Eólica Marina y Energías Marinas

Europa es el mayor mercado mundial de energía eólica marina

El mayor interés en la energía eólica marina se debe a las ventajas asociadas con esta fuente de energía renovable. En comparación con la energía eólica en tierra, las instalaciones en alta mar pueden acceder a recursos eólicos más abundantes y estables. Tiene menos impacto social que la energía eólica en tierra, con respecto al ruido de funcionamiento y la carga visual. Otra ventaja de la energía eólica marina es la posibilidad de utilizar muchas de las tecnologías que ya han sido utilizadas por la industria eólica terrestre y la industria del petróleo y gas offshore.

Desde el comienzo de este siglo, la mayoría de los proyectos eólicos marinos se han movido más lejos de la costa y hacia aguas más profundas. En estas áreas, las velocidades del viento suelen ser más altas, por lo que los fabricantes han desarrollado turbinas especiales para el mercado offshore con mayor potencia nominal y más adecuadas para las duras condiciones en el mar. La cadena de suministro también ha experimentado mejoras, los métodos de instalación se han vuelto más sofisticados/estandarizados y los buques de instalación costa afuera son más eficientes.

Hasta ahora, el mercado ha estado dominado por países con costas poco profundas, profundidades de agua de menos de 50 metros y con industrias marítimas establecidas, como el petróleo y el gas. Con la creciente inaccesibilidad a lugares adecuados para la instalación de instalaciones fijas al fondo y la creciente presión sobre los países para descarbonizar sus carteras de energía, el interés por la energía eólica marina flotante está aumentando.

El desarrollo de fundaciones flotantes abre un mercado completamente nuevo con grandes oportunidades en aguas profundas en alta mar. Las principales oportunidades con conceptos flotantes son, en primer lugar, la eliminación de la restricción de profundidad. Permiten el acceso a áreas con fuertes recursos eólicos y proximidad a regiones apartadas. Otra oportunidad es facilitar las instalaciones de turbinas en aguas profundas y ofrecer una alternativa de menor costo en comparación con las bases de fondo fijo. Además, ofrecen beneficios ambientales ya que la instalación tiene menos impacto en el fondo marino en comparación con las estructuras fijas.

Teniendo en cuenta estas ventajas, la lucha por el avance de la energía eólica flotante es alto, con mayor insistencia en varios países que tienen lugares limitados de aguas poco profundas para la instalación de soportes fijos. El potencial es especialmente alto en ciertas regiones europeas, los Estados Unidos y Japon.

Europa

Europa es el mayor mercado mundial de energía eólica marina. Más del 91% de todas las instalaciones costa afuera estaban ubicadas en países europeos desde finales de 2015.
El potencial para un mayor desarrollo de la energía eólica flotante en Europa es enorme. El litoral Atlántico y extremo superior de Mar del Norte es adecuado para la instalación de eolica flotante ya que las aguas son profundas, mientras que los recursos eólicos son altos y adecuados para este concepto.

Hoy es el Reino Unido el país líder mundial con más de 5 GW de capacidad instalada en el mar. El país posee un gran potencial en el Mar del Norte con enormes recursos eólicos en aguas profundas. Las velocidades de viento más altas se encuentran en aguas escocesas y en la costa suroeste del Reino Unido, donde las áreas de aguas profundas son abundantes.

El Reino Unido puede posicionarse como el líder del mercado en la tecnología de energía eólica flotante, como lo son actualmente en la industria offshore. Los operadores poseen una gran experiencia anterior de la industria del petróleo y el gas, marítima y offshore, junto con los incentivos gubernamentales y los marcos de apoyo el potencial de éxito es enorme.
Según la Asociación Europea de Energía Eólica (EWEA), las profundidades del Mar del Norte varían entre 50 y 220 m. Por ejemplo, el despliegue de turbinas eólicas de 6 MW en esta área podría generar cuatro veces más la demanda actual de electricidad de la UE. En el Atlántico y el Mediterráneo, el potencial es aún mayor. Portugal, con una vasta área marítima, junto con Francia y España, tiene aguas profundas cerca de la costa en los mares del Atlántico. Por lo tanto, existe un gran potencial para la energía eólica marina en estas áreas.

Proyectos actuales en Europa

Europa es hogar de una pareja de pioneros del viento flotante que ya han construido prototipos y han demostrado sus diseños. También existen varias compañías que todavía están desarrollando sus conceptos y que podrían hacer un gran avance en el mercado en el futuro.

El concepto Hywind desarrollado por Statoil (actualmente Equinor) fue el primer aerogenerador flotante offshore que se está desplegando en el mundo. El Hywind Demo fue instalado en 2009, a diez kilómetros de la costa de Noruega. Unos años más tarde, en 2015, la compañía tomó la decisión de construir el primer parque eólico flotante del mundo en Aberdeenshire, Escocia. El parque cubre 4 kilómetros cuadrados a profundidades de agua de 95-120 metros. La distancia hasta la costa es de 25 km y la velocidad del viento se estima en alrededor de 10 m/s. El parque eólico de 30 MW se encuentra en producción desde finales de 2017.

WindFloat de Principle Power es también uno de los conceptos flotantes más maduros que se están desarrollando en la industria. La compañía instaló un prototipo de 2 MW, a 5 km de la costa de Aguçadoura en Portugal en 2011. El sistema ha producido 16 GWh de electricidad y fue clausurado en 2016 después de completar todos los objetivos del proyecto. Principio Power tiene ahora múltiples proyectos de seguimiento que están en desarrollo para la precomercialización de las unidades WindFloat. Incluyendo un parque eólico de 25 MW ubicado en Viana do Castelo en Portugal (WindFloat Atlantic), un proyecto de 24 MW en Leucate en Francia y un proyecto más pequeño de 6 MW en Japón.

Otro desafío que vale la pena mencionar es el de la compañía francesa Ideol. Llamado Floatgen se acaba de poner marcha frente a la costa de Le Coisic en Francia en el sitio para pruebas SEM-REV. La capacidad de la turbina es de 2 MW. El proyecto evaluará el rendimiento de la solución en condiciones reales y ofrecerá un punto de inicio para la producción en serie. La compañía tiene previsto desarrollar un parque eólico de 24 MW frente a la costa de Gruissan en Francia en los próximos años.

Al mismo compañías españolas como Esteyco o Saitec se encuentran en fase de desarrollo de sus plataformas flotantes para su pronta implantación en instalaciones de prueba.

Estados Unidos

A pesar de que el mercado eólico marino no es tan maduro en los EE. UU. En Europa, el potencial es grande para un mayor desarrollo de la tecnología flotante en este mercado. Se estima que el potencial técnico de recursos eólicos a lo largo de la costa y las aguas del Gran Lago supera los 4000 GW. Hay grandes oportunidades en estas áreas ya que el 60% de los sitios mar adentro disponibles en esta área se encuentran en aguas profundas (> 60 m). La energía eólica flotante es la única solución realista en muchos lugares de EE. UU..

Más del 80% de la demanda de electricidad de EE. UU. Existe en los estados costeros, por lo tanto, la energía eólica marina puede tener un gran impacto en el objetivo de la mezcla de energía limpia del país. La Estrategia Nacional de Energía Eólica Marina ha establecido un objetivo de 54 GW de capacidad costa afuera en los EE. UU..

Proyectos actuales en los Estados Unidos

En este punto, la mayoría de las actividades de investigación y desarrollo en los EE. UU. Se están llevando a cabo en la Universidad de Maine. Hasta el momento, el Programa de Investigación del Consorcio DeepCwind ha desarrollado una estructura de concreto flotante VolturnUS que puede soportar turbinas de viento a una profundidad de 45 metros o más. Un prototipo de 6 MW de este concepto se construyó en 2013 en una escala 1/8 y se convirtió en la primera turbina eólica flotante conectada a la red en los EE. UU. Maine Aqua Ventus ahora lidera un proyecto llamado New England Aqua Ventus, que planea desarrollar dos unidades VolturnUS de 6 MW en la isla de Monhegan. El proyecto ha sido seleccionado por el Departamento de Energía de EE. UU. para recibir £ 25.9 millones en fondos de construcción. El despliegue del proyecto está planificado para 2019 y probablemente sea el primer proyecto eólico flotante a gran escala en los EE. UU..

Otro proyecto emocionante en los EE. UU. Es la planificación de un parque eólico de 400 MW en aguas de Hawai. Alpha Wind Energy, una compañía danesa planea instalar unidades de estructuras Windfloat de Principle Power en profundidades de agua de casi 1000 metros. El proyecto se encuentra actualmente en proceso de tramitación.

Japón

Los análisis realizados indican que Japón tiene potencial para generar 600 GW de energía eólica, y la mayor parte de esto proviene de tecnologías flotantes. Japón es uno de los países que podría liderar el mercado de la energía eólica flotante, ya que tiene una condición geográfica muy adecuada para la instalación de diseños flotantes. Tiene aguas profundas y localizaciones limitadas para los parques eólicos en tierra.

Otra ventaja para los japoneses es su gran experiencia en estructuras flotantes marinas de otros mercados, como la industria de la construcción naval. Junto con el énfasis constante en I + D y una cultura de larga vida de producción en masa, todo ello parece indicar que se trata de uno de los mercados más adecuados para la comercialización de esta tecnología.
Desde el desastre nuclear de Fukushima, Japón ha cerrado la mayoría de sus reactores nucleares. Esto ha llevado a una gran cantidad de gasto en gas natural líquido para reemplazar la generación a través de energía nuclear. Por lo tanto, el enfoque en soluciones alternativas en la generación de energía, como la energía eólica flotante, se ha incrementado en los últimos años.

El aumento en el precio de la electricidad ha creado una agenda política hacia fuentes de energía renovables en Japón. Desde marzo de 2014, se introdujo en Japón una tarifa de alimentación eólica marina de aproximadamente 287 €/MWh. El objetivo de la tarifa es apoyar el desarrollo de la energía eólica marina en Japón y respaldar el financiamiento de proyectos más fácilmente.

Proyectos actuales en Japón

El gobierno japonés tiene un objetivo a largo plazo para instalar hasta 1 GW de capacidad eólica flotante en alta mar. Para alcanzar este objetivo, se está llevando a cabo un proceso de I+D llamado “Fukushima Forward”. El proyecto está dividido en dos fases. La primera fase está encabezada por Marubeni Corporation y dio como resultado 2013 la instalación de una turbina de 2 MW en una base de cuatro columnas junto con la primera subestación flotante del mundo. La segunda fase del proyecto consiste en la instalación de dos plataformas flotantes, que llevan una turbina Mitsubishi de 7 MW y una turbina Hitachi de 5 MW. El proyecto se ha convertido en un centro de investigación en tecnología de energía eólica flotante y coloca a Japón a la vanguardia en este campo.

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