Globalno tržište turbina
Globalno tržište turbina i srodnih proizvoda, poput motora i generatora, procijenjeno je na preko 100 milijardi dolara u 2012. godini. Snažan rast u proizvodnji zrakoplova i proizvodnji električne energije potiče potražnju. Dok je 70% globalnog tržišta koncentrirano u Sjevernoj Americi i Europi, Kina doživljava najsnažniji rast. Kina počinje proizvoditi vlastite turbine, potaknuta potražnjom za vjetroturbinama. Danska je jedina zemlja s trgovinskim suficitom u vjetroturbinama zbog svog izvoza.
Postoje tri glavna tržišna segmenta za turbine: turbinski motori koji se koriste isključivo za pogon zrakoplova, plinske turbine za proizvodnju električne energije i vjetroturbine. Potražnja za vjetroturbinama premašit će potražnju za plinskim turbinama do 2012. Moderne vjetroturbine prodavale su se za 1,5 milijuna dolara po megavatu 2010. godine. Ako bi Sjedinjene Države instalirale 20% svoje opskrbe energijom iz energije vjetra, to bi predstavljalo tržište od 250 milijardi dolara. Globalno tržište vjetroturbina postavilo je novi rekord 2011. godine, dosegnuvši ukupnu veličinu od 42 gigavata (GW). Ukupni globalni kapacitet iznosio je 239 GW u 2012. godini. Kina je već instalirala ukupni kapacitet od 63 GW.
Proizvođači vjetroturbina odgovaraju na specifičnu potražnju s vertikalno-osnim vjetroturbinama (VAWT) i horizontalno-osnim vjetroturbinama (HAWT). Rast potražnje je izvjestan i potrebne su temeljne inovacije u sektoru kako bi se prevladao ograničavajući faktor rijetkih zemaljskih metala. Industrijska vjetroturbina koristi više od tone magneta, od kojih je 35% neodimij. Danas Kina proizvodi 95% ovog rijetkog zemaljskog metala. Za ekstrakciju rijetkih zemaljskih metala, agresivne kiseline se pumpaju u bušotine slične bušotinama gdje kemikalije otapaju sve naslage. Mulj se zatim pumpa u ribnjake, što predstavlja značajan rizik za radno mjesto i okoliš. Bit će potrebni novi izvori, novi procesi i nove vrste materijala kako se sektor energije vjetra nastavlja razvijati.
Inovacija
Nekoliko brzorastućih zelenih industrija ovisi o rijetkim zemnim metalima. Toyota treba 2 do 4 funte neodimija i disprozija za svoj hibridni motor u svom popularnom Priusu i lantan za svoje baterije. Snaga kineskog tržišta rijetkih zemnih metala ilustrirana je evolucijom proizvođača baterija BYD u uspješnog proizvođača automobila. Do 2011. godine, flota električnih taksija BYD u Shenzhenu u Kini, s dometom od 300 kilometara, prikupila je 6 milijuna kilometara, pri čemu je svako vozilo u prosjeku prešlo preko 160 000 kilometara. Njihov ekskluzivni pristup rijetkim zemnim metalima pruža potrebnu prednost za prodor na tržište. Upravo unutar ovog konkurentskog krajolika zelenih industrija općenito, a posebno proizvodnje energije, Shawnovo Frayneovo otkriće nudi temeljno novi pristup. Izumio je aerodinamičku proizvodnju energije uzgona koja radi bez rijetkih zemnih metala. U konačnici, ovaj generator električne energije mogao bi raditi bez ikakvog metala, čak ni bakra ili nehrđajućeg čelika.
Shawn Frayne, diplomirani fizičar na MIT-u, promatrao je kako tlak vjetra generira vibracije u izduženim trakama i užadima. Proučavao je tu aerodinamičku silu, koja može izgraditi i uništiti most, kao što je bio slučaj s mostom Tacoma Narrows 1940-ih - fenomen dobro poznat svim građevinskim inženjerima. Ovo iskustvo naučilo je stručnjake kako projektirati strukture sposobne izdržati ovu silu prirode. Shawn je zauzeo drugačiji pristup, zamišljajući kako raditi s protokom, projektirajući sustav za iskorištavanje snage kretanja vjetra i pretvaranje iste u električnu energiju bez potrebe za turbinom.
Kreativni um ovog multitalentiranog izumitelja i vlasnika portfelja patenata planiranih za komercijalizaciju u područjima pakiranja i pročišćavanja vode ukorijenio se u Hong Kongu. Nakon mlakog prijema američkih fondova rizičnog kapitala, Shawn se nastanio u ovom kineskom gradu-državi gdje on i njegov tim razvijaju načine za proizvodnju električne energije bez rotacijskog gibanja, a potencijalno čak i bez rijetkih zemnih metala. Iako je znanost dobro utemeljena, prijelaz na komercijalne primjene nazire se nakon tri godine pokušaja i pogrešaka.
Prvi novčani tok
Uklanjanje rijetkih zemnih metala iz jednadžbe vjetroturbina - uklanjanjem same turbine - revolucionarna je inovacija. Iako bi prodiranje na tržište velikih razmjera moglo potrajati još desetljeće ili možda čak i generaciju, postoje višestruka nišna tržišta koja su jasne mete za startup Humdinger sa sjedištem u Hong Kongu. Minijaturni vjetrobranski pojas potencijalno je prva komercijalna primjena. Ovaj sićušni uređaj ima sposobnost zamjene baterija senzora. Budući da je mali udar vjetra od samo 10 km/h dovoljan za generiranje energije potrebne za rad senzora, vjetrobranski pojas mogao bi tijekom svog vijeka trajanja zamijeniti 100 baterija i rad potreban za njihovu zamjenu.
Globalno tržište senzora procvjeta. Od detektora požara i praćenja vremenskih uvjeta do snimanja temperature i pH vrijednosti, moderno društvo uvelike se oslanja na daljinsko i neovisno mjerenje desetaka parametara. Mogućnost uklanjanja senzora na baterije, u kombinaciji s mogućnošću neovisnosti o mreži, stvara novu poslovnu priliku koja gradi poslovni model temeljen na onome što već imate - temeljnom načelu plavog gospodarstva.
Prilika
Uklanjanje turbina, magneta, pa čak i, u budućnosti, svih metala, uz istovremeno generiranje električne energije iz vjetra koji stvara aerodinamičke vibracije, otvara širok raspon mogućnosti za lokalnu proizvodnju i potrošnju energije. Dok trenutna cijena električne energije generirane aeroelastičnim vibracijama već stavlja energiju po kilovat-satu na razinu svih tradicionalnih izvora, prilika se proteže dalje od očitog. Mogao bi se pojaviti potpuno novi energetski koncept, sa specifičnim primjenama u budističkom svijetu.
Prva velika primjena ovog uređaja za generiranje energije mogla bi se dogoditi u Butanu. Svako dijete u tim himalajskim zemljama odrasta u istraživača energije vjetra. Zašto? Budući da budisti mole mašući zastavama na vjetru, ključno je znati odakle puše vjetar. Svaki jarbol za zastavu mogao bi biti opremljen užetom, pričvršćenim za plovak, koji bi generirao električnu energiju tijekom molitve. Izdužena traka - pojas vjetra - mogla bi čak imati i naslikane molitve. To bi bio ultimativni oblik "svete energije": što više vjetra, što više elektriciteta, to više molitvi!
Milijun jarbola za zastave predstavlja 12 vata na sat po vjetroelektrani, za ukupni potencijal od 360 megavata dostupnog nedosegnutim planinskim zajednicama ako bi se svaki jarbol za zastavu pretvorio u električnu energiju. To bi čak mogao postati trend u gradovima spojenim na mrežu gdje bi građani željeli kombinirati energiju s duhovnošću i održivošću.
