En los últimos años, empresas como GE, Vestas y Siemens Gamesa Renewable Energy han anunciado planes para desarrollar enormes turbinas eólicas, vitales para una mayor generación de electricidad verde. Sin embargo, el tamaño de estas turbinas puede plantear una serie de retos para el sector a medio y largo plazo. Así lo indica un estudio de Rystad Energy.
En un futuro no muy lejano, las aguas a 15 millas de Martha’s Vineyard albergarán una parte potencialmente crucial del futuro energético de Estados Unidos: el Vineyard Wind 1, de 800 megavatios, un proyecto que se ha descrito como «el primer parque eólico marino a escala comercial del país.»
La construcción de Vineyard Wind 1 comenzó el año pasado, y la instalación utilizará versiones de 13 MW de las turbinas Haliade-X de GE Renewable Energy. Con una altura de hasta 260 metros, un diámetro de rotor de 220 metros y palas de 107 metros, el Haliade-X forma parte de una nueva generación de turbinas que se instalarán en los próximos años.
Además de GE, otras empresas están entrando en el juego de las grandes turbinas. En agosto de 2021, la china MingYang Smart Energy dio a conocer los detalles de un diseño de 264 metros de altura que utilizará palas de 118 metros.
Por otro lado, la danesa Vestas está trabajando en una turbina de 15 megavatios que tendrá un diámetro de rotor de 236 metros y palas de 115,5 metros, mientras que Siemens Gamesa Renewable Energy está desarrollando una turbina que incorpora palas de 108 metros y un diámetro de rotor de 222 metros.
Las razones de estos aumentos de tamaño son claras. En cuanto a la altura, el Departamento de Energía de EE.UU. afirma que las torres de las turbinas «son cada vez más altas para captar más energía, ya que los vientos suelen aumentar a medida que aumenta la altitud».
Un mayor diámetro del rotor tampoco es sólo para aparentar, ya que el DOE señala que «permiten a los aerogeneradores barrer más superficie, capturar más viento y producir más electricidad».
Lo mismo ocurre con las palas. El DOE afirma que las palas más largas pueden «capturar más viento disponible que las palas más cortas, incluso en zonas con relativamente menos viento».
La llegada de enormes turbinas al mercado está muy bien, pero su mera escala puede plantear una serie de retos a mediano y largo plazo para el sector, creando puntos de tensión que podrían causar dolores de cabeza.
El primer problema es en forma de barco
En febrero, un estudio de Rystad Energy se centraba en algunos de los posibles problemas relacionados con los barcos utilizados para instalar los aerogeneradores en alta mar.
Sin contar con China, señaló que las turbinas eólicas habían experimentado lo que denominó «un crecimiento acelerado en los últimos años, pasando de una media de 3 megavatios (MW) en 2010 a 6,5 MW en la actualidad».
Este cambio, explicó, es probable que se mantenga. «Las turbinas de más de 8 MW representaron solo el 3% de las instalaciones mundiales entre 2010 y 2021, pero se prevé que ese porcentaje aumente hasta el 53% en 2030».
Los datos anteriores se refieren únicamente a las turbinas eólicas marinas. Según la empresa de investigación energética e inteligencia empresarial, la demanda de buques capaces de instalar turbinas marinas de mayor tamaño superará la oferta para el año 2024.
Según la empresa, los operadores «tendrán que invertir en nuevos buques o modernizar los existentes para instalar las turbinas de gran tamaño que se espera que se conviertan en la norma a finales de la década, o el ritmo de las instalaciones eólicas marinas podría ralentizarse».
«Cuando las turbinas eran más pequeñas, la instalación podía llevarse a cabo mediante la flota de buques eólicos marinos de primera generación o mediante plataformas convertidas de la industria del petróleo y el gas», declaró entonces Martin Lysne, analista principal de plataformas y buques de Rystad Energy.
Dado que los operadores siguen prefiriendo las turbinas más grandes, Lysne dijo que se necesitaría una «nueva generación de buques construidos específicamente» para satisfacer la demanda.
Estos buques especializados no son baratos. La empresa estadounidense Dominion Energy, por ejemplo, encabeza un consorcio que construye el Charybdis, de 472 pies, que costará unos 500 millones de dólares y podrá instalar las turbinas actuales y las de próxima generación de 12 MW o más. En el futuro se necesitarán más buques como el Charybdis a medida que crezcan las turbinas.
Según el análisis de Rystad Energy, «de la flota actual de buques construidos específicamente, sólo un puñado de unidades puede instalar turbinas de más de 10 MW y ninguna puede instalar turbinas de más de 14 MW». «Esta situación cambiará hacia 2025, a medida que se empiecen a entregar los nuevos buques y los existentes reciban mejoras en las grúas».
Segundo problema: Puertos
Los barcos que transportan e instalan las turbinas serán importantes en los próximos años, pero los puertos en los que atracan son otra área en la que probablemente se necesiten inversiones y mejoras para atender el crecimiento de la energía eólica.
En un comentario enviado a CNBC por correo electrónico, Lysne, de Rystad Energy, describió la infraestructura portuaria como «muy importante» desde la perspectiva de los buques.
Figura 1. Buques de instalación amarrados en Ostende (Bélgica). Los organismos industriales del sector de la energía eólica solicitan importantes inversiones en infraestructuras portuarias para hacer frente a la rápida expansión de los parques eólicos.
En el futuro, parece que se necesitará mucho dinero. El pasado mes de mayo, un informe del organismo industrial WindEurope afirmaba que los puertos europeos tendrían que invertir 6.500 millones de euros (unos 7.070 millones de dólares) de aquí a 2030 para «apoyar la expansión de la eólica marina».
El informe aborda la nueva realidad de las turbinas más grandes y el efecto que esto podría tener en relación con los puertos y las infraestructuras. «Se necesitan instalaciones mejoradas o totalmente nuevas para acoger turbinas más grandes y un mercado más amplio», decía.
Los puertos, según WindEurope, también tendrían que «ampliar sus terrenos, reforzar los muelles, mejorar sus puertos de altura y realizar otras obras civiles».
Más recientemente, un informe del Global Wind Energy Council también reforzó la importancia de los puertos.
«A medida que los proyectos de energía eólica marina se expanden y los proyectos de energía eólica flotante a escala comercial proliferan, las mejoras portuarias serán fundamentales para el éxito futuro del sector», decía.
La organización, con sede en Bruselas, afirmó que el tamaño de las turbinas había «aumentado drásticamente» en la última década, señalando que en el mercado existen turbinas de 15 MW.
«Los expertos predicen ahora que las turbinas de 17 MW serán habituales en 2035», dijo, antes de añadir que los proyectos centrados en la eólica marina flotante se estaban desarrollando «en grandes volúmenes».
Estos «proyectos flotantes» necesitaban «un importante almacenamiento y ensamblaje en los muelles, lo que exige instalaciones más espaciosas, enlaces de transporte terrestre dentro de las zonas portuarias y puertos de mayor profundidad».
«Varios gobiernos han identificado las mejoras portuarias como vitales para el progreso de la eólica marina, desde Taiwán hasta el Estado de Nueva York».
Figura 2. A medida que los aerogeneradores aumentan de tamaño, los buques utilizados para transportar sus componentes también tendrán que adaptarse.
En relación con los puertos, Lysne, de Rystad Energy, declaró a la CNBC que Estados Unidos -cuyo mercado eólico marino actual es pequeño- «necesitaría más esfuerzo, ya que no dispone de la misma infraestructura que Europa».
El cambio en ese frente sí parece estar próximo. A principios de marzo, BP y Equinor -dos empresas más conocidas como productoras de petróleo y gas- firmaron un acuerdo para convertir la terminal marina de South Brooklyn en un puerto eólico marino.
En un anuncio, Equinor dijo que el puerto se convertiría en «una instalación de vanguardia para los proyectos Empire Wind y Beacon Wind de Equinor y bp». El sitio, afirmó, sería «un destino para futuros proyectos eólicos marinos en la región». Se espera que la inversión en la mejora de las infraestructuras ascienda a entre 200 y 250 millones de dólares.
El camino a seguir
Todo lo anterior se traduce en la importancia de las infraestructuras y la logística. Shashi Barla, responsable global de la cadena de suministro y tecnología eólica en Wood Mackenzie, declaró a la CNBC que, aunque las empresas tienen la capacidad tecnológica, los retos logísticos están resultando «muy difíciles».
«No es que sea algo nuevo… hemos estado hablando de los desafíos logísticos desde el primer día de la industria», dijo Barla. «Es que … estamos como ahora, hoy, acercándonos al punto de inflexión».
En todo el mundo, las principales economías están anunciando planes para aumentar la capacidad de energía eólica en un intento de reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles.
Figura 3. A medida que los componentes de los aerogeneradores aumentan de tamaño, los retos logísticos a los que se enfrenta el sector también parecen aumentar. Esta imagen, de agosto de 2021, muestra el transporte de una pala de rotor de 69 metros de largo en Alemania.
Aunque estos objetivos son ambiciosos, está claro que se enfrentan a una serie de obstáculos. Sin tener en cuenta los problemas relacionados con el tamaño de las turbinas, será necesario un esfuerzo gigantesco para poner en marcha todas estas instalaciones. Hay trabajo por hacer.
«Cada vez más, la falta de infraestructuras facilitadoras se considera un factor importante que limita el crecimiento de la industria eólica», señala el informe del GWEC.
«En muchos países», añadía, «la falta de infraestructuras, como redes de distribución y transmisión, autopistas logísticas y puertos, está frenando la expansión de la energía eólica y ahogando la propia innovación necesaria para transformar el sistema energético».
Junto a estas cuestiones, la interacción de los aerogeneradores con la fauna y la flora será probablemente otro ámbito de gran debate y discusión en el futuro.
La semana pasada, el Departamento de Justicia de EE.UU. anunció que una empresa llamada ESI Energy Inc. se había «declarado culpable de tres cargos de violación de la MBTA», o Ley del Tratado de Aves Migratorias.
A medida que avanza el siglo XXI, la energía eólica está preparada para una expansión masiva, pero el camino que queda por recorrer no parece nada fácil. Con la reciente advertencia del Secretario General de la ONU de que el planeta «camina dormido hacia la catástrofe climática», lo que está en juego no podría ser mucho más importante.
Noticia tomada de: CNBC / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
Video: ¿Cómo se instala una turbina eólica de 14 MW:
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