Aerogeneradores marinos, los gigantes que vinieron en 2022
Puri Ortiz Guevara
La eólica marina es una tecnología imprescindible para cumplir con los objetivos climáticos. Su despliegue es aún menor comparado con la eólica terrestre, pero se espera un despliegue masivo con Asia, Europa y Norteamérica a la cabeza. Pero para lograr instalar los 2.000 GW que se consideran necesarios para mantener al mundo en la senda 1,5 ºC, será necesario seguir desarrollando la tecnología eólica marina, especialmente en el capítulo de los aerogeneradores marinos. Con los últimos modelos presentados la potencia unitaria de estos enormes gigantes ya se sitúa en 18 MW.
El mercado eólico marino es aún pequeño comparado con el terrestre. Con una potencia instalada total acumulada a finales de 2021 de 57 GW, Asia y Europa representaron cada una la mita de la potencia instalada, 28 GW, de acuerdo con los datos de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA). Reconociendo el papel que la eólica marina ha de jugar en la transformación del sistema energético, esta institución considera que serán necesario implementar al menos 2.000 GW de eólica marina hasta 2050 para mantener la senda de 1,5 ºC y llegar a las cero emisiones netas para mediados de siglo.
Otras organizaciones como la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (UNFCCC), la Agencia Internacional de la Energía (IEA) así como empresas, organizaciones no gubernamentales y activistas climáticos convergen al asegurar que se necesita ampliar la escala del mercado eólico marino, y en que hay un enorme hueco que cubrir. Para tener la oportunidad de llegar a los 2.000 GW en 2050 todas las regiones del mundo tendrán que dar un empujón para ampliar la contribución de la eólica marina. De acuerdo con GWEC, las instalaciones se concentrarán en Asia (760 GW), Europa (640 GW), Norteamérica (360 GW), Latinoamérica y Caribe (120 GW), el Pacífico (80 GW) y África y Oriente Medio (40 GW). Pero por ahora solo una de estas regiones, la UE, ha anunciado objetivos vinculantes a largo plazo de eólica marina, en concreto 300 GW.
Según recoge el informe Global Offshore Wind Report 2022 de GWEC, en 2021 el tamaño medio de los aerogeneradores marinos instalados a nivel mundial alcanzó los 8,1 MW, se situará en 11-13 en 2022-2023 y llegará a los 15-17 MW en el período 2024-2025.
Este incremento de tamaño permite reducir el LCOE de la eólica marina, pues cuanta mayor potencia tiene la turbina, más largas son sus palas, más alta es su torre y aumenta su producción anual de energía. De hecho el LCOE de la eólica marina se ha reducido en más de un 65% en los últimos diez años, siendo uno de los principales motivos el despliegue de aerogeneradores cada vez más grandes.
Además las turbinas eólicas de mayor tamaño permiten ahorros en el CAPEX de las cimentaciones, cables e instalación. Aunque un aerogenerador más grande es más caro, un reciente estudio de Rystad Energy señala que instalar aerogeneradores de 14 MW para conformar un parque eólico marino de 1 GW generaría un ahorro en el entorno de 100 M$. También se consiguen ahorros en el OPEX, dado que para instalar la misma potencia se reduce el número de máquinas, de componentes, de buques y de técnicos necesarios, lo que reduce los costes de operación y mantenimiento, muy importante si consideramos que representan en torno al 25-30% del coste del ciclo de vida de un proyecto eólico marino.
En 2022 se han presentado varios nuevos modelos de aerogeneradores marinos, la mayoría rondando los 15-16 MW de potencia unitaria, si bien 2023 ha comenzado con la noticia del lanzamiento de una máquina de 18 MW por parte de un fabricante chino. CSSC Haizhuang Wind Power, filial de China State Shipbuilding Corporation (CSSC), ha dado a conocer la góndola del prototipo de aerogenerador marino H260-18MW, con un diámetro de rotor de 260 m y una potencia unitaria de 18 MW, el aerogenerador en desarrollo más potente del mercado. Con un área de barrido de 53.000 m2, este aerogenerador puede generar 44,8 kWh por revolución, lo que equivaldría a 74 GWh anuales de electricidad limpia por máquina. Para un parque de 1 GW se necesitarían un 13% menos de unidades que si se utilizase una máquina de 16 MW, con los consiguientes ahorros de CAPEX y OPEX.
La máquina de CSCC desbanca del primer lugar del ranking de potencia al aerogenerador de 16 MW MySE 16.0-242 de MingYang Smart Energy. Con un diámetro de rotor de 260 m, este aerogenerador marino tendrá un área de barrido de 53.902 m2, y será capaz de generar 67 GWh de electricidad al año. La misma potencia ostenta el aerogenerador desarrollado conjuntamente por China Three Gorges Corporation (CTG) y Goldwind Technology presentado en el pasado mes de Noviembre. Este modelo tiene un diámetro de rotor de 252 m, barrerá un área de unos 50.000 m2 y será capaz de generar 34,2 kWh en una sola revolución, lo que supone 66 GWh en un año.
Bajando al escalón de los 15 MW de potencia unitaria nos encontramos con el aerogenerador V236-15.0 MW de Vestas, del que se ha instalado el primer prototipo en el centro de pruebas Østerild National para grandes turbinas eólicas ubicado en el oeste de Jutlandia, Dinamarca. Con palas de 115,5 m y un área de barrido superior a 43.000 m2, este aerogenerador produce alrededor de 80 GWh/año, un 65% mayor que el modelo V174-9,5 MW, por lo que para un parque eólico de 900 MW aumenta la producción en un 5% con 34 aerogeneradores menos. Este aerogenerador debutará en 2024 en el parque eólico Frederikshavn en Dinamarca, además, Vestas ha recibido pedidos por un total de 8 GW para la instalación de esta máquina en EE.UU., Alemania, Escocia y Polonia.
En esta misma potencia encontramos también el modelo SG 14-236 DD de Siemens Gamesa y la Haliade-X 14.7 MW-220 de GE. Del primero ya hay un prototipo en instalación en Østerild, que se completará en 2024. Basada en el modelo SG 14-222 DD, el nuevo aerogenerador tiene palas de 115 m de longitud, un rotor de 236 m de diámetro, barre un área de 43.500 m2 y una potencia unitaria de 15 MW. Este modelo es la opción preferente para los parques eólicos marinos de Norfolk Vanguard y Boreas en reino Unido, y para MFW Bałtyk II y III en aguas del Mar Báltico polaco.
Por su parte, GE Renewable Energy anunció hace poco la certificación de tipo por parte de DNV de su aerogenerador marino Haliade-X de 14,7 MW. Con capacidad para producri hasta 76 GWh anuales, 87 unidades de esta máquina serán instaladas en Dogger Bank C, la tercera fase de 3,6 GW de Dogger Bank.
Hablando de aerogeneradores de 15 MW merece la pena destacar las soluciones desarrolladas en España por el consorcio SEAPOWER, que ha desarrollado durante los últimos tres años una serie de soluciones innovadoras para cimentaciones, torres y sistemas auxiliares enfocadas a estos gigantescos aerogeneradores. El proyecto, financiado por el Gobierno Vasco y los fondos FEDER, ha ido evolucionando con el proceso del mercado, adaptando en tres años las soluciones planteadas en un principio para aerogeneradores de más de 10 MW a aerogeneradores de más de 15 MW. En el marco del proyecto diferentes empresas españolas han desarrollado una nueva plataforma flotante, una innovadora cimentación para aerogeneradores fijados al lecho marino, nuevos diseños de grandes estructuras metálicas (torres y piezas de transición) reducidas en coste y peso y nuevos desarrollos de diferentes sistemas auxiliares.
