La Estrategia de Crecimiento Azul adoptada por la Comisión Europea reconoce la importancia de los mares y océanos como motores de la economía europea y considera la energía de origen marino, denominada como “Energía Azul”, como uno de los ámbitos prioritarios para proporcionar un crecimiento sostenible. En este sentido, la energía eólica marina se presenta como una fuerte alternativa para lograr los objetivos de la transición energética hacia una economía baja en carbono, especialmente en Europa.
En este artículo, os explicamos en qué consiste y cómo funciona la energía eólica marítima, cuáles son sus principales ventajas y desventajas, y dónde hay energía eólica en el mar, acompañado de imágenes reales y energía eólica marina dibujo.
Qué es y qué significa la energía eólica marina y cómo funciona la energía eólica en el mar o un parque eólico marino
La energía eólica marina o energía eólica offshore es un tipo de energía eólica que consiste en el aprovechamiento de la fuerza del viento que se produce en alta mar mediante aerogeneradores marítimos que se ubican mas adentro, donde el viento alcanza una velocidad mayor y es más constante que en tierra.
Para explotar al máximo esta energía renovable marina, se desarrollan megaestructuras dotadas con las últimas innovaciones técnicas, lo que aumenta su eficiencia y capacidad, siendo la eólica marina una fuente de energía limpia y alternativa clave para la descarbonización, aunque enfrenta desafíos en costos y tecnología.
En cuanto al funcionamiento de la energía eólica mar, el aerogenerador en el mar o turbina eólica offshore de grandes dimensiones está compuesta por palas que giran gracias al viento, lo cual activa el generador eléctrico de su interior que transforma la energía cinética en electricidad. Luego, la electricidad generada por cada aerogenerador mar se convierte a corriente alterna, un transformador eleva la tensión y, finalmente, la electricidad es transportada por cables submarinos hasta una subestación en la costa para su posterior distribución a la red.
¿Cómo se instalan o anclan los aerogeneradores en el mar? Tipos de aerogeneradores marinos o energía offshore eólica
Mientras que la construcción de un parque eólico terrestre puede durar entre 4 y 8 años, contando con todas las fases del proceso, la construcción de un parque eólico marino tiene una duración estimada que oscila entre los 7 y los 11 años.
La construcción de parques eólicos marinos comienza en tierra firme, en diversos entornos industriales especializados y su transporte hasta el centro logístico.
La maquinaria utilizada en los aerogeneradores marinos es la misma que para los generadores clásicos. La única diferencia significativa que existe es la medida de las turbinas, ya que, en una instalación marina, la cimentación y el cableado son muy caros, por lo que es más rentable instalar turbinas de grandes potencias. Asimismo, en las piezas se tiene que reforzar la resistencia mecánica debido al ambiente corrosivo marino y las palas deben estar balizadas con luces y colores específicos para resultar visibles al tráfico marítimo y aéreo.
Después, buques de instalación transportan los componentes de los aerogeneradores, las cimentaciones y los cables, premontados siempre que sea posible, así como también llevan las grúas para su instalación en alta mar. En primer lugar, se colocan los sistemas de anclaje, y luego, el aerogenerador en sí, usando grúas de alta capacidad.
En función del sistema de anclaje del aerogenerador, existen dos tipos de parques de energía eólica marina:
- Aerogeneradores marinos con cimentación fija: estos se caracterizan por tener una estructura de apoyo sobre el suelo o lecho marino. A su vez, pueden ser de varios tipos: monopilote, torre que se cimenta sobre un gran cilindro de acero enterrado en el fondo marino y se puede utilizar desde los 5 hasta los 40 metros; de apoyo por gravedad, que requiere una plataforma de hormigón o acero de gran masa y superficie y se apoya directamente sobre el lecho marino que se prepara previamente, pero que solo puede instalarse en aguas que no superen los 30 metros de profundidad; y jackets o trípode, estructuras de acero reticulares (como patas de araña) con tres o cuatro puntos de anclaje en el fondo marino que se puede usar en zonas con una profundidad de entre 40 y 60 metros. La mayoría de parques de energía eólica marina utiliza este tipo de aerogeneradores. Como esto es bastante caro, se está investigando en ideas para ahorrar costes.
- Aerogeneradores marinos sobre plataforma flotante o energía eólica marina flotante: este novedoso sistema, aunque más complejo, abre la puerta a parques eólicos marinos más alejados de la costa y en zonas de gran profundidad, los cuales también tienen menos impactos ambientales. La energía eólica flotante permite desplegar aerogeneradores en extensas áreas marinas con gran potencial de viento. Con este tipo de técnica, la restricción de profundidad viene marcada por el tendido de las infraestructuras eléctricas submarinas de evacuación, capaces de llegar a cientos de metros de profundidad. Los parques eólicos flotantes se anclan mediante sistemas de amarre y según esto, las turbinas eólicas flotantes se clasifican como: monopilar flotante o spar, plataforma semisumergible y plataforma de apoyo en tensión. Asimismo, algunos parques eólicos flotantes también pueden montar paneles solares, siendo plataformas híbridas para generar energía renovable de manera más eficiente.
En el caso de los parques eólicos flotantes, las plataformas se construyen en tierra, bien en astilleros o campas, y se botan al mar usando rampas de botadura, barcazas semi-sumergibles, diques secos o flotantes. Una vez botadas en el puerto, se ensambla el aerogenerador. La unidad compuesta por el flotador y el aerogenerador se remolca hasta el sitio en alta mar donde se conectan los fondeos o sistemas de amarre y los cables.
Por último, en ambos casos se instalan los cables de alta tensión por el lecho marino, enterrados en el fondo, para transportar la energía a una subestación marina que recoge la energía de varias turbinas y la eleva para su transporte a tierra.
Asimismo, cabe señalar que para instalar un parque eólico marino es necesario contar con una Declaración de Impacto Ambiental (DIA) positiva además de un estudio favorable de la compatibilidad del parque con otros usos del espacio marítimo. Para ello, hay que realizar unos estudios muy rigurosos y exigentes durante los años previos que incluyen, entre otros, el análisis de la compatibilidad del parque con la navegación, fauna marina, avifuana, rutas de migración, dinámica de transporte de sedimentos, etc. Estos estudios se complementan con una monitorización exhaustiva de estos aspectos durante las fases de construcción y explotación del parque.
Energía eólica marina: ventajas y desventajas
Con respecto a cuáles son las ventajas de la energía eólica marina, tenemos que se trata de una energía renovable y limpia, ya que el viento no se agota y no emite (al menos muy pocas) sustancias contaminantes. Debido a su ubicación, es más eficiente que la energía eólica terrestre, ya que el viento es más fuerte y constante, y también conlleva un menor impacto visual y sonoro.
Y en cuanto a energía eólica marina desventajas, hay que decir que tiene un coste elevado, sobre todo su sistema de anclaje; puede tener un impacto en la fauna marina; y requiere investigación y mejoras para superar los costos de mantenimiento y al entorno marino corrosivo. Además, la construcción y operación de parques eólicos en el mar requiere la utilización de medios logísticos muy especializados.
Si queréis ampliar la información sobre las ventajas y desventajas de la energía eólica marina, tenéis este artículo concreto.
¿Dónde hay parques eólicos en el mar?
El desarrollo de la energía eólica marina comenzó en Dinamarca. Aquí se hallan algunos de los parques eólicos marinos más extensos. Su primer parque eólico marítimo estaba formado por once unidades, y fue construido en el mar Báltico en 1991.
No obstante, en la actualidad, hay parques de energía eólica marina en muchas partes del mundo, especialmente en Europa (Mar del Norte, Báltico, costa atlántica de España y Portugal), Asia (Taiwán) y Estados Unidos, utilizando tecnología fija o flotante.
Así pues, en el Reino Unido, tenemos el Hornsea 1, el parque eólico marino más grande del mundo en 2020 con 12128MW; el Walney Extension, frente a las costas de Inglaterra y con una capacidad de 659MW; el West of Duddon Sands, el primer proyecto de Iberdrola eólica marina con 108 aerogeneradores que proporcionan 388,8MW; el London Array, de 630MW y situado en el perímetro exterior del estuario del Támesis; el parque eólico de Gwynt y Môr, en la bahía de Liverpool y con una capacidad de 576MW; el Race Bank, entre la costa norte de Norfolk y Chapel St Leonards, dotado de 91 aerogeneradores Siemens que generan 573MW; y el Greater Gabbard, a 25km de la costa de Suffolk y con una potencia de 504MW.
En Escocia, está el Hywind Scotland, el primer parque eólico flotante del mundo, y el Kincardine Offshore Wind Farm, que está en proceso de expansión y ha mostrado resultados muy positivos.
En Holanda, se halla el Gemini Wind Farm, un proyecto en dos partes separadas que produce hasta 2,6TWh y ha reducido las emisiones de CO2 en 1,25 millones de toneladas.
En Alemania, tenemos el Wikinger de 70 turbinas y 350MW de potencia; el Baltic Eagle de 52 turbinas y 476MW cerca del anterior; los Gode Wind 1, 2 y 3, que generan un total de 900MW; el Veja Mate en la ensenada alemana del Mar del Norte, con 67 turbinas Siemens y una capacidad de 402MW; el BARD Offshore 1, ubicado a 100 kilómetros al noroeste de la isla de Borkum en el Mar del Norte y que con una potencia instalada de 400MW; y el Global Tech 1, situado en la Zona Económica Exclusiva (ZEE) a 180 kilómetros de distancia de Bremerhaven Emden, y que tiene una potencia de 400W.
En Estados Unidos, se halla otro proyecto de Iberdrola eólica marina, el Vineyard Wind 1, que cuenta con una capacidad instalada de 806MW. Y también de Iberdrola, hay un parque eólico marino en Saint Brieuc, Francia, de 75Km cuadrados y casi 500MW de potencia con solo 62 aerogeneradores. Asimismo, Francia también instaló el demostrador Floatgen, con el que se ha visto la viabilidad de la tecnología offshore flotante en aguas profundas por primera vez en zonas marítimas del sur de Europa.
En España no hay grandes parques eólicos marinos operativos a gran escala todavía, pero hay
proyectos en desarrollo y plataformas de investigación con zonas prioritarias identificadas en el litoral atlántico y el Mediterráneo, preparando el terreno para la futura eólica marina flotante.
En 2022, se presentaron ante el Ministerio para la Transición Ecológica 45 proyectos de energía eólica marina para cinco demarcaciones marinas: Noratlántica, Levantino-balear, Estrecho y Alborán, Sudatlántica y Canaria; en las cuales destacan:
- Canarias: Es pionera con el primer aerogenerador fijo del sur de Europa («Elisa») y el flotante «Gofio», buscando abastecer la demanda local.
- Galicia: Hay posibilidades de proyectos de energía eólica marina Galicia flotantes en zonas como Lugo (Parque Eólico Marino Breixo) y A Coruña.
- Cataluña: La Bahía de Roses (PLEMCAT) y Girona (Norfeu) son focos de desarrollo, con proyectos piloto y grandes parques en tramitación.
- Baleares (Menorca): Se planean proyectos flotantes como «Tramuntana Wind Menorca».
- Andalucía: El litoral atlántico es una zona con gran potencial para la instalación de estos parques.
- País Vasco (BiMEP): En España, el primer proyecto de eólica marina flotante es DemoSATH, un aerogenerador de 2MW instalado en el área de ensayos de BiMEP (Armintza, Bizkaia) y que ha sido desarrollado por la ingeniería vasca Saitec Offshore Technologies. Durante dos años se testará en aguas abiertas, con una profundidad de 85 metros, con el objetivo de conocer su comportamiento y analizar la convivencia con el entorno.
Como hemos visto, la energía eólica marina es una variante de la energía eólica con un mayor potencial para ser desarrollada, la cual genera y generará grandes cantidades de electricidad a ciudades costeras de forma sostenible, una vez superados sus costes y desafíos.
Fuentes: Wikipedia, Iberdrola, Cuerva y el periódico de la energía