‌ها در تابستان امسال به محل خود کشیده می‌شوند، جزیره پرنسس الیزابت به عنوان نمادی از گذار انرژی اروپا ایستاده است. این جزیره ثابت می‌کند که آینده انرژی تجدیدپذیر نه تنها در ساخت توربین‌های بیشتر، بلکه در مهندسی زیرساخت‌های مشترک و فرامرزی مورد نیاز برای به اشتراک گذاشتن کارآمد آن انرژی در سراسر یک قاره نهفته است.[1][3]