Avances en la energía eólica

Asunto: La industria eólica europea es la industria de energía renovable de más rápido crecimiento y lo que es más, gracias a los esfuerzos de varios estados miembros, Europa ha superado recientemente a EE.UU. en capacidad de energía eólica instalada.

Relevancia: Dentro de 10 años la energía eólica podrá competir económicamente con las tecnologías de producción de electricidad convencionales. Existen grandes recursos de energía eólica en todo el mundo, especialmente en países de América del Sur y Central, y también en la India y China, los cuales ofrecen un gran mercado potencial de exportación a Europa. Por consiguiente, Europa necesita una estrategia clara de implantación de la energía eólica a nivel regional, nacional e internacional.

--------------------------------------------------------------------------------

El viento se está mostrando como un recurso energético seguro y económico en las instalaciones situadas principalmente en Europa, los EE.UU. y la India. Los avances tecnológicos de los últimos cinco años han colocado a la energía eólica en posición de competir, en un futuro próximo, con las tecnologías de generación de energía convencionales. El coste de producción de electricidad por la acción del viento en Europa ha disminuido en los últimos 15 años aproximadamente en un 80%, de 0,5 ECU a menos de 0,1 ECU por kWh. En algunos casos incluso se han indicado costes de hasta 0,06 ECU por kWh. Al mismo tiempo, la capacidad instalada ha aumentado enormemente, desde menos de 100 MW hasta 2000 MW en este último año. En comparación, el coste de producción actual de las plantas nucleares y de combustible fósil en Europa oscila entre 0.04 y 0,08 ECU por kWh. En 1995, las turbinas eólicas generaron 7 TWh de electricidad, lo que constituye aproximadamente el 0,06% de la producción total de electricidad en el mundo.

Estas reducciones de coste tan importantes se han conseguido gracias al desarrollo de turbinas eólicas más seguras, más eficientes y más baratas, en combinación con la producción de turbinas más grandes y con una expansión del mercado. Durante los últimos diez años el precio de las turbinas eólicas ha disminuido en un 5% cada año, mientras que al mismo tiempo el rendimiento ha aumentado en un 30%. El diez por ciento de las turbinas eólicas producidas en 1993 tuvo un rendimiento específico (kWh generados por año por metro cuadrado de área de rotor) de más de 100 kWh.m-2.año-1, lo que es más del doble de la cantidad conseguida por un modelo antiguo de 55 kW. Con todo, aún parece haber posibilidades de mejora. La I+D sobre turbinas eólicas concentra la mayor parte de sus esfuerzos en la investigación básica aeroacústica, aeroelástica y aerodinámica, en el desarrollo de álabes flexibles, mástil y suspensión flexibles, y en la aplicación de materiales más ligeros. Una innovación importante es la implantación de sistemas de velocidad variable y generadores de accionamiento directo, lo que disminuye el número de piezas de la máquina, elimina la caja de cambio (tradicionalmente una parte vulnerable de la turbina) y aumenta el rendimiento de la misma. Aplicando estos y otros desarrollos se espera que, en los próximos diez años, el coste de la energía producida por las turbinas eólicas consiga igualar el valor de coste más bajo obtenido por las plantas de energía convencionales.

Otra circunstancia es el aumento de capacidad de las máquinas, que se ha multiplicado por un factor de 10 en los últimos diez años. Como ejemplo, la capacidad de energía eólica de 500 MW instalada en Dinamarca representa 4.000 turbinas eólicas, una cifra que ahora puede conseguirse con sólo 800 turbinas. No obstante, el tamaño óptimo de la unidad depende del tipo de aplicación ( por ejemplo, en alta mar, en el litoral o en el interior).

Durante éstos últimos años, el mercado eólico europeo, que domina claramente el mercado eólico mundial, ha aumentado en 250 MW en 1992, 330 MW en 1993, y 440 MW en 1994. En el mismo período el crecimiento se ha estancado en los EE.UU. Así, Europa ha superado recientemente la capacidad total instalada en los Estados Unidos. El estancamiento del mercado en EE.UU. puede atribuirse tanto al retraso en la reestructuración de la industria eléctrica como a la falta de seguridad en el apoyo del gobierno, lo que ha tenido como consecuencia que las compañías eléctricas se muestren reacias a planificar cualquier aumento de la capacidad. La inseguridad en el mercado de la energía es un importante obstáculo, especialmente para las energías renovables, las cuales generalmente requieren contratos a largo plazo. El desarrollo europeo se ha conseguido gracias a medidas económicas que proporcionan incentivos para la producción de energía eólica, que además se ha visto favorecida por la aceptación social y una mayor conciencia medioambiental. En la Figura 1 se representa la capacidad instalada anualmente en Asia, Europa y los EE.UU.

Figura 1: Capacidad instalada eólica en Asia, Europa y EE.UU.

Aunque las condiciones de suministro de energía difieren mucho en los distintos países europeos ( por ejemplo, España e Italia tienen pocos recursos de combustible fósil al contrario que los Países Bajos y el Reino Unido), la energía eólica se ha introducido en casi todos los países europeos. Durante los últimos años, el mercado eólico está creciendo rápidamente, un proceso que empezó en Dinamarca y los Países Bajos, y más recientemente se ha extendido a España y el Reino Unido. El mayor crecimiento ha tenido lugar en Alemania. Fuera de Europa, el mercado eólico ha crecido más del 200% en la India, desde los 180 MW instalados en 1994 hasta los 565 MW instalados a fines de 1995. Se cree que en un futuro próximo se instalará en China una cantidad importante de turbinas eólicas. La Asociación de Energía Eólica Americana (AWEA) espera que el mercado mundial crezca desde los 5.000 MW instalados en la actualidad hasta los 18.500 MW en el año 2005, aportando la India y China aproximadamente el 30% de la capacidad total de nueva instalación. Según la Asociación de Energía Eólica Europea (EWEA), para el año 2030 el 10% de la electricidad de la Unión Europea podría realmente ser generada por la energía eólica. Para conseguir esta cifra, deberían instalarse 200.000 turbinas eólicas de 500 kW cada una, equivalentes a 170 centrales eléctricas. En los próximos 35 años esto representaría un mercado total de entre 70 y 100 billones de ECU.

Medidas económicas para regular el mercado eólico

Durante quince años los gobiernos nacionales han financiado el desarrollo de la industria de la energía eólica en Europa. Para estimular la introducción de la tecnología eólica en el mercado de la energía, se han utilizado principalmente medidas económicas. En Alemania, Dinamarca y los Países Bajos, el gobierno ha subvencionado la instalación de turbinas eólicas, financiando al mismo tiempo la investigación y el desarrollo sobre tecnología eólica. Después, se han sustituido estos incentivos de inversión por una combinación de medidas fiscales y la aplicación de "tarifas de recompra". Por ejemplo, la implantación de una "tarifa de rescate" asegurada de 0,09 ECU por kWh ha llevado a Alemania al liderazgo del mercado. Medidas fiscales como la "inversión verde" y las posibilidades de depreciación flexible para la inversión medioambiental, han estimulado la implantación de turbinas eólicas. La "inversión verde" permite invertir dinero bajo condiciones de tipos de interés razonables. En los Países Bajos, sin embargo, la aplicación de este sistema ha puesto de manifiesto que es más difícil encontrar "proyectos verdes" que obtener el dinero para financiarlos. Las empresas eléctricas han iniciado otro procedimiento que ofrece al consumidor la posibilidad de favorecer el empleo de energía eólica comprando "electricidad verde" a precios más altos. De este modo, las compañías eléctricas se obligan ellas mismas a invertir en energías renovables. La aplicación de estas medidas ha dado lugar a una industria de fabricación de turbinas eólicas muy competitiva.

Obstáculos para la implantación

La energía eólica se enfrenta a ciertos problemas potenciales y reales que pueden obstaculizar su rápida introducción en el mercado mundial de la energía. Los puntos más importantes son los de tipo económico, de integración en la red y los medioambientales: impacto visual, producción de ruido e impacto sobre las aves.

La energía eólica sólo puede entrar en el mercado eléctrico si se produce a un coste competitivo. Los costes de producción de la energía eólica son, todavía, más altos que los de producción de energía a partir de combustibles fósiles. Por consiguiente, es esencial para su competitividad reducir estos costes. Sin embargo, la competitividad de la energía eólica mejoraría notablemente si el cálculo del precio de la electricidad se basara en los costes totales de la misma, es decir, los costes de producción que afectan directamente a la empresa productora más los costes de externalidad que recaen en la sociedad en su conjunto.

El aspecto ambiental más importante es el impacto visual sobre el paisaje. Aunque una gran mayoría de la gente apoya la idea de utilizar energía eólica, muchos se preocupan por el impacto sobre el paisaje. Por esta razón, la construcción de parques eólicos debe considerarse con un cuidado especial al planificar el espacio a nivel local, regional y nacional. La práctica más segura es evitar la instalación de turbinas eólicas en terrenos de alto valor ecológico y construir las plantas de energía eólica en estrecha cooperación con la comunidad local, teniendo en cuenta el uso del terreno existente: agrícola, comercial o recreativo. La creación de plantas de energía eólica en alta mar puede reducir el impacto visual. En la Figura 2, se reflejan los recursos de energía eólica en alta mar estimados en Europa. A pesar de estos aspectos beneficiosos, normalmente no se construyen plantas de energía eólica en alta mar porque su coste es dos o tres veces mayor que el de las instalaciones en tierra. No obstante, existe una planta de energía eólica a corta distancia de la costa, en Dinamarca, con una capacidad total de casi 20 MW, que funciona desde noviembre de 1995 y cuyo coste de producción por kWh se ha calculado en 0,07 ECU. En los Países Bajos y en Suecia se han iniciado otros proyectos piloto.

Figura 2: Potencial técnico de energía eólica en alta mar en la EU-12 en función de la profundidad máxima del agua (en metros) y de la distancia máxima a tierra (en kilómetros). No se tienen en cuenta restricciones de costes. Como referencia se da la producción total de electricidad de la EU-12 en 1995.

El ruido de las turbinas eólicas puede crear problemas en áreas rurales especialmente tranquilas, sobre todo si las turbinas están situadas cerca de las casas. El ruido es producido por los álabes y la carcasa. El nivel de potencia de sonido, como medida normalizada, para una máquina tipo varía entre 98 y 101 dB(A). El nivel aceptable de ruido fijado por las autoridades locales en Europa y en EE.UU. en la fachada de una vivienda varía entre 35 y 65 dB(A). Así por ejemplo, para limitar el ruido a 45 dB(A), es necesario no sobrepasar una distancia de unos 250 metros de la casa más próxima. La industria eólica considera que aún hay posibilidades de mejora, y estima que dentro de tres años se podrá obtener un nivel de ruido de 96 dB(A). Para esto será necesario disminuir la velocidad rotacional, es decir, introducir el concepto de velocidad variable, que reduce la velocidad de los álabes en períodos de suministro de viento bajo.

El impacto sobre las aves puede ser otro problema. Sin embargo, el número de accidentes por kilómetro de parque eólico es mucho menor que el que tiene lugar en una autopista. Por esta razón, la Royal Society for the Protection of Birds (Reino Unido) y el grupo holandés "Vogelbescherming Nederland", afiliado a Birdlife International, no consideran los parques eólicos como un peligro para las aves. Sin embargo, deben evitarse las ubicaciones que interfieran con las rutas de migración.

Los problemas referentes a integración en la red pueden estar relacionados con las circunstancias locales, la calidad de la electricidad (principalmente en términos de estabilidad del voltaje y frecuencia) y la planificación del suministro. Los parques eólicos necesitan estar conectados a la red local. Un suministro grande de energía eólica en un área dada puede sobrepasar la capacidad de las líneas de distribución locales. La cuestión que surge entonces es ¿quién debería pagar el refuerzo de la red local, y quién se beneficiaría de los distintos esquemas potenciales de suministro de energía? Este es un problema que se presenta en los parques eólicos grandes, que requieren líneas de alto voltaje y transformadores. De hecho, algunas instalaciones eólicas interesantes están ubicadas en áreas aisladas y con infraestructuras eléctricas pobres.

La razón principal por la que las compañías eléctricas dudan en introducir los sistemas de energía eólica a gran escala, es la naturaleza intermitente de la fuente, que puede reducir la seguridad del suministro, y por consiguiente disminuir el valor económico del viento. Los estudios de las compañías eléctricas demuestran que la energía eólica representa una cierta garantía de capacidad, aunque con un factor 2 ó 3 veces menor que el valor encontrado para las plantas nucleares y para las que emplean combustibles fósiles. La garantía de capacidad mejora substancialmente cuando la energía eólica se combina con otros tipos de generadores eléctricos renovables, o por la aplicación de sistemas de almacenamiento de energía. Se han realizado cálculos que demuestran que el factor de compatibilidad carga/recursos no se reducirá de modo significativo por participación de hasta un 10% de energía eólica en un mercado de electricidad europeo abierto, y este porcentaje, según la EWEA, podría alcanzarse en el año 2030.

El futuro de la energía eólica

La energía eólica puede muy bien llegar a ser una industria grande e importante en Europa. A corto plazo, la tecnología de la energía eólica puede constituir un producto de exportación significativo, una vez se haya creado la infraestructura adecuada. La facturación de la industria alemana ha sido solamente de 600 MECU en 1995. Por varias razones, sobre todo políticas, se espera que en 1996 el mercado alemán disminuya de un 10 a un 20%. La razón principal es la incertidumbre en el reembolso por la energía y el debate aún vigente sobre la ley de la edificación y la construcción. El análisis del mercado eólico en Europa demuestra que no es un mercado "abierto". De los 1.200 MW instalados en Europa hasta principios de 1994, el 75% de las turbinas eólicas se instalaron en el mismo país en que fueron fabricadas. Solamente Dinamarca consiguió introducirse en el mercado internacional de modo importante, y su volumen de mercado se ha estimado en 425 millones de ECU en 1995 representando uno de los diez productos exportadores más importantes del país. Este análisis demuestra que hay una gran correlación entre un mercado nacional fuerte y una industria de fabricación fuerte. Además de Dinamarca, Alemania ha reforzado su mercado nacional en los dos últimos años, aplicando tarifas de recompra elevadas, y al mismo tiempo ha estimulado a su industria a la exportación.

Mientras los partidarios del suministro de energía convencional consideran que el papel de las energías renovables tiene poca consistencia en un mercado de electricidad abierto, porque su precio está fuera de mercado, los partidarios de las energías renovables dan la bienvenida a una competencia justa basada en los costes globales. La libre competencia proporcionará a los usuarios la posibilidad de elegir entre un número mayor de suministradores de electricidad que ofrecerán servicios alternativos, incluyendo las energías renovables. Esto no es una quimera, y así lo demuestra la experiencia de la compañía holandesa de energía PNEM y la compañía sueca Vattenfall, que ofrecen a sus clientes la posibilidad de comprar "electricidad verde". A pesar del precio superior, la demanda fue mucho mayor que lo que podían satisfacer las compañías. Siguiendo en esta línea, la AWEA propone una "cartera de energías renovables" estándar para asegurar que las energías renovables se desarrollan del modo más económico posible y se apoyen en un mercado libre, más que en programas de tasas, subvenciones e implantaciones burocráticas. Como condición previa al establecimiento de una empresa, se exigirá a todo suministrador de energía que un porcentaje (negociable) de sus necesidades de energía las satisfaga con energías renovables.

En los últimos cinco años, los EE.UU. han experimentado un fuerte declive en el mercado de las turbinas eólicas, debido al retraso en la reestructuración del mercado eléctrico y a un cambio importante en el clima político. La situación de indecisión resultante ha llevado prácticamente a cero al crecimiento del mercado eólico. Si Europa quiere conservar su posición de liderazgo en el mercado eólico y beneficiarse de los enormes mercados potenciales de China, la India, y América Central y del Sur, necesitará una política clara y a largo plazo. Esta política debería incluir el desarrollo de directrices de ubicación a nivel regional, nacional e internacional; acuerdos sobre el "valor" de las energías renovables, considerando el beneficio ambiental, y regulaciones para integrar en la red a la energía eólica y otras energías renovables. La descentralización y liberalización del mercado de la electricidad actualmente en curso exigen un enfoque totalmente nuevo que tome en consideración las características regionales y nacionales.