Desafíos y recomendaciones para la eólica marina

La industria eólica marina europea está demostrando cada vez más su interés en desarrollar conceptos de alta mar. Sin embargo, dado que este segmento de la industria eólica marina es nuevo, existen numerosos desafíos que enfrentar. Una visión general de los desafíos más destacados junto con una serie de recomendaciones se presenta a continuación.

 Desafíos técnicos

Herramientas de modelado: las herramientas de modelado que combinan el comportamiento de la turbina junto con la subestructura no están totalmente validadas para los conceptos de alta mar. Se necesitan más configuraciones experimentales y prototipos para validar nuevas herramientas numéricas.

Aerogeneradores optimizados para estructuras de soporte en alta mar: la integración del aerogenerador con la plataforma de diseño de subestructura en alta mar es otro aspecto técnico importante para reducir el costo total de energía del proyecto. Además, la tipología, la combinación de variables específicas del sitio y de la tecnología, es el parámetro básico para cada concepto. La elección entre diferentes tipos de subestructuras está estrechamente relacionada con la operación de turbinas eólicas.

Control de todo el sistema: las diferentes estrategias para controlar la combinación de la subestructura y la turbina optimizarán potencialmente la viabilidad de los conceptos en alta mar. Los sistemas de control deberían trabajar para estabilizar la estructura y, por lo tanto, mejorar la producción de energía, minimizando las cargas y pérdidas.

Conexión a la red: para la conexión a la red de parques eólicos marinos flotantes, los desafíos no difieren significativamente de los de los parques eólicos fijos. La distancia desde la costa y la disponibilidad de redes en el punto de conexión siguen siendo un posible cuello de botella.

Sin embargo, en lo que respecta a la tecnología de cable, el desafío potencial para los conceptos de viento flotante en alta mar se refiere a la sección dinámica de los cables. El movimiento inducido por la turbina y la base no fija puede, de hecho, aumentar las cargas en los cables.

Instalación: la mayoría de los conceptos en alta mar pueden ensamblarse en tierra y luego remolcarse al mar. Esto eventualmente reducirá el tiempo y el costo de instalación, ya que la mayoría de la construcción e instalación de concepto flotante dependen menos del clima y las condiciones del mar. Sin embargo, el principal desafío para la instalación de conceptos en alta mar se relaciona con las líneas de amarre y los anclajes.

La manipulación e instalación de líneas de anclaje y anclajes es, potencialmente, el principal desafío de instalación y necesita atención especial en cuanto a qué equipo se utiliza. Los amarres deben de ser diseñados con cuidado asegurando  estabilidad y su supervivencia.

La economía de los conceptos de alta mar: para evaluar la economía de los conceptos flotantes. EWEA realizó una comparación con las estructuras fijas, ya que sus características técnicas permiten la instalación en profundidades de agua de hasta 45-50m. El grupo de trabajo llegó a la conclusión de que para un parque eólico de 100MW, equipado con turbinas de 5MW e instalado a 100m de profundidad, el CAPEX para conceptos flotantes es muy similar al CAPEX de granjas que usan fundaciones de trípode o chaqueta a 50m de profundidad. Del mismo modo, el costo de la energía producida por los conceptos flotantes sería competitivo con la solución de cimientos de fondo fijo.

Desafíos no técnicos

Marco legislativo estable y claro: la incertidumbre regulatoria es la principal barrera no tecnológica que amenaza el potencial del mercado eólico marino profundo. El desarrollo eólico marino profundo depende de numerosos factores y, fundamentalmente, de un marco regulatorio estable y claro.

Los mares y océanos ofrecen enormes oportunidades para la innovación, crecimiento sostenible y empleo, su promesa de mercado no se mantendrá sin una agenda dinámica establecida a nivel nacional y europeo. Los Estados miembros no solo deben tomar los medios para alcanzar sus ambiciones de 2020, sino también comprometerse con un objetivo de energía renovable para 2030. Este objetivo, combinado con esquemas de soporte personalizados y estables, creará la confianza necesaria para que tanto la industria como los actores financieros inviertan en innovadores parques eólicos en alta mar.

La planificación espacial es un elemento clave del marco regulatorio: La decisión de realizar una planificación espacial marítima (MSP) y dedicar zonas para el desarrollo eólico marino y los interconectores eléctricos, enviaría señales positivas a la industria. La planificación espacial no solo proporciona estabilidad y claridad para los inversores, también ayuda a reducir los costos del proyecto a través de una integración óptima en el medio marino.

Percepción de riesgos de alta tecnología: la energía eólica flotante se encuentra en una etapa temprana de desarrollo. Existe una creciente percepción de riesgo en línea con la escala y complejidad crecientes de los proyectos y, por lo tanto, existe la necesidad de que la industria offshore concentre sus esfuerzos en aumentar la confiabilidad de la tecnología y minimizar los costos para pasar a la comercialización. Esta voluntad contribuirá a reducir la percepción de riesgo de la comunidad financiera. El apoyo continuo al I+D es clave para el desarrollo en alta mar. Este soporte de I+D no solo debe facilitar el desarrollo de tecnología, sino también favorecer su demostración, permitiendo a los desarrolladores y compañías asociadas probar nuevas tecnologías antes de la implementación comercial. Esto reducirá los riesgos de desarrollo y los costos de capital y brindará la oportunidad de probar la confiabilidad y la capacidad en tiempo real y en un entorno real.

Falta de estandarización y cooperación: como nuevo sector, no existen estándares específicos adaptados a los conceptos de alta mar. Los organismos de certificación han abordado el problema combinando estándares de plataformas de petróleo y gas de fondo fijo y de energía eólica marina. Sin embargo, esto ha resultado en una estructura innecesaria sobredimensionada y, por lo tanto, aumentada en los costos. Se deben desarrollar nuevos estándares específicos para sistemas flotantes. Estos son esenciales para que la tecnología pueda alcanzar la madurez comercial. Actualmente, dichos estándares están siendo analizados por varios organismos de certificación. Además, la cooperación entre los diferentes actores de la cadena de suministro es importante. Por lo tanto, es necesario adoptar un enfoque integrado de los enlaces entre la comunidad de I+D y la industria. Esto ayudará a desarrollar conceptos confiables, innovadores y comercializables.

Recomendaciones

Después de evaluar los desafíos relacionados se pueden proponer una lista generalista de recomendaciones.

Recomendaciones técnicas

a) Deben desarrollarse y validarse herramientas de modelado y códigos numéricos que simulen el comportamiento de toda la estructura para permitir un diseño mejorado.

b) El diseño y el tamaño de la turbina eólica deben optimizarse para su uso en estructuras flotantes.

c) Existe la necesidad de desarrollar sistemas de control apropiados.

d) Se debe realizar más investigación sobre los sistemas de amarre y anclaje con la industria que se beneficia de la experiencia adquirida en el sector de petróleo y gas en alta mar.

e) Se deben desarrollar nuevas técnicas y herramientas de medición para evaluar las condiciones del viento y las olas en las ubicaciones de los parques eólicos.

f) Se requiere más investigación en el campo de los efectos de estela y turbulencia y cómo impactan la carga y los movimientos de las plataformas flotantes. Esto se puede lograr desplegando granjas de demostración flotantes de alrededor de 4 o 5 unidades, en lugar de prototipos de unidades individuales.

g) Los puertos deben permitir un mayor rendimiento y proporcionar suficiente espacio para acomodar la instalación y el almacenamiento de componentes.

h) Se deben desarrollar sistemas de autotransporte para minimizar los costos de instalación.

i) Se deben desarrollar cursos de capacitación adecuados para remediar la escasez de profesionales calificados.

Recomendaciones no técnicas

a) Es necesario un marco legislativo claro y estable después de 2020 para impulsar el desarrollo y despliegue de la energía eólica flotante.

b) Los procedimientos de concesión de licencias y permisos deben simplificarse para minimizar los plazos de entrega y mejorar la capacidad de los organismos de permisos para manejar el crecimiento esperado en los conceptos para alta mar.

c) El apoyo al I+D debe continuarse y aumentarse para mantener la tecnología europea y el liderazgo del mercado en conceptos de alta mar.

d) Se debe incentivar una fuerte colaboración entre los diferentes jugadores (y a veces competidores) a través de nuevas asociaciones de proyectos. El intercambio de experiencias, lecciones aprendidas y datos es crucial y resultará beneficioso para todos los interesados.

e) Deben desarrollarse nuevos estándares específicos para los sistemas flotantes que ayuden a alcanzar la madurez comercial.

f) Debe garantizarse el acceso al financiamiento para conceptos flotantes con una percepción correcta del riesgo asociado.