En 1991, Vindeby Wind Farm se convirtió en el primer parque eólico marino del mundo. Situado frente a la costa de Dinamarca, tenía capacidad suficiente para generar energía para 2200 hogares.1
Treinta años después, tanto el número como el tamaño de las turbinas de los parques eólicos ha aumentado y los más recientes tienen capacidad para suministrar energía a millones de hogares. Por ejemplo, las turbinas de 14 megavatios (MW) planificadas para el parque eólico de Dogger Bank frente a la costa noreste de Inglaterra son capaces de producir 31 veces más energía que cada una de las turbinas de Vindeby, y cada pala es más alta que el Big Ben de Londres.2 Una vez terminado, se espera que el parque eólico de 3,6 gigavatios (GW) genere electricidad suficiente para abastecer a seis millones de hogares.3 A nivel mundial, el potencial de producción de los parques eólicos marinos ya asciende a 35 GW, es decir, 7000 veces más que Vindeby. Y casi una sexta parte de esa capacidad mundial se instaló durante 2020.
Este increíble caso de éxito no es producto del azar, es el resultado de un firme deseo del gobierno, la industria y la sociedad de que el sector avance como nueva forma de generación de energía. Las innovaciones y avances tecnológicos, las mejoras en la cadena de suministro, la reducción de los riesgos y la seguridad de las políticas han convertido a los parques eólicos marinos en una propuesta atractiva para los inversores y han generado importantes reducciones de costes en muy poco tiempo. Esto se hace evidente cuando se comparan los «precios de ejecución», es decir, el precio que se paga al propietario del parque eólico por cada unidad de energía generada. Entre 2015 y 2019, el precio de ejecución se desplomó de £120/megavatio hora (MWh)4 a £40/megavatio hora (MWh).5
Sin viento, no hay Net Zero
A pesar de su asombroso crecimiento hasta la fecha, la energía eólica marina global es todavía un mercado muy joven. Para ofrecer un futuro Net Zero, la energía eólica marina debe convertirse en la piedra angular de nuestra generación de energía. Pero si se compara con otras tecnologías como la eólica terrestre (alrededor de 700 GW de capacidad instalada), el carbón (cerca de 2000 GW de capacidad instalada) y la nuclear (unos 450 GW de capacidad instalada), los 35 GW actuales de capacidad eólica marina parecen poca cosa.
La Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA) ha pronosticado que para 2030 necesitaremos una capacidad global instalada de 270 GW de energía eólica marina y de 2000 GW en 2050 si queremos cumplir los objetivos del Acuerdo Climático de París acordados en la COP21 para limitar el calentamiento global a 1,5 grados.6 Para poder cumplir estos objetivos es necesario instalar la capacidad global que tenemos actualmente cada año durante los próximos ocho años y luego instalar 2,5 veces esa capacidad (86,5 GW al año) durante cada uno de los próximos 20 años. Se trata de un ritmo de crecimiento sin precedentes para los grandes proyectos de infraestructura energética y debe producirse en un momento en que otras infraestructuras energéticas con bajas emisiones de carbono también necesitan aumentar su capacidad de forma radical.
En los mercados de energía eólica marina más maduros, como el de Reino Unido y Alemania, este tipo de energía ya constituye una parte fundamental de la generación energética, pero es necesaria más capacidad para garantizar que el suministro sea capaz de responder a la demanda. Por ejemplo, muchas centrales eléctricas convencionales del Reino Unido quedarán desmanteladas en un futuro próximo, todas las centrales eléctricas de carbón lo harán en 2025 y casi todas las centrales nucleares operativas cerrarán en 2035. Esto hará que aumente la dependencia de la generación renovable, en concreto, de la energía eólica y solar junto con el gas natural a fin de poder hacer frente a la demanda energética en un futuro relativamente próximo.
En mercados emergentes como el de EE. UU. y Asia, la falta de impulso sólido al mercado de la energía eólica marina podría provocar que los países pierdan su oportunidad de participar en la cadena de suministro de energía eólica marina e incluso generar inversiones en formas de generación de energía más contaminantes.
En general, es fundamental incrementar la energía eólica marina a nivel mundial, pero será todo un reto. Sin embargo, si volvemos la mirada atrás a las antiguas predicciones, vemos que tanto la energía eólica terrestre como la marina suelen estar a la altura del reto y superar las expectativas.7 Así pues, ¿qué debemos hacer para superar los obstáculos y acelerar la meta hacia el Net Zero?
Cambiar la velocidad del viento
El reto al que se enfrenta la energía eólica marina es acelerar la implementación. Esto requerirá la colaboración entre los gobiernos, la industria eólica marina y el sector energético en general para lograr una innovación técnica y científica y un despliegue coordinado de la infraestructura necesaria para alcanzar el Net Zero. Juntos debemos:
Crear un entorno de mercado sólido y específico para cada país
Aumentar las oportunidades en los mercados emergentes
Es fundamental que los gobiernos y las partes interesadas colaboren para desarrollar un entorno de mercado que permita implementar e incrementar la energía eólica marina de forma efectiva. Un ejemplo es el establecimiento de un panorama de políticas estable que ayude a las partes interesadas durante el proceso de planificación del proyecto mediante el desarrollo de pautas que sirvan para asignar el lecho marino y dar confianza a los inversionistas y constructores en el desarrollo de la zona. Es importante mejorar la coordinación entre constructores, generadores y gobiernos y garantizar el equilibrio adecuado de intervención para poder desarrollar un entorno de mercado sólido. Es esencial aplicar las lecciones aprendidas de los panoramas de políticas actuales para poder desarrollar nuevos marcos de políticas específicos para cada país.
Conectar la energía directamente donde más se necesita construyendo redes marítimas coordinadas
La gran mayoría de los parques eólicos están conectados de manera individual a través de un cable de transmisión al punto más cercano de la red terrestre de su país (conexión «punto a punto»). Sin embargo, este punto de conexión puede no encontrarse cerca de donde se necesita la electricidad, y la transmisión de esta electricidad desde el punto de conexión terrestre a los consumidores ha provocado cuellos de botella («limitaciones») en la red eléctrica terrestre, por lo que no toda la electricidad que podría generarse con energía eólica marina llega a utilizarse realmente. Si no se invierte en las redes de transmisión, este problema no hará más que crecer a medida que se vaya generando más energía eólica marina.
Una de las soluciones que se propone es reemplazar los nuevos enlaces punto a punto con una red marina coordinada y mallada que permita que la electricidad de varios parques eólicos se transmita a través de cables marítimos a varios puntos de conexión terrestres distintos. Esta red coordinada podría disminuir el coste de la energía eólica marina, ya que se reduce la longitud total de cable de transmisión marítima necesario para conectar nuevos parques eólicos. También podría reducir la congestión de la transmisión terrestre ya que la energía se transmitiría desde un parque eólico a un punto de conexión terrestre más cercano al lugar donde se necesita, evitando las restricciones de la red terrestre.
Entender el papel de la energía eólica marina: enfoque de sistemas completos
Es probable que la energía eólica marina sea importante en varios países costeros, pero su ubicación e intermitencia pueden llevar retos implícitos de integración en el suministro de energía más amplio. Adoptar un enfoque de sistemas completos implica plantearse cómo funcionan juntas las diferentes partes del sistema energético. Se pueden utilizar modelos de sistemas de energía complejos para desarrollar varios escenarios sobre cómo el sistema energético de un país podría pasar a Net Zero. En el caso de la energía eólica marina, puede arrojar información sobre cuánta capacidad se debe implementar y ayudar a identificar qué otra infraestructura es necesario instalar para que la energía eólica marina brinde las mayores ventajas al sistema energético. Por ejemplo, tecnologías de almacenamiento y flexibilidad como las baterías o el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo serán cruciales para incrementar la energía eólica marina al mitigar el impacto de la intermitencia de la energía eólica y garantizar que el suministro de energía siempre se adapte a la demanda.
Desarrollar una cadena de suministro sólida y ambientalmente sostenible
Proteger el medio ambiente y minimizar los impactos negativos de la energía eólica marina
Si bien la energía eólica marina conlleva importantes ahorros de carbono al reducir la necesidad de generación de combustibles fósiles, sigue siendo de vital importancia minimizar los impactos ambientales de la construcción, el funcionamiento y el desmantelamiento de los parques eólicos. Esto implica reducir las emisiones en la cadena de suministro y minimizar la cantidad de material que se envía al vertedero tras el desmantelamiento, y comprender y gestionar su impacto sobre el medio ambiente y la fauna silvestre local durante la vida útil del parque.
Generar ventajas locales a través de la cadena de suministro
Como hemos señalado, generar 2000 GW mediante energía eólica marina para 2050 requerirá una ampliación sin precedentes de la construcción. Para poder alcanzar este objetivo será necesario contar con personal especializado y una infraestructura portuaria y de fabricación suficientes. A medida que varias economías se alejan de la producción de petróleo y gas, la energía eólica marina supone una oportunidad para la «transición justa», ya que garantiza que los trabajadores puedan acceder a empleos calificados y de buena calidad en sus áreas locales.
Seguir innovando
Sacar el máximo partido a los recursos eólicos disponibles: la función de la energía eólica
A día de hoy, la gran mayoría de la energía eólica marina instalada se ha fijado en el lecho marino. Esto requiere aguas poco profundas y unas condiciones adecuadas del lecho marino. No obstante, Wind Europe estima que el 60-80 % del potencial eólico marino de la región se encuentra en aguas profundas; capturar este potencial requiere de plataformas eólicas flotantes.8 Si bien hasta la fecha solo se han instalado 125 MW de energía eólica flotante en todo el mundo (suficiente para alimentar cerca de 60 000 hogares), nuestro análisis señala que se podrían instalar 11 GW para 2030 y 70 GW para 2040.9 Esto seguiría siendo una minoría de la capacidad eólica marina total instalada a nivel mundial, pero podría ser el tipo de energía eólica marina dominante en mercados con opciones de energía eólica marina de fondo fijo limitadas.
Al ser una tecnología más novedosa, la energía eólica flotante es, a día de hoy, más cara que la de los parques eólicos de fondo fijo, pero la inversión en innovación y proyectos piloto para probar nuevas tecnologías junto con las políticas de apoyo pueden impulsar su implementación y reducir los costes.
Desarrollar una economía de hidrógeno: la función de la energía eólica marina
Es probable que el hidrógeno juegue un papel en varias economías con bajas emisiones de carbono. El hidrógeno se puede producir a partir de electricidad y agua mediante un proceso denominado electrólisis. Si la electricidad utilizada procede de una fuente renovable, al hidrógeno producido se le suele conocer como «hidrógeno verde». La producción de hidrógeno verde es una forma de almacenar energía y podría hacer uso de la electricidad que de otro modo no se utilizaría a causa de los cuellos de botella que se forman en la red de transmisión. De forma alternativa, los electrolizadores ubicados en alta mar podrían generar hidrógeno y después canalizarse o enviarse donde se necesiten. Esto podría eliminar la necesidad de una conexión eléctrica desde el parque eólico a la red terrestre, lo que aceleraría la implementación de la energía eólica marina en áreas donde sería difícil conectarse a la red eléctrica.
Debemos fomentar la colaboración en todo el sector para abordar problemas técnicos, económicos y normativos clave. Las prácticas industriales conjuntas son una forma excelente de eliminar el riesgo de los proyectos de investigación y desarrollo costosos al dividir los gastos de los mismo entre muchas partes interesadas, lo que aporta el amplio conocimiento de muchas empresas e instituciones de investigación para alcanzar los objetivos.
Hacerlo realidad requiere inversiones a día de hoy, pero permitirá que la energía eólica marina se entregue de manera rentable y a escala en el futuro. Las últimas tres décadas nos han demostrado lo que se puede conseguir con un esfuerzo coordinado para ampliar una industria naciente. Ahora debemos multiplicar nuestros esfuerzos para continuar con este progreso.
Cómo puede ayudar Carbon Trust
Aceleramos el desarrollo de nuevas tecnologías eólicas marinas y trabajamos con los Gobiernos y socios del sector para orientar políticas, apoyar a los innovadores tecnológicos, identificar oportunidades de reducción de costes e implementar programas de innovación.
Nuestros programas de investigación, desarrollo e implementación (I+D+I) colaborativos de varios millones de libras y varios años han aportado beneficios tangibles al sector. En su primera década, nuestro Acelerador de energía eólica marina contribuyó a reducir el coste de la energía en un 15 % en un proyecto de energía eólica marina promedio.
Nuestros Programas conjuntos de la industria (JIP) cuentan con el respaldo de los principales desarrolladores de energía eólica marina e incluyen:
El Acelerador de Energía Eólica Marina (Offshore Wind Accelerator [OWA]): El OWA es nuestro programa colaborativo insignia de I+D+I, creado en 2008 con el objetivo de reducir el coste de la energía eólica marina, superar los obstáculos del mercado, desarrollar las mejores prácticas de la industria y desencadenar el desarrollo de nuevos estándares industriales.
El JIP de energía eólica flotante: El JIP de energía eólica flotante fue fundado en 2016 con el objetivo de investigar los retos y oportunidades de desarrollar parques eólicos flotantes a escala comercial. Ha realizado más de 35 proyectos de investigación y ha apoyado el desarrollo de nuevas innovaciones mediante concursos de aceleración tecnológica.
El Proyecto conjunto del sector para la energía renovable marina (Offshore Renewables Joint Industry Programme [ORJIP]): El ORJIP para la energía eólica marina se fundó en 2012 y su objetivo es reducir la planificación y el riesgo ambiental de la energía eólica marina existente y futura mediante la investigación. Ha realizado estudios pioneros que han mejorado la comprensión del impacto de los parques eólicos en la fauna silvestre.
El integrador: El integrador es una iniciativa conjunta del sector que está liderada por constructores de parques eólicos marinos y cuya finalidad es comprender y superar los retos de integrar la energía eólica marina en un sistema energético. Este es su primer año y su finalidad es ayudar a maximizar la contribución de la energía eólica marina a un futuro energético de bajo coste, flexible, predecible y con bajas emisiones de carbono.
The Carbon Trust también ofrece información especializada sobre varias áreas relacionadas con la energía eólica marina, como: asesoramiento sobre políticas; análisis de mercado y cadena de suministro; análisis y modelo de costes; priorización de la innovación; comercialización tecnológica; y modelo de sistemas energéticos (incluida la integración de almacenamiento eólico) tanto para proyectos fijos como flotantes. Hemos adquirido nuestros conocimientos gracias a nuestra participación en los mercados pioneros del Reino Unido y Europa, que ahora estamos implementando en los mercados eólicos marinos emergentes en Japón, China, Taiwán y EE. UU.
Ampliar la implementación de la energía eólica marina es clave para acelerar la misión a Net Zero y Carbon Trust, que ha sido pionero en la descarbonización durante más de veinte años, es el socio experto para conseguirlo. Si pertenece a un organismo gubernamental interesado en desarrollar una estrategia de energía eólica marina, un constructor con interés en nuestros programas de investigación o simplemente desea obtener más información sobre nuestra labor, no dude en ponerse en contacto con nosotros.
- https://orsted.com/en/about-us/whitepapers/making-green-energy-affordable/1991-to-2001-the-first-offshore-wind-farms
- 107m blade, Big ben 96m
- https://www.sserenewables.com/offshore-wind/projects/dogger-bank/, https://www.ge.com/renewableenergy/wind-energy/offshore-wind/haliade-x-offshore-turbine
- EA1, 2017-18 delivering date, £119.89 /MWh (2012 prices) https://www.gov.uk/government/publications/contracts-for-difference-cfd-allocation-round-one-outcome
- £39-£41/MWh, delivery dates 2023/24 or 2024/25 (2012 prices). https://www.gov.uk/government/publications/contracts-for-difference-cfd-allocation-round-3-results
- Referenced in https://gwec.net/wp-content/uploads/2021/09/GWEC-offshore-wind-2021-updated-1.pdf
- https://windeurope.org/about-wind/history/?category=stats-targets
- https://windeurope.org/wp-content/uploads/files/about-wind/reports/Floating-offshore-statement.pdf
- https://prod-drupal-files.storage.googleapis.com/documents/resource/public/FWJIP_Phase_2_Summary_Report_0.pdf
