De todos los presagios que podían apuntar a una mayor prosperidad para el sector eólico, la transformación de los parques eólicos de ser percibidos como monstruosidades a atracciones turísticas es uno de los menos esperados… ¡pero ha ocurrido! Y nada menos que en la costa sur de Inglaterra, donde la gente es más propensa a protestar contra los cambios que a entusiasmarse por las novedades. Los pescadores y buzos de Brighton ofrecen ahora viajes en barco para ver de cerca el Rampion, un parque eólico marino de 400 MW explotado por RWE, que en su día fue menospreciado por arruinar las vistas desde un parque nacional cercano[1].
Los recientes acontecimientos mundiales también han puesto de relieve que, la necesidad de desarrollar las energías renovables en lugar de depender de los combustibles fósiles, no es una mera cuestión medioambiental. Si queremos que la energía sea asequible y segura, necesitamos un suministro que esté cerca de casa y que no dependa de flotas de petroleros y oleoductos de miles de kilómetros que cruzan múltiples fronteras nacionales.
Si lo miramos desde una perspectiva más positiva, la tecnología en la que se basa la energía eólica es cada vez más sofisticada y responde a los desafíos que entraña la producción de energía asequible y segura. Por un lado, las investigaciones están dando respuesta a las inquietudes que se tenían en torno a si los aerogeneradores interfieren con la flora y fauna silvestre y los radares. Asimismo, la tecnología de las palas de los aerogeneradores no deja de mejorar. El aumento de los parques eólicos marinos y las tecnologías innovadoras, como los sistemas de cimentación flotante, prometen suministrar grandes cantidades de energía eólica en lugares donde su implementación habría sido inimaginable hasta hace muy poco tiempo. Incluso la conocida forma de los aerogeneradores podría cambiar a medida que los investigadores exploren el potencial de los aerogeneradores de eje horizontal (horizontal axis wind turbines, HAWT) y los vórtices.
Los nuevos métodos de fabricación, como la impresión 3D, también están cobrando protagonismo, ya que el sector busca maneras de instalar parques eólicos en zonas cada vez más remotas. Y no son solo los aerogeneradores los que están evolucionando, sino también la red de distribución, puesto que debe adaptarse a una fuente de energía que no es constante.
Un mercado en crecimiento
El coste relativamente bajo de la electricidad generada a partir de la fuerza del viento en comparación con la generada a partir de combustibles fósiles también es un factor importante en la creciente prosperidad de la energía eólica. En los EE. UU., por ejemplo, el coste de la energía eólica ha disminuido de más de 0,55 USD por kilovatio-hora (kWh) en 1980, a una media de menos de 0,03 USD por kWh en la actualidad[2]. Esa escala difiere según las condiciones locales, naturalmente, pero demuestra lo rentable que puede ser la energía eólica. No cabe duda de que es un mercado en crecimiento, como lo demuestran las cifras más recientes publicadas por el Instituto de la Energía[3] en junio de 2023. La producción mundial de energía eólica alcanzó los 898 824 teravatios hora en 2022, lo que representa un aumento del 9,1 % con respecto al año anterior y una tasa de crecimiento anual del 12,9 % desde 2012.
El ritmo al que los países del mundo están construyendo aerogeneradores es la prueba de que la energía eólica se ve cada vez más como una alternativa ganadora. En 2022 se añadieron casi 78 GW de capacidad eólica, el tercer año con un aumento más alto en la historia (solo los dos años anteriores fueron superiores), con lo que la capacidad eólica total instalada ascendió a 906 GW, con un crecimiento interanual del 9%.
De este total, 68,8 GW provenían de nuevas instalaciones eólicas terrestres y el resto de instalaciones marinas. China siguió liderando el desarrollo mundial de la energía eólica marina, con 5 GW. Europa conectó 2,5 GW de capacidad en 2022, y Francia e Italia pusieron en marcha sus primeros proyectos comerciales de energía eólica marina. La capacidad total de energía eólica marina de Europa es de 30 MW, de los cuales el 46 % procede del Reino Unido.
Buenas perspectivas
La incertidumbre que acompaña al contexto geopolítico mundial está contribuyendo a esta renovada atención en las energías renovables, las cuales se ven como una herramienta para mejorar la seguridad y la resiliencia energéticas, especialmente en Estados Unidos y Europa[4].
Por una parte, en Europa, se introdujo el programa REPowerEU3, mediante el cual la UE se compromete a reducir su dependencia del gas ruso de aquí a 2030 o antes[5]. El programa tiene como objetivo facilitar la concesión de permisos y eliminar otros obstáculos que dificultan el despliegue de proyectos de energías renovables. Estados Unidos[6], por su parte, promulgó la Ley de Reducción de la Inflación (IRA), que supone una revolución en el planteamiento del país con respecto a las energías renovables, la descarbonización del transporte, el almacenamiento de energía, la red eléctrica y la eficiencia energética. Esta legislación ya ha propiciado inversiones sustanciales en el sector. Del mismo modo, China aprobó su XIV Plan quinquenal[7], que abarca el período 2021-2025, y que demuestra el compromiso del país con un desarrollo sostenible y con un bajo nivel de emisiones de carbono impulsado por la innovación. El plan establece objetivos para reducir la intensidad de las emisiones de carbono y aspira a alcanzar el pico en las emisiones de CO2 antes de 2030.
En este contexto, el área de información sobre el mercado del GWEC (Consejo Mundial de Energía Eólica) prevé que, en 2023, las nuevas instalaciones de energía eólica superen los 100 GW. Y eso es solo el comienzo. Considera que habrá una media de más de 136 GW de capacidad eólica procedente de nuevas instalaciones cada año hasta 2027, es decir, un total de 680 GW adicionales con las políticas actuales, lo que supone una tasa de crecimiento anual compuesta (compound annual growth rate, CAGR) del 15 % para los próximos cinco años.
Combinación energética
Es evidente que el sector de la energía eólica está creciendo a gran velocidad, pero ¿lo hace lo bastante rápido como para que el sector energético mundial logre el objetivo de cero emisiones netas de CO2 para 2050? En el documento Net Zero by 2050: A Roadmap for the Global Energy Sector (Cero emisiones netas en 2050: hoja de ruta para el sector energético mundial)[8], la AIE (Agencia Internacional de la Energía) establece el mínimo necesario.
Este informe[9] desveló que, en 2022, los combustibles fósiles todavía representaban el 82 % del consumo total de energía del mundo, acorde con el año anterior, lo que provocó un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero del 0,8 %, ya que el mundo utilizó más energía en general. Y el año pasado, las fuentes de energía renovables, sin incluir la energía hidroeléctrica, cubrieron únicamente el 7,5 % de la demanda energética mundial.
Oportunidades en alta mar
Sin embargo, a pesar del difícil objetivo que se persigue, hay muchos motivos para ser optimistas, ya que se están afianzando las nuevas prioridades para lograr una energía que sea asequible y segura, y la tecnología ofrece cada vez más eficiencia en lo que respecta a la construcción y la explotación de los parques eólicos, así como en la distribución o el almacenamiento de la energía que producen. Por ejemplo, los aerogeneradores construidos en la década de los ochenta tenían palas de 15 metros (49 pies) y podían generar 0,05 MW de electricidad, mientras que en la actualidad, un aerogenerador marino con palas de más de 100 metros de largo genera hasta 14 MW[10].
Los aerogeneradores marinos sobre plataforma flotante (Floating offshore wind turbine, FOWT) son uno de los avances técnicos con mayor potencial. No solo son más baratos que los de cimentación fija, sino que también presentan dos ventajas cruciales: acceso a aguas más profundas (más de 60 metros de profundidad) e instalación simplificada, incluso en condiciones de profundidad media (entre 30 y 50 metros de profundidad).
En comparación con las instalaciones fijas, los FOWT son más fáciles de fabricar e instalar porque se pueden construir y montar en tierra firme y luego transportar hasta el lugar en que se instalarán en alta mar. Por consiguiente, los FOWT tienen un impacto mucho menor en el medio ambiente porque requieren una actividad mucho menos invasiva en el lecho marino.
Puesto que aproximadamente el 80 % del potencial de la energía eólica marina a nivel mundial se encuentra en zonas con profundidades superiores a los 60 metros[11], el potencial de crecimiento de la energía eólica marina flotante es significativo. Para 2030, el GWEC prevé una rápida aceleración del sector de la eólica marina flotante, con una capacidad de mercado estimada de 16,5 GW. China ya ha instalado su primer aerogenerador marino sobre plataforma flotante en alta mar, llamado Three Gorges Pioneer, y hay más proyectos en marcha[12].
Avances en el diseño
Aunque es probable que la explotación de aguas más profundas mediante los FOWT sea lo que más impulse la producción de energía eólica, se sigue tratando de aumentar también la producción de las instalaciones terrestres gracias a las labores de investigación y a los avances en la materia.
La tendencia hacia aerogeneradores cada vez más grandes continúa. Por ejemplo, el aerogenerador marino Haliade-X de GE tiene una altura de 260 metros (853 pies) y produce un 45 % más de energía que otros aerogeneradores marinos. En Noruega, se ha instalado un sistema de captación del viento en alta mar que emplea varios aerogeneradores más pequeños dispuestos de forma escalonada, lo cual simplifica el montaje y el mantenimiento ya que no se necesita equipamiento pesado. El Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) ha sugerido que, de aquí al año 2035, se duplique o triplique el tamaño de los aerogeneradores[13], de manera que produzcan una media de 5,5 MW, en el caso de los aerogeneradores terrestres, y de 17 MW, en el caso de los marinos. Argumenta que esto impulsará una reducción sustancial de los costes de entre el 35 % y el 50 % para 2050, tanto para las instalaciones terrestres como para las marinas.
Cambio de dirección
Los ejes de los aerogeneradores también pueden cambiarse de dirección, es el caso de los aerogeneradores de eje vertical (vertical axis wind turbines, VAWT), los cuales presentan una serie de ventajas: sus motores son más eficientes que los de los aerogeneradores horizontales tradicionales, pueden disponerse de forma más compacta y tienen un mejor rendimiento cuando se organizan en red.
Las investigaciones[14] han demostrado que sustituir los aerogeneradores de eje horizontal (HAWT) tradicionales por aerogeneradores de eje vertical (VAWT) a gran escala podría aumentar la producción energética en un 15 % si el segundo rotor se situara separado a una distancia equivalente a tres diámetros de turbina y en un ángulo de 60 grados respecto a la dirección del viento. Cuando los VAWT se dispusieron en serie, la producción de energía mostró un aumento adicional de alrededor del 3 %.
Asimismo, también están surgiendo nuevos enfoques para reducir los costes de instalación y funcionamiento al tiempo que se mejora la eficiencia de la electricidad generada por el viento. Por ejemplo, la start-up española Vortex Bladeless[15] está desarrollando un aerogenerador resonante de vibración inducida por vórtices que aprovecha la energía del viento de un fenómeno de vorticidad llamado calle de vórtices: una turbina sin palas que requiere menos mantenimiento porque tiene menos piezas móviles que un aerogenerador convencional.
Innovación aérea
Si se puede prescindir de las palas, ¿por qué no eliminar la necesidad de una torre, uno de los componentes más caros? La energía eólica aerotransportada (Airborne wind energy, AWE) hace precisamente eso. La AWE aprovecha la energía del viento según dos principios fundamentales: el primero consiste en instalar miniturbinas eólicas y generadores en el ala para convertir la energía eólica en electricidad, y el segundo método consiste en que el ala tire de un cable que se desenrolla de un tambor situado en tierra y que acciona un generador. Esta técnica de generación de energía desde el suelo requiere que el cable se enrolle de nuevo, lo que produce un movimiento de bombeo o “yoyo”[16].
En Europa, el sector tiene su propia asociación, Airborne Wind Europe, y ya está trabajando con grandes empresas de servicios públicos. Las empresas alemanas RWE Renewables y SkySails Power acordaron llevar a cabo un proyecto piloto de 200 kW para hacer volar una cometa de 120 m2 hasta 400 metros de altura con el fin de aprovechar los vientos de gran altitud para generar electricidad. La empresa noruega Kitemill AS ha declarado que, tras el éxito de sus primeros vuelos autónomos —en los que su tecnología de 30 kW demostró su potencial para generar energía—, tiene previsto comercializar su primer parque de cometas de demostración.
En Corea del Sur, Odin Energy[17] está promocionando su concepto de torre eólica silenciosa de 12 pisos que incorpora VAWT y puede instalarse sobre los edificios. La empresa afirma que este sistema aprovecha la energía eólica creando un vórtice mediante la utilización de diferenciales de presión del viento y puede generar electricidad a partir de brisas suaves de no más de 3,5 m/s. Odin Energy afirma que así se producirá al menos cuatro veces más electricidad que con los sistemas eólicos existentes, ocupando sólo 1/80 del espacio que requieren. La empresa calcula que el coste de capital de una torre de 10 pisos, la primera de su clase, rondaría los 1,4 millones de dólares, con un coste nivelado de la energía (levelized cost of energy, LCOE) de unos 90 USD por megavatio-hora[18].
Reducción de costes
El desafío de reducir los costes de fabricación e instalación está adoptando muchas formas y abarca cada etapa de la creación de un parque eólico operativo, desde las palas del aerogenerador hasta la instalación in situ.
En la fabricación de una pala para un aerogenerador, uno de los procesos que requieren más tiempo y mano de obra es la producción de un modelo, o una representación a tamaño real de la pala final, que luego se utiliza para fabricar el molde. Para tratar de poner solución a esta cuestión, la Oficina de Tecnologías de la Energía Eólica y la Oficina de Fabricación Avanzada del Departamento de Energía de los EE. UU. están colaborando con organizaciones públicas y privadas para aplicar la fabricación aditiva, también conocida como impresión 3D, con el fin de agilizar el proceso.
La impresión 3D también se está empleando para poner solución al gran problema de logística que supone el transporte de los componentes hasta el lugar en el que se instalará el aerogenerador. Cuanto mayor sea el aerogenerador, mayor será su eficiencia y su producción. Pero hay un límite en lo que respecta a su tamaño, si tienen que prefabricarse y luego llevarse, pieza a pieza, al lugar de instalación. En Estados Unidos, por ejemplo, el ancho de la base no puede superar los 4,5 metros por limitaciones de transporte, lo que limita la altura del aerogenerador a 100 metros. Una forma de evitar este problema es imprimir el pedestal in situ, un proyecto en el que GE Renewable Energy, el fabricante de cemento LaFargeHolcim y COBOD International están trabajando actualmente[19]. Hasta el momento, COBOD ha fabricado una base de hormigón impresa en 3D de 10 metros de altura mediante su tecnología de impresión tridimensional para la construcción a gran escala, pero el objetivo es llegar a los 200 metros. Las palas del rotor también se ven afectadas por restricciones similares en lo que respecta a su transporte. En este caso, el objetivo es producir palas más ligeras a partir de materiales como la fibra de carbono para que los componentes de hasta 80 m de longitud puedan transportarse y montarse más fácilmente in situ.
Protección del medio ambiente
El sector de la eólica está experimentando importantes avances que están transformando la percepción y la viabilidad de la energía eólica. Los parques eólicos, antaño considerados monstruosidades, se están convirtiendo en atracciones turísticas, lo que demuestra la transición hacia fuentes de energía limpias y sostenibles.
Y lo que es más importante, los recientes cambios en el panorama geopolítico han dado el empujón que tanto necesitaban los gobiernos para que la energía eólica pase a ser considerada “imprescindible” en lugar de solo “conveniente”.
Mientras tanto, las innovaciones tecnológicas y la investigación están ampliando el potencial del sector. Los parques eólicos marinos flotantes constituyen una interesante oportunidad para acceder a aguas más profundas, mientras que los aerogeneradores de eje vertical (VAWT) y los diseños innovadores como la energía eólica aerotransportada (AWE) prometen mejorar la eficiencia y reducir el impacto ambiental. Los avances en las técnicas de fabricación, como la impresión 3D, no solo reducen los costes, sino que amplían los lugares en los que la energía eólica es viable.
Sin embargo, para cumplir con los objetivos energéticos mundiales, es necesario realizar un esfuerzo mayor para acelerar la transición a fuentes de energía renovables y aumentar la cuota de energía eólica en la combinación energética global. Con inversiones continuas, apoyo político y colaboración, la energía eólica desempeñará un papel crucial en la consecución de un futuro sostenible y con bajas emisiones de carbono.
Y esta es una misión con la que estamos comprometidos en Abdul Latif Jameel. FRV, nuestro negocio insignia de energía renovable, ya opera más de 50 plantas solares y eólicas en cinco continentes y prevé contar con una capacidad de energía instalada de 4 GW para 2024. En febrero de 2023, abrió una oficina en el Reino Unido, donde actualmente hay más de 80 MW en proyectos en funcionamiento, 200 MW en construcción y más de 1 GW en desarrollo. Esta oficina también albergará su Centro mundial de excelencia en baterías. Por otro lado, sus plantas de almacenamiento de energía en baterías en Contego y Holes Bay fueron los dos activos de baterías con mejor rendimiento del país, según la clasificación preparada por la herramienta de supervisión MODO Energy[20].
También anunció su intención de entrar en el mercado alemán, con planes de suministrar energía limpia a 800 000 hogares.[21] La apertura de las oficinas de Londres y Alemania contribuirá positivamente al objetivo de FRV de alcanzar en Europa una capacidad de energía renovable instalada de 1 GW para 2025.
Como parte de esta expansión en curso, a principios de este año, FRV confirmó sus planes de construir su primera planta solar en Nueva Zelanda, un proyecto de 52 MW en Lauriston, al norte de Christchurch. A esto le siguieron rápidamente planes para otros tres parques de energía solar con una capacidad de electricidad renovable de 400 MW, junto con Genesis Energy, su socio en esta operación conjunta.[22]
Mientras tanto, en la vecina Australia, FRV ha alcanzado el cierre financiero de su desarrollo para un proyecto de energía solar en Walla Walla, en Nueva Gales del Sur, que será su quinto parque solar en el estado y su décimo en toda Australia, lo que representa una capacidad de energía total de 1 GW.
Presidente adjunto y vicepresidente
Abdul Latif Jameel
“Estamos a las puertas de un nuevo y emocionante panorama energético que podría transformar el sector energético mundial y marcar una gran diferencia en nuestras emisiones de carbono”, afirma Fady Jameel, presidente adjunto y vicepresidente de Abdul Latif Jameel.
“Las energías renovables pueden ayudar a reducir los costes de abastecer nuestros hogares, oficinas y vehículos. Pueden devolver a las personas el control sobre sus vidas, al mismo tiempo que contribuyen a preservar nuestros delicados ecosistemas para las generaciones futuras”. La energía eólica está a la vanguardia de estos apasionantes cambios, y debemos hacer todo lo posible para optimizar su potencial. Pero no puede hacerlo sola”.
“Por muy emocionantes que sean los recientes avances en la tecnología eólica, no podemos confiarnos. El objetivo de alcanzar las cero emisiones netas es un desafío en el que no podemos fracasar. Debemos redoblar nuestros esfuerzos para construir un futuro más brillante y sostenible para nuestra sociedad y nuestro planeta”.
[1] https://www.economist.com/britain/2023/01/05/britains-offshore-wind-farms-attract-tourists
[2] https://www.energy.gov/eere/wind/next-generation-wind-technology
[3] https://www.bp.com/content/dam/bp/business-sites/en/global/corporate/pdfs/energy-economics/statistical-review/bp-stats-review-2022-full-report.pdf
[4] https://gwec.net/wp-content/uploads/2023/04/GWEC-2023_interactive.pdf página 18
[5] https://ec.europa.eu/commission/presscorner/detail/en/IP_22_1511
[6] https://www.epa.gov/green-power-markets/inflation-reduction-act
[7] https://www.adb.org/publications/14th-five-year-plan-high-quality-development-prc
[8] https://iea.blob.core.windows.net/assets/deebef5d-0c34-4539-9d0c-10b13d840027/NetZeroby2050-ARoadmapfortheGlobalEnergySector_CORR.pdf Página 47
[9] https://www.theguardian.com/business/2023/jun/26/greenhouse-gas-emissions-from-global-energy-industry-still-rising-report
[10] https://www.economist.com/the-americas/2021/01/30/the-wind-power-boom-set-off-a-scramble-for-balsa-wood-in-ecuador
[11] https://gwec.net/wp-content/uploads/2023/04/GWEC-2023_interactive.pdf página 77
[12] https://gwec.net/wp-content/uploads/2023/04/GWEC-2023_interactive.pdf páginas 54-55
[13] https://www.nature.com/articles/s41560-021-00810-z
[14] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096014812100344X
[15] https://www.powermag.com/changing-winds-emerging-wind-turbine-technologies/
[16] https://www.powermag.com/changing-winds-emerging-wind-turbine-technologies/
[17] http://www.odinenergy.co.kr/jsp/eng/product/introduce.jsp
[18] https://www.greentechmedia.com/articles/read/south-korean-firm-touts-novel-vertical-axis-wind-turbine-tower-concept
[19] https://www.asme.org/topics-resources/content/6-advances-in-wind-energy
[20] https://frv.com/en/frv-inaugura-oficina-en-reino-unido/
[21] https://alj.com/en/news/abdul-latif-jameel-energys-frv-enters-the-german-market-with-plans-to-provide-almost-800000-homes-with-clean-energy/
[22] https://frv.com/en/frv-australia-and-genesis-joint-venture-secures-land-for-a-further-400-mw-of-solar-across-three-north-island-sites/
Añadido a dosier de prensa
