Una turbina eólica Haliade X fotografiada el 2 de marzo de 2022 en los Países Bajos. El Haliade-X es parte de una nueva generación de turbinas gigantes que se instalarán en los próximos años.
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En un futuro no muy lejano, cuerpos de agua a 15 millas de Martha’s Vineyard albergarán lo que puede ser una parte fundamental del futuro energético de Estados Unidos: el proyecto Vineyard Wind 1 de 800 megavatios, un proyecto descrito como «el primer proyecto comercial de la nación». parque eólico marino.» «
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 (853 pies), un diámetro de rotor de 220 metros y palas de 107 metros de largo, la Haliade-X forma parte de una nueva generación de turbinas que se instalarán en los próximos años.
Además de GE, otras empresas también se están involucrando en el acto de las grandes turbinas. En agosto de 2021, la empresa china MingYang Smart Energy dio a conocer los detalles de un diseño de 264 metros de altura que utilizará aspas de 118 metros.
Por otra parte, la empresa danesa Vestas está trabajando en una turbina de 15 megavatios con un rotor de 236 metros de diámetro y 115,5 metros de palas, mientras que Siemens Gamesa Renewable Energy está desarrollando una turbina de 108 metros de palas y 222 metros de diámetro de rotor.
Las razones de estos aumentos de tamaño son claras. En términos de altitud, el Departamento de Energía de EE. UU. dice que las torres de las turbinas «se hacen más altas para capturar más energía, ya que los vientos generalmente aumentan con la altitud».
El diámetro de rotor más grande tampoco es solo para mostrar, ya que el DOE señala que «permite que las turbinas eólicas barran más área, capturen más viento y generen más energía».
Es lo mismo con las cuchillas. El DOE dice que las aspas más largas «pueden capturar más viento disponible que las aspas más cortas, incluso en áreas con relativamente poco viento».
La llegada al mercado de grandes turbinas está muy bien, pero su gran tamaño puede plantear una serie de desafíos para el sector a medio y largo plazo y crear cuellos de botella que podrían causar dolores de cabeza.
forma de barco
Tomar instalaciones. En febrero, la investigación de Rystad Energy refinó algunos de los problemas potenciales asociados con los buques utilizados para instalar turbinas eólicas marinas en alta mar.
Sin contar a China, las turbinas eólicas han experimentado el llamado «crecimiento acelerado» en los últimos años, aumentando de un promedio de 3 megavatios (MW) en 2010 a 6,5 MW en la actualidad.
Ese cambio, explicó, es probable que continúe. “Las turbinas de más de 8MW representaron solo el 3 % de las instalaciones globales entre 2010 y 2021, pero se prevé que ese porcentaje aumente al 53 % para 2030”.
Los datos anteriores se refieren únicamente a las turbinas eólicas marinas. La demanda de embarcaciones capaces de instalar turbinas marinas más grandes superará la oferta para 2024, según la firma de investigación energética e inteligencia empresarial.
Los operadores, dijo, «deben invertir en nuevas embarcaciones o actualizar las existentes para instalar las turbinas de gran tamaño que se espera que se conviertan en la norma para fines de la década, o el ritmo de las instalaciones eólicas marinas podría disminuir».
«Cuando las turbinas eran más pequeñas, la instalación podía ser realizada por la flota de embarcaciones eólicas marinas de primera generación de la industria del petróleo y el gas o autoelevables convertidos», dijo Martin Lysne, analista senior de plataformas y embarcaciones de Rystad Energy, en un comunicado a tiempo.
A medida que los operadores continúan favoreciendo las turbinas más grandes, Lysne dijo que se necesitará una «nueva generación de embarcaciones especialmente diseñadas» para satisfacer la demanda.
Estos barcos especiales no son baratos. La empresa estadounidense Dominion Energy, por ejemplo, lidera un consorcio que construye el Charybdis de 472 pies, que costará alrededor de $ 500 millones y será capaz de instalar turbinas actuales y de próxima generación de 12 MW o más. Se necesitarán más barcos como el Charybdis en el futuro a medida que crezcan las turbinas.
«De la flota actual de embarcaciones especialmente diseñadas, solo un puñado de unidades puede instalar turbinas de más de 10 MW, y actualmente ninguna es capaz de instalar turbinas de más de 14 MW», según el análisis de Rystad Energy. «Esto cambiará para 2025 a medida que se entreguen nuevas construcciones y las embarcaciones existentes reciban actualizaciones de grúas».
puertos
Los barcos que transportan e instalan turbinas serán importantes en los próximos años, pero los puertos en los que atracan son otra área que probablemente requiera inversión y modernización para acomodar el crecimiento de la energía eólica.
En un comentario enviado por correo electrónico a CNBC, Lysne de Rystad Energy describió la infraestructura portuaria como «muy importante» desde la perspectiva de un barco.
Instalación de barcos fondeados en Ostende, Bélgica. Las asociaciones industriales del sector de la energía eólica están demandando importantes inversiones en la infraestructura portuaria para poder hacer frente a la rápida expansión de los parques eólicos.
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Para el futuro parece que se necesita mucho dinero. El pasado mes de mayo, un informe de la asociación industrial WindEurope decía que los puertos de Europa tendrían que invertir 6.500 millones de euros (unos 7.070 millones de dólares) para 2030 para «apoyar la expansión de la energía eólica marina».
El informe analizó la nueva realidad de las turbinas más grandes y las implicaciones que esto podría tener en términos de puertos e infraestructura. «Para acomodar turbinas más grandes y un mercado más grande, se requieren instalaciones mejoradas o completamente nuevas», dijo.
Los puertos, dijo WindEurope, también tendrían que «expandir sus terrenos, fortalecer los muelles, mejorar sus puertos de aguas profundas y emprender otras obras civiles».
Más recientemente, un informe del Consejo Mundial de Energía Eólica también ha subrayado la importancia de los puertos.
«A medida que se expanden los proyectos eólicos marinos y proliferan los proyectos eólicos flotantes a escala comercial, las mejoras de los puertos serán fundamentales para el éxito futuro de la industria», dijo.
La organización con sede en Bruselas dijo que el tamaño de las turbinas había «aumentado dramáticamente» durante la última década, y señaló que las turbinas de 15MW están disponibles en el mercado.
«Los expertos ahora predicen que las turbinas de 17MW serán comunes para 2035», dijo, antes de agregar que los proyectos en torno a la energía eólica marina flotante se desarrollarán «a gran escala».
Estos «proyectos flotantes» requirieron «un trabajo considerable de almacenamiento y montaje en el muelle, lo que requirió instalaciones más espaciosas, enlaces de transporte terrestre dentro de las áreas portuarias y puertos de alta mar».
«Varios gobiernos han identificado la modernización de puertos como fundamental para el avance de la energía eólica marina desde Taiwán hasta el norte del estado de Nueva York».
A medida que los aerogeneradores crecen en tamaño, los barcos utilizados para transportar sus componentes también deben adaptarse.
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Con respecto a los puertos, Lysne de Rystad Energy le dijo a CNBC que EE. UU., cuyo mercado actual de energía eólica marina es pequeño, «requeriría más trabajo ya que no tiene la misma infraestructura que Europa».
Los cambios en este frente parecen ser inminentes. 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 convertirá en «una instalación de montaje de vanguardia para Equinor y los proyectos Empire Wind y Beacon Wind de bp». La ubicación, se dijo, es «un punto de contacto para futuros proyectos eólicos marinos en la región». Se espera que las inversiones en mejoras de infraestructura oscilen entre 200 y 250 millones de dólares.
A lo largo de la carretera
Todo esto contribuye a la importancia de la infraestructura y la logística. Shashi Barla, jefe global de cadena de suministro y tecnología eólica en Wood Mackenzie, dijo a CNBC que si bien las empresas tenían las capacidades tecnológicas, los desafíos logísticos resultaron ser «muy difíciles».
«No es como si fuera algo nuevo… hemos estado hablando de desafíos logísticos desde el primer día de la industria», dijo Barla. «Es que… hoy nos estamos acercando al punto de inflexión».
En todo el mundo, las principales economías están anunciando planes para expandir la capacidad de energía eólica para reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles.
A medida que aumenta el tamaño de los componentes de las turbinas eólicas, también lo hacen los desafíos logísticos que enfrenta la industria. Esta imagen de agosto de 2021 muestra el transporte de una pala de rotor de 69 metros de largo en Alemania.
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Si bien estos objetivos son ambiciosos, está claro que enfrentan una serie de obstáculos. A pesar de los problemas relacionados con el tamaño de la turbina, se necesitará un esfuerzo gigantesco para poner en línea todas estas instalaciones. Hay trabajo por hacer.
«Cada vez más, la falta de infraestructura de apoyo se reconoce como un factor limitante clave en el crecimiento de la industria eólica», dijo el informe de GWEC.
«En muchos países», agregó, «la falta de infraestructura, como redes de distribución y transmisión, autopistas logísticas y puertos, limita la expansión de la energía eólica y sofoca las innovaciones necesarias para transformar el sistema energético».
Además de estos temas, es probable que la interacción de las turbinas eólicas con la vida silvestre sea otra área de debate y discusión importante 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 triple violación de la MBTA» o la Ley del Tratado de Aves Migratorias.
La energía eólica está lista para una expansión masiva en el transcurso del siglo XXI, pero el camino por delante está lejos de ser fácil. Con la advertencia reciente del Secretario General de la ONU de que el planeta está «caminando dormido hacia una catástrofe climática», lo que está en juego no podría ser mucho mayor.