sábado 07.12.2019

El futuro de la energía eólica está en el mar

Estamos viviendo uno de los momentos más interesantes en la historia energética moderna.

Tony Moran/Shutterstock
Tony Moran/Shutterstock

Estamos viviendo uno de los momentos más interesantes en la historia energética moderna: la transición desde un modelo energético basado en combustibles fósiles a uno articulado en torno a las energías renovables y la eficiencia energética. Las tecnologías renovables sobre las que se asienta este cambio de modelo son la eólica y la solar fotovoltaica.

Los retos tecnológicos que estas tecnologías renovables planteaban han sido superados gracias a los esfuerzos en I+D+i, dando paso a una reducción de costes que ha sorprendido incluso a los expertos del sector. Hoy en día, es más barato generar un kWh (kilovatio hora) usando paneles fotovoltaicos (3,2 – 4 céntimos de euro/kWh) y aerogeneradores (2,6 – 5 céntimos de euro/kWh), que usando combustibles fósiles (nuclear: 10,1 – 17 céntimos de euro/kWh; gas-ciclo combinado: 3,7 – 6,7 céntimos de euro/kWh).

Incluso estamos llegando, en numerosos países como España, al tipping point o punto de no retorno: ese momento en el que producir energía a partir de nuevas instalaciones renovables es más barato que emplear las centrales de combustibles fósiles ya existentes.

Puntos de no retorno para las energías eólica y fotovoltaica. McKinsey Energy Insights' Global Energy Perspective (Enero 2019)

Particularidades de la eólica offshore

Cuando hablamos de energía eólica, todos pensamos en los molinos instalados en tierra a lo largo de toda nuestra geografía, lo que se llama eólica onshore o terrestre. No obstante, hay una tecnología que está llamada a jugar un papel importante en el nuevo modelo energético: es la eólica offshore o eólica marina.

La eólica marina se basa en la instalación de aerogeneradores en el mar para extraer la energía del viento, presentando algunas ventajas con respecto a la eólica terrestre. En el mar las velocidades de viento son superiores a las disponibles en tierra, con lo que aumenta la potencia que puede ser generada por un aerogenerador con el mismo tamaño de pala.

Además, el viento en el mar se ve afectado por muchos menos obstáculos que en tierra, por lo que el aerogenerador puede funcionar durante un mayor número de horas a lo largo del año y requiere una altura de torre menor si se compara con un aerogenerador terrestre. Como los aerogeneradores se sitúan en el mar, tienen un impacto visual mucho menor a los terrestres.

Por último, la energía eólica offshore permite acercar la generación eléctrica al consumo, consiguiendo un sistema eléctrico más eficiente. Las regiones costeras, tanto en España como en otros muchos países, suelen tener grandes densidades de población. En estas zonas, con poca superficie por persona, la instalación de turbinas eólicas en el mar se presenta como una buena solución.

Sin embargo, a pesar de estos beneficios, la instalación de estos aerogeneradores en el mar ha tenido que superar numerosos retos, lo que ha provocado que a día de hoy todavía sea una tecnología cara, con precios que oscilan entre los 7,2 y los 12,6 céntimos de euro/kWh. Sin embargo, comienzan a acercarse a los costes de generación de las tecnologías fósiles, y, de hecho, en algunos emplazamientos del mar del Norte ya se ha anunciado la construcción de los primeros parques eólicos marinos sin ayudas estatales.

Coste de la generación de energía. Javier Samanes/Lazard's Levelized Cost of Energy Analysis

Desafíos impuestos por el océano

Pero, para llegar a este punto, se han tenido que superar un gran número de retos. Uno de los más problemáticos en los inicios, pero que ya ha sido superado, fue la corrosión acelerada por el ambiente salino en el mar. Este problema obligó a cambiar de forma prematura un gran número de componentes en el parque eólico Horns Rev.

Otro reto que hubo que superar fue el de la transmisión de la energía generada por la turbina hasta la costa mediante líneas submarinas. Esta se realiza en corriente continua, frente a la transmisión en alterna normalmente utilizada.

Para reducir los costes de la energía, se ha incrementado el tamaño de las turbinas, alcanzando potencias de 10 MW (megavatios) a día de hoy. Para minimizar los costes de mantenimiento, que requiere de barcos o helicópteros (con el elevado coste que ello conlleva), se duplican algunos de los sistemas con el objetivo de poder seguir trabajando en caso de fallo.

Por último, uno de los principales retos de la eólica marina es el anclaje de las turbinas al fondo marino. En mares cuyo suelo marino tiene profundidades inferiores a los 50 metros, como en el caso del mar del Norte en el que se concentra la mayor parte de aerogeneradores marinos, los aerogeneradores se anclan al mar mediante una estructura rígida. Sin embargo, para profundidades superiores, se necesitan estructuras flotantes, las cuales se amarrarían posteriormente al suelo.

Los retos de implantarla en España

En España, cuya industria es líder en el sector eólico, en el segmento offshore solo existe un aerogenerador marino, situado en las Islas Canarias. Las costas españolas tienen la característica de tener profundidades superiores a los 60 metros a distancias relativamente cercanas a la costa, por lo que se requieren estructuras flotantes para estabilizar los aerogeneradores y anclarlos al mar. Este hecho, junto con unas políticas energéticas desfavorables para las energías renovables en los últimos años, han provocado que esta tecnología no se haya implantado en nuestro territorio.

Proyecto Elisa, para la construcción de un aerogenerador marino offshore en Gran Canaria.

Sin embargo, las estructuras flotantes para aerogeneradores ya empiezan a comercializarse, permitiendo la expansión de la eólica offshore a un gran número de regiones en las que hasta ahora no era técnicamente viable.

En conclusión, el continuo desarrollo industrial y el viraje en la política energética española y mundial que hemos vivido recientemente hacen presagiar que no tardaremos mucho tiempo en ver estas máquinas en nuestros mares y alrededor de todo el mundo. La eólica offshore está llamada a jugar un papel importante en el cumplimiento de los compromisos medioambientales adquiridos en el Acuerdo de París en 2015.


Este artículo fue publicado originalmente en el blog de la UPNA Traductor de ciencia.The Conversation


Javier Samanes, Investigador del Instituto de Smart Cities (ISC), Universidad Pública de Navarra


 

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