Una turbina eólica Haliade-X fotografiada en los Países Bajos el 2 de marzo de 2022. La Haliade-X es parte de una nueva generación de enormes turbinas que se instalarán en los próximos años.
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En un futuro no muy lejano, las aguas a 15 millas de Martha's Vineyard albergarán una parte potencialmente crucial del futuro energético de Estados Unidos: el Vineyard Wind 800 de 1 megavatios, un proyecto que se ha descrito como "el primer parque eólico marino a escala comercial del país". .”
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, la Haliade-X forma parte de una nueva generación de turbinas que se instalarán en los próximos años.
Además de nuestras localidaded en GE, otras empresas se están sumando al acto de las grandes turbinas. En agosto de 2021, MingYang Smart Energy de China dio a conocer detalles de un diseño de 264 metros de altura que utilizará palas de 118 metros.
Por otra parte, la firma danesa Vestas está trabajando en una turbina de 15 megavatios que tendrá un diámetro de rotor de 236 metros y palas de 115.5 metros mientras Siemens Gamesa Energías Renovables está desarrollando una turbina que incorpora palas de 108 metros y un diámetro de rotor de 222 metros.
Las razones de estos aumentos de tamaño son claras. Cuando se trata de altura, el Departamento de Energía de EE. UU. dice que las torres de las turbinas “se están volviendo más altas para capturar más energía, ya que los vientos generalmente aumentan a medida que aumenta la altitud”.
Un diámetro de rotor más grande tampoco es solo para mostrar, ya que el DOE señaló que "permiten que las turbinas eólicas abarquen más área, capturen más viento y produzcan más electricidad".
Es más o menos lo mismo con las cuchillas. El DOE dice que las palas más largas pueden "capturar más viento disponible que las palas más cortas, incluso en áreas con relativamente menos viento".
La llegada al mercado de grandes turbinas está muy bien, pero su gran escala puede plantear una serie de desafíos a mediano y largo plazo para el sector, creando puntos críticos que podrían causar dolores de cabeza.
Ordenado
Tomar instalaciones. En febrero, investigación de Rystad Energy perfeccionó algunos de los posibles problemas relacionados con los barcos utilizados para instalar turbinas eólicas marinas en el mar.
Sin contar a China, dijo que las turbinas eólicas habían visto lo que llamó “un crecimiento acelerado en los últimos años, pasando de un promedio de 3 megavatios (MW) en 2010 a 6.5 MW en la actualidad”.
Este cambio, explicó, era probable que se mantuviera. “Las turbinas de más de 8 MW 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. Según la firma de investigación energética e inteligencia comercial, la demanda de embarcaciones capaces de instalar turbinas marinas más grandes superará la oferta para el año 2024.
Los operadores, dijo, “tendrán que invertir en nuevos buques o actualizar los 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 manejada por la flota de primera generación de embarcaciones eólicas marinas o autoelevadores convertidos de la industria del petróleo y el gas”, dijo Martin Lysne, analista senior de plataformas y embarcaciones en Rystad Energy, en un comunicado en el tiempo.
Dado que los operadores continúan favoreciendo las turbinas más grandes, Lysne dijo que se necesitaría una "nueva generación de embarcaciones especialmente diseñadas" para satisfacer la demanda.
Estos barcos especializados no son baratos. empresa estadounidense Dominion Energy, por ejemplo, encabeza un consorcio que construye el Charybdis de 472 pies, que costará alrededor de $ 500 millones y podrá 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 unas pocas unidades pueden instalar turbinas de más de 10 MW, y ninguna puede instalar turbinas de más de 14 MW", según el análisis de Rystad Energy. “Esto cambiará hacia 2025 a medida que comiencen a entregarse nuevas construcciones y se actualicen las grúas de los buques existentes”.
Puertos
Los barcos que transportan e instalan turbinas serán importantes en los próximos años, pero los puertos donde atracan son otra área donde probablemente se necesitarán inversiones y mejoras para atender el crecimiento de la energía eólica.
En un comentario enviado a CNBC por correo electrónico, Lysne de Rystad Energy describió la infraestructura portuaria como "muy importante" desde la perspectiva de los buques.
Buques de instalación amarrados en Ostende, Bélgica. Los organismos de la industria del sector de la energía eólica están pidiendo una inversión significativa en infraestructura portuaria para ayudar a hacer frente a la rápida expansión de los parques eólicos.
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En el futuro, parece que se necesitará mucho dinero. En mayo pasado, un informe del organismo industrial WindEurope dijo que los puertos europeos habría que invertir 6.5 millones de euros (alrededor de $ 7.07 mil millones) para 2030 con el fin de "apoyar la expansión de la energía eólica marina".
El informe abordó la nueva realidad de turbinas más grandes y el efecto que esto podría tener en relación con los puertos y la infraestructura. “Se necesitan instalaciones mejoradas o completamente nuevas para albergar turbinas más grandes y un mercado más grande”, dijo.
Los puertos, dijo WindEurope, también tendrían que "expandir sus terrenos, reforzar los muelles, mejorar sus puertos de aguas profundas y realizar otras obras civiles".
Más recientemente, un informe del Consejo Mundial de Energía Eólica también reforzó la importancia de los puertos.
“A medida que los proyectos eólicos marinos se expanden 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 había turbinas de 15 MW disponibles en el mercado.
"Los expertos ahora predicen que las turbinas con una calificación de 17 MW serán comunes para 2035", dijo, antes de agregar que los proyectos centrados en la energía eólica marina flotante se estaban desarrollando "en grandes volúmenes".
Estos "proyectos flotantes" necesitaban "almacenamiento y ensamblaje significativos en los muelles, lo que requería instalaciones más espaciosas, enlaces de transporte conectivos terrestres dentro de las áreas portuarias y puertos de aguas más profundas".
“Varios gobiernos han identificado las mejoras portuarias como vitales para el progreso de la energía eólica marina, desde Taiwán hasta el estado de Nueva York”.
A medida que las turbinas eólicas aumentan de tamaño, las embarcaciones utilizadas para transportar sus componentes también deberán adaptarse.
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En relación con 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 tienen la misma infraestructura que Europa".
El cambio en ese frente parece estar próximo. A principios de marzo, BP y Equinor — dos empresas más conocidas como productoras de petróleo y gas — firmaron un acuerdo para convertir la Terminal Marítima de South Brooklyn en un puerto eólico marino.
En un anuncio, Equinor dijo que el puerto se convertiría en "una instalación de vanguardia para Equinor y los proyectos Empire Wind y Beacon Wind de bp". El sitio, afirmó, sería "un destino de referencia para futuros proyectos eólicos marinos en la región". Se espera que la inversión en mejoras de infraestructura sea de $ 200 a $ 250 millones.
El camino por delante
Todo lo anterior alimenta la importancia de la infraestructura y la logística. Shashi Barla, quien es 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 estaban demostrando ser "muy difíciles".
“No es que sea algo nuevo… hemos estado hablando de desafíos logísticos desde el primer día de la industria”, dijo Barla. “Es que… estamos un poco ahora, hoy, acercándonos al punto de inflexión”.
En todo el mundo, las principales economías están anunciando planes para aumentar la capacidad de energía eólica en un intento por reducir nuestra dependencia de los combustibles fósiles.
A medida que los componentes de las turbinas eólicas se hacen más grandes, los desafíos logísticos que enfrenta el sector también parecen crecer. Esta imagen, de agosto de 2021, muestra una pala de rotor de 69 metros de largo transportada 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 requerirá un esfuerzo gigantesco para poner en línea todas estas instalaciones. Hay trabajo por hacer.
“Cada vez más, la falta de infraestructura facilitadora se considera un factor limitante importante en el crecimiento de la industria eólica”, señaló el informe de GWEC.
“En muchos países”, agregó, “la falta de infraestructura, como redes de distribución y transmisión, autopistas logísticas y puertos, está restringiendo la expansión de la energía eólica y sofocando la innovación necesaria para transformar el sistema energético”.
Además de estos problemas, es probable que la interacción de las turbinas eólicas con la vida silvestre sea otra área importante de debate y discusión 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 tres cargos de violación de la MBTA”, o Ley del Tratado de Aves Migratorias.
A medida que avanza el siglo XXI, la energía eólica está preparada para una expansión masiva, pero el camino por delante parece estar lejos de ser fácil. Con el secretario general de la ONU advirtiendo recientemente que el planeta estaba “Sonámbulo a la catástrofe climática”, lo que está en juego no podría ser mucho más alto.
Fuente: https://www.cnbc.com/2022/04/13/green-energy-the-race-to-roll-out-super-sized-wind-turbines-is-on.html