Energía eólica podría proveer 10 veces la necesidad eléctrica de Europa

17 julio, 2019
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Traducido por Mónica Gálvez - Fuente por CarbonBrief - Foto por ben-bryant / Gettyimages

Investigadores estimaron en base a los cambios de velocidad por el viento, la tierra disponible y los más recientes diseños de turbinas futuristas.

Para hacer su estimación, un equipo de investigadores alemanes tuvo en cuenta los cambios en la velocidad del viento, toda la tierra disponible y, fundamentalmente, los diseños de turbinas futuristas que ya están llegando al mercado.

Si bien señalan que generar el 100% del poder de Europa a partir del viento no sería realmente factible debido a limitaciones sociales, económicas y políticas, los científicos dicen que su estimación da una cifra “significativamente más alta” que la mayoría de las evaluaciones anteriores del potencial eólico.

Su artículo, publicado en la revista Energy, también sugiere que, a medida que la tecnología avance, el costo de la electricidad resultante será más barato de lo que los estudios anteriores han estimado.

Algunas naciones, incluido el Reino Unido, han luchado contra la oposición política al viento en tierra. Sin embargo, La Unión Europea enfrenta ambiciosos objetivos climáticos en los próximos años, donde se espera que el viento sea el mayor contribuyente al suministro de energía de la región en menos de una década.

Metas renovables

En su estado actual, la UE apunta a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero en un 80-95% para 2050 en comparación con 1990, en medio de una creciente presión sobre los estados miembros para que acepten un objetivo de emisiones cero netas.

El logro de estos objetivos requerirá un enorme cambio en todo el continente hacia fuentes de energía renovables. Alemania ya se ha comprometido a cambiar casi totalmente a las energías renovables a mediados de siglo.

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Se espera que el viento, particularmente el viento en tierra, haga una contribución significativa a estos objetivos. El World Energy Outlook de la Agencia Internacional de Energía (AIE) concluyó el año pasado que la energía eólica está por sobrepasar al carbón, la energía nuclear y el gas, convirtiéndose así en la fuente de energía más grande de la UE para el 2027.

Sin embargo, como lo demostró el Reino Unido, donde los recortes a los subsidios del gobierno y las reglas de planificación más estrictas han bloqueado efectivamente el progreso del viento en tierra desde 2015, los factores políticos, sociales y económicos han agregado una incertidumbre significativa al futuro de esta tecnología.

Varios estudios han intentado estimar la capacidad eólica de todo el continente, lo que se suma al conjunto de pruebas sobre la viabilidad de la tecnología. Estos estudios toman en cuenta factores tales como los patrones climáticos y las ubicaciones hipotéticas para que las granjas eólicas midan el potencial máximo de la energía eólica en toda la región.

Estos estudios han tendido a estimar una capacidad europea total de entre aproximadamente 8 y 12 teravatios (TW), lo que daría como resultado una generación anual total de entre 16 y 21 petawatt por hora(PWh). Dada la generación anual de electricidad para Europa, según la Revisión estadística de World Energy de BP, es de solo 3.6PWh, lo que ya supera ampliamente la cantidad requerida en el continente.

Sin embargo, en su nuevo artículo, los autores explican que piensan que esto es una subestimación cuando se considera el potencial futuro de la generación eólica en Europa.

Diseños futuristas

La cifra a la que llegan los investigadores es de 13.4TW de capacidad eólica instalable en toda Europa, solo ligeramente superior a las estimaciones anteriores.

Sin embargo, el gran avance proviene de su estimación del potencial de generación anual promedio, que es de 34.3PWh. Esto es 13PWh más alto que el estimado más cercano realizado por otros científicos y 10 veces más potente que lo que los datos de BP sugieren que Europa usa hoy.

En su artículo, los autores atribuyen esta discrepancia en parte a sus métodos de identificación de terrenos elegibles para la construcción de granjas eólicas y la estimación del clima. De manera crucial, también enfatizan su enfoque en los diseños de turbinas futuristas del tipo que se espera que se conviertan en estándar en los próximos años.

Varias investigaciones que estiman la generación y horas de carga. – Gráfica: Carbon Brief

David Severin Ryberg, estudiante que dirigió el estudio, con doctorado en el Forschungszentrum Jülich en el norte de Rhine-Westphalia , explica por qué esto es tan importante:

“El uso de diseños de turbinas futuristas tiene un gran impacto en el resultado de estas investigaciones potenciales de generación y, por extensión, cambiará drásticamente el resultado de los esfuerzos hipotéticos de diseño de sistemas de energía”.

Durante la última década, ha habido un aumento constante en la capacidad de la turbina, la altura del cubo y el diámetro del rotor, y se espera que estas tendencias continúen. Mientras que otros estudios han usado las turbinas contemporáneas como su línea de base, Ryberg y sus colegas optaron por usar una turbina futurista que creen que estará extendida para el 2050.

Dicen que sus características representan “estimaciones conservadoras” de normas futuras basadas en la tasa histórica de cambio y señalan que dicho diseño se alinea con una proyección descrita como “probable” por la AIE. Además, tales turbinas ya existen en la forma de Vestas V136, turbina eólica de 4.2MW que hizo su debut a principios de este año en el primer parque eólico sin subsidios de Dinamarca.

Andrew Canning, de la asociación comercial WindEurope, dijo que es “altamente probable” que “turbinas mejores, más eficientes y más potentes” continuarán surgiendo en el futuro cercano:

“Definitivamente estamos viendo una tendencia en los últimos años en que los aerogeneradores se están volviendo más eficientes. Sin duda, han crecido en altura, pero también se han vuelto más eficientes. Pueden trabajar a velocidades de viento más altas y más lentas, lo que les permite capturar más viento durante el tiempo, lo que significa que generan más electricidad suficiente para una capacidad instalada dada”.

Estas turbinas más nuevas tienen el potencial de ser utilizadas también en la “repotenciación” de los parques eólicos existentes. Aquí es donde las turbinas de un antiguo parque eólico se reemplazan al final de su vida útil, con modelos más nuevos y, a menudo, más grandes.

Canning observa el caso del parque eólico en tierra El Carbito en España, que vio aumentar su capacidad de potencia de 22.8MW a 31MW después de que se reemplazaran 90 turbinas de primera generación con 15 nuevas.

Ubicación y costo

Para llevar a cabo su análisis, los investigadores primero descartaron cualquier lugar que no fuera adecuado para la construcción de parques eólicos. Esto incluyó la exclusión de 800m de zonas alrededor de todos los asentamientos y 1.2km de zonas alrededor de las áreas más densamente pobladas. Se ubicaron más zonas de exclusión alrededor de una amplia variedad de ubicaciones, desde aeropuertos y líneas eléctricas hasta hábitats de aves y campamentos protegidos.

Incluso después de este esfuerzo, los investigadores se quedaron con un área total de 1.3 millones de kilómetros cuadrados, aproximadamente una cuarta parte de toda la superficie terrestre de Europa, donde los teóricos podrían construirse teóricamente, esto es aproximadamente el mismo rango que los estudios anteriores.

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Luego utilizaron un algoritmo para identificar el número máximo de sitios de instalación para turbinas y una simulación para determinar la generación por hora en esos sitios durante el transcurso de una vida útil de 37 años.

Factor de capacidad eólica anual promedio en Europa. – Gráfica: Carbon Brief

Aquí es donde la nueva proyección diverge de estudios previos. La combinación de mayor capacidad global y mayor eficiencia de las nuevas turbinas significa que estima un potencial de generación mucho mayor. Los autores señalan que este aumento significativo no se distribuye de manera uniforme en Europa, ya que las naciones se benefician de vientos fuertes, como el Reino Unido, Dinamarca e Irlanda, que registran las mayores ganancias potenciales.

Ryberg y su equipo también consideran el costo de la energía eólica en los escenarios de energía renovable europeos que se han descrito en la literatura. Descubrieron que las turbinas futuristas podían producir electricidad a un ritmo más barato que los diseños contemporáneos, en parte debido a su capacidad para soportar mejor las bajas en la velocidad del viento y, por lo tanto, operar con menos almacenamiento de respaldo. Incluso en las áreas donde se construyen la mayoría de los parques eólicos, concluyen que es poco probable que los costos de electricidad provenientes del viento superen los 0.06 Euros por kWh (5p), según el estudio.

Expectativas para el futuro

Ryberg señala que su papel se basa en una situación hipotética, si bien se cuidaron de excluir las turbinas poco realistas construidas en la parte superior de una escuela, por ejemplo, eso no significa que una cuarta parte de Europa jamás estaría cubierta de forma realista por los parques eólicos. Explica por qué no cree que Europa se esté dirigiendo hacia un futuro completamente impulsado por el viento:

“Gran parte de este potencial de generación técnica no sería económicamente atractivo. Además, la distribución geoespacial no corresponde perfectamente a todas las áreas de demanda de energía; por ejemplo, encontramos un alto potencial de generación eólica en Suecia, que tiene una demanda de energía relativamente baja en comparación con Alemania, Francia, Italia y el Reino Unido. Además de esto, la intermitencia del viento es un concepto bien conocido que podría hacer que un sistema energético europeo completamente eólico, debido a los requisitos de almacenamiento y transmisión de energía, y sea difícil de gestionar “.

Sin embargo, esto no significa que el documento carezca de implicaciones en el mundo real. Mientras que los políticos en lugares como Polonia y el Reino Unido se han resistido al viento en tierra en los últimos años, Canning dice que las encuestas muestran que el público europeo está “abrumadoramente” a favor de la tecnología.

El estudio realizado por Ryberg y su equipo muestra que no solo es concebible un extenso despliegue de energía eólica, sino que también es barato. Estos hechos “hablan por sí mismos”, dice Canning, y deberían influir en las decisiones de los políticos que formulan sus planes nacionales de energía y clima en un intento por cumplir los objetivos europeos de emisiones.

Ryberg dice que solo el uso de los diseños de turbinas existentes cuando se trata de evaluar el futuro de los sistemas que impulsan a Europa puede agregar sesgos a su diseño, lo que hace que las personas no inviertan en ninguna ubicación que no sea tradicionalmente “fuerte” para la energía eólica. Usando la simulación más actualizada de su equipo, explica que el alcance puede ser mucho más amplio:

“Dado que los responsables políticos deben confiar en estas hipotéticas evaluaciones del sistema energético para informar sus decisiones, está claro que el uso de diseños futuristas de turbinas debería conducir a una mayor proliferación y apoyo para el sector de la energía eólica en Europa”.

Este texto apareció originalmente en CarbonBrief, puedes ver el original en inglés aquí.