La energía eólica marina se está desarrollando en todo el mundo. Pero, ¿cuáles son sus ventajas e inconvenientes? ¿Cuáles son los retos técnicos?
En este artículo, dividido en dos partes, se examinan primero los retos de esta tecnología y luego los aspectos sociales y medioambientales de su implantación.
Dentro de poco, enormes aspas surcarán los mares de todo el mundo. Se están desarrollando numerosos proyectos de parques eólicos marinos en aguas territoriales, con Europa a la cabeza de este vasto impulso para desplegar infraestructuras marinas de generación de energía.
La Unión Europea quiere aumentar la capacidad de la industria eólica marina en su territorio hasta 60 gigavatios (GW) de aquí a 2030, es decir, 5 veces más que la capacidad de producción actual.
En Francia, por ejemplo, la Ministra de Transición Energética presentó el 26 de septiembre de 2022 un proyecto de ley para acelerar la producción de energías renovables (ER), que se votará definitivamente el 10 de enero de 2023.
El proyecto de ley anuncia «objetivos ambiciosos para 2050», con «una multiplicación por diez de nuestra capacidad de producción de energía solar hasta superar los 100 GW, y el despliegue de 50 parques eólicos marinos para alcanzar los 40 GW».
No se trata de una decisión insignificante. La energía eólica marina ha experimentado importantes avances tecnológicos en la última década, lo que la ha hecho mucho más eficiente y rentable de desplegar.
Tanto es así que, en su último informe, «Energy Futures 2050», publicado en 2021, el operador de la red de transporte de electricidad RTE del país considera que la energía eólica marina es una de las opciones más prometedoras para la producción a largo plazo de electricidad con bajas emisiones de carbono.
Esta propuesta de gran parque eólico marino tampoco es casualidad en el calendario del Gobierno. Francia corre el riesgo de sufrir cortes de electricidad en el invierno de 2023, debido sobre todo a las obras de reparación de muchos reactores nucleares del país y a los retrasos en el despliegue de las energías renovables durante muchos años.
Para el Ministro, el objetivo político está claramente establecido: «eliminar los obstáculos legislativos» a la puesta en marcha de proyectos de producción de energía con bajas emisiones de carbono, reduciendo los plazos de despliegue de estas tecnologías en todo el país, con el fin de cumplir los objetivos europeos «Fit for 55», que pretenden reducir de aquí a 2030 las emisiones de gases de efecto invernadero en Europa en un 55% con respecto a su nivel de 1990.
¿Cómo funciona esta tecnología? ¿Cuáles son los retos técnicos y tecnológicos de la energía eólica marina?
Energía eólica marina: cómo utilizar una tecnología que supera a la eólica terrestre
La energía eólica marina funciona lógicamente según el mismo principio que la terrestre. Unas palas fijadas a un mástil e impulsadas por la fuerza del viento hacen girar un generador, que utiliza la fuerza mecánica del viento para producir energía eléctrica.
El parque eólico marino se conecta a tierra firme mediante una amplia red de cables marinos que llegan primero a una subestación de gestión compartida para los parques eólicos marinos adyacentes antes de alcanzar la red eléctrica nacional en tierra firme.
Colocar estos aerogeneradores lejos de la costa puede parecer una opción complicada a primera vista.La construcción de este tipo de infraestructuras requiere operaciones marítimas a gran escala a varios kilómetros de la costa.
Con el movimiento de materiales y trabajadores, el uso de imponentes buques, obras marítimas y complejas, y costosas conexiones de cables, la energía eólica marina requiere una considerable pericia manual y tecnológica.
Sin embargo, es aquí, en aguas barridas regularmente por vientos violentos, donde pueden construirse los aerogeneradores más eficaces. Cuanto más fuertes sean las ráfagas, más podrá el viento hacer girar las enormes palas y más energía se producirá. Por lo tanto, hacer girar enormes turbinas resulta rentable en el mar.
En poco más de una década, el tamaño de una turbina eólica marina casi se ha duplicado. En 2010, una turbina eólica marina con una capacidad de 7,5 megavatios (MW) tenía 138 metros de altura y un diámetro de pala de 128 metros.
Para 2024, se espera que alcancen los 270 m de altura y los 240 m de diámetro. Estos monstruos son capaces de suministrar el doble de potencia (15 MW) que las versiones de 2010.
A modo de comparación, un aerogenerador terrestre tiene una potencia de entre 1,8 y 3 MW y apenas alcanza los 155 m de altura.
Por tanto, un parque eólico marino puede producir hasta un 60% más de energía que un parque eólico terrestre, es decir, de dos a tres veces más potencia que en tierra firme, según la ficha técnica de Ademe sobre la energía eólica marina.
Pero estos parques eólicos marinos también son más eficientes en lo que respecta al factor de carga, es decir, la relación entre la energía producida por una tecnología durante un periodo determinado y la energía que podría haber producido si hubiera funcionado al 100% de su capacidad.
La energía eólica, por su propia naturaleza, es una forma de energía intermitente; su producción depende de la fuerza del viento y no puede funcionar continuamente.
Más violentos y constantes, los vientos de alta mar permiten actualmente a los aerogeneradores europeos alcanzar un factor de carga de entre el 29% y el 48%, muy por delante del 24% de factor de carga medio estimado por la asociación WindEurope para 2019.
Cómo aguantan los aerogeneradores marinos: tras la eólica «terrestre», la etapa «flotante“
A finales de 2022 se inauguró el primer parque eólico marino frente a Saint-Nazaire (Loira-Atlántico).
Este parque eólico de 80 turbinas está situado a más de 12 km de la costa y tiene una capacidad de 480 MW, es decir, el 20% del consumo eléctrico de la región de Loira-Atlántico.
Estos aerogeneradores se fijan directamente a la plataforma continental mediante una cimentación (principalmente de acero y/o hormigón), como ocurre actualmente con la mayoría de los proyectos en curso en Francia, el país ejemplo que está llevando este plan adelante en el marco de toda una cosmovisión que apunta a sumar tecnología con visión ecológica.
Debido a esta cimentación, los proyectos eólicos denominados «terrestres» sólo pueden construirse en lugares muy concretos, donde la profundidad máxima no supere los 60 m.
Para ampliar las posibilidades de la energía eólica marina, se está desarrollando un nuevo método de fijación. El objetivo es captar aún más viento, y por tanto energía, aventurándose más mar adentro.
En lugar de apoyarse en una base fija, los aerogeneradores «flotantes», construidos sobre plataformas, se sujetan mediante líneas de anclaje conectadas al lecho marino. De este modo, la profundidad deja de ser un problema, ya que lo único que se necesita para equilibrar la estructura son cables.
Sin embargo, la tecnología sigue siendo cara y no se ha probado realmente para la producción industrial de electricidad, porque estas estructuras flotantes son azotadas por el viento y siguen siendo más sensibles a los caprichos del tiempo.
¿Cómo instalar turbinas eólicas marinas de bajo coste?
El objetivo para los próximos años es reducir los costes de construcción de los aerogeneradores flotantes, sobre todo el coste del flotador, que representa una gran parte de los gastos.
Según estimaciones del Centro de Investigación de la Energía de los Países Bajos (ECN), uno de los principales institutos europeos de investigación energética, aunque la instalación siga siendo cara por el momento, no es imposible que en el futuro los costes de los aerogeneradores flotantes alcancen a los de los terrestres.
Según el estudio de la ECN, la obligación de construir los aerogeneradores en el mismo bloque en tierra firme y remolcarlos hasta la zona delimitada reduciría los costes de instalación en un 50%.
En el Mediterráneo se están llevando a cabo proyectos piloto mucho más pequeños, de 30 MW o menos, para evaluar el rendimiento de estas nuevas turbinas flotantes.
Francia, por su parte, ha comprometido nada menos que 300 millones de euros dentro del plan Francia 2030 para crear una industria de fabricación y montaje de flotadores de aquí a 2023.
Es una forma de que la industria francesa se ponga al día tras haber perdido el tren de las turbinas eólicas instaladas hace 10 años.
Mientras tanto, los vecinos europeos han desarrollado importantes parques eólicos, como el Reino Unido, actual líder mundial con sus 2.300 turbinas, y Alemania, que cuenta con 1.500 aerogeneradores en el Mar del Norte.
¡Avanza la energía eólica marina!
