Análisis en profundidad

Energía eólica: cómo funciona y cuáles son sus beneficios

Beneficios, ventajas y puntos críticos de la energía eólica, una tecnología clave para alcanzar los objetivos de descarbonización en el sector eléctrico

10 Nov 2021

Gianluigi Torchiani

energía eólica

La energía eólica está considerada unánimemente como una de las fuentes energéticas renovables con más perspectivas. ¿Cómo funciona exactamente esta tecnología? ¿Qué la diferencia de otras fuentes como la fotovoltaica y la geotérmica? ¿Cuáles son las perspectivas de desarrollo? Vayamos por orden, partiendo como siempre de una definición general que ayude a circunscribir exactamente el campo de aplicación.

Qué es la energía eólica

Cuando hablamos de energía eólica y de energía del viento, nos referimos al proceso de generación de electricidad a partir del viento o de las corrientes de aire que se producen de forma natural en la atmósfera terrestre. Es cierto que durante siglos la humanidad ha aprovechado la fuerza del viento -en particular gracias a los molinos- para simplificar toda una serie de trabajos (como moler el grano, bombear agua, etc.). Pero en todos estos casos, el viento sólo es capaz de generar energía mecánica y no electricidad: sólo a finales del siglo XIX, con la invención de los generadores eléctricos, se probaron las primeras turbinas eólicas reales. En realidad, no empezaron a extenderse -primero en Estados Unidos y luego en los países nórdicos- hasta la década de 1980. Y luego encontró una aplicación creciente a partir del año 2000, junto con la introducción de mecanismos de incentivos vinculados a los programas de descarbonización promovidos por la Unión Europea. En esencia, los modernos aerogeneradores se utilizan ahora para captar la energía cinética del viento y generar así electricidad que se reutiliza para todos los usos finales (doméstico, industrial, etc.).

La tecnología detrás de la energía eólica

Más en detalle, el funcionamiento de un aerogenerador es bastante sencillo: cuando el viento sopla en las proximidades de un parque eólico, sus palas captan la energía cinética del viento y giran, transformándola así en energía mecánica. Este proceso acciona un generador, que a su vez tiene la delicada tarea de transformar la energía mecánica en energía eléctrica, lista para ser inyectada en las redes de distribución. También puede haber un sistema de acumulación que permita controlar la potencia suministrada, independientemente de las variaciones de la velocidad del viento. En la actualidad, las centrales eólicas están siempre equipadas con un software especial de supervisión y control, capaz de actuar sobre algunas variables mecánicas de la turbina y el generador eléctrico para garantizar un funcionamiento seguro y eficaz a lo largo del tiempo. Una turbina moderna típica empieza a generar electricidad cuando la velocidad del viento alcanza los 6-10 km/h. Por el contrario, las turbinas se desconectan si el viento sopla con demasiada fuerza (unos 88 km/h) para evitar daños en los equipos. La cantidad de energía que se puede recoger del viento depende del tamaño de la turbina y de la longitud de sus palas.

La capacidad de las turbinas eólicas ha aumentado con el tiempo. En 1985, en los inicios de esta tecnología, las turbinas típicas del mercado tenían una capacidad nominal de 0,05 (MW) y un diámetro de rotor de 15 metros. Los nuevos proyectos de energía eólica actuales tienen una capacidad media de turbina de unos 3 MW en tierra y 7 MW en el mar, pero en la actualidad también hay instalaciones con turbinas cercanas a los 10 MW, con una tendencia al alza.

Los diferentes tipos de energía eólica

En realidad, para ser más precisos, la diferencia de tamaño de las turbinas está relacionada con tres tipos diferentes de energía eólica, desarrollados en contextos igualmente diferentes

1) Energía eólica industrial en tierra: es la aplicación clásica de la energía eólica. En este caso, se trata de aerogeneradores cuyo tamaño oscila entre los 100 kilovatios y varios megavatios, construidos en terrenos caracterizados por una adecuada velocidad de los vientos. En este caso, la electricidad es suministrada a la red y distribuida al usuario final por las compañías eléctricas o los operadores del sistema eléctrico.

2) Eólica marina: en este caso los aerogeneradores se instalan en mar abierto y se conectan a la red a través de cables submarinos. Las turbinas eólicas marinas son más grandes que las terrestres y pueden generar más electricidad, precisamente por la posibilidad de aprovechar la mayor cantidad de viento en mar abierto y la ausencia sustancial de limitaciones paisajísticas.

3) Microeólica: se trata de pequeños aerogeneradores individuales, con una potencia inferior a 100 kW, que normalmente se utilizan para alimentar directamente una vivienda, una granja o una pequeña empresa, sin estar conectados directamente a la red.

Otro punto importante cuando se habla de energía eólica es que a menudo se construyen varias turbinas cerca unas de otras, creando un parque eólico, que funciona como una verdadera central eléctrica unitaria, con un control unitario del funcionamiento de las diferentes turbinas y una gestión única de la transmisión de energía a la red.

Ventajas y beneficios

¿Por qué en los últimos veinte años el planeta ha comenzado a invertir fuertemente en energía eólica? La razón principal es medioambiental: los combustibles fósiles (gas, petróleo, carbón), utilizados tradicionalmente para generar electricidad, tienen un alto impacto en términos de contaminación y emisiones, al punto de ser considerados los principales responsables del cambio climático.

La energía eólica -a pesar de algunos riesgos de carácter paisajístico y relacionados con la protección de la fauna- es, en cambio, totalmente limpia, no produce emisiones nocivas para la salud, ni gases de efecto invernadero (salvo, claro está, la energía utilizada en la construcción de los propios aerogeneradores) y es inagotable.

Por lo tanto, la energía eólica puede asegurar una importante contribución a la reducción de las emisiones de CO2 a la atmósfera y esto es suficiente para explicar por qué -al igual que otras fuentes limpias como la fotovoltaica y la biomasa- en los últimos años ha habido una gran difusión de esta tecnología.

Además, la energía eólica puede representar un arma importante desde el punto de vista de la autonomía energética: de hecho, los recursos fósiles están concentrados de forma muy desigual en el mundo, lo que hace que algunos países sean extremadamente dependientes de otros para el suministro de materias primas energéticas.

Por el contrario, la energía eólica, al igual que otras fuentes renovables, es un recurso disponible en prácticamente todo el mundo, por lo que no está sujeto a riesgos geopolíticos ni implica costes de suministro y transporte.

Los puntos críticos de la energía eólica

Sin embargo, a pesar de estos beneficios, la construcción de parques eólicos no está exenta de dificultades, ya que a menudo se encuentra con la oposición de las comunidades locales y de algunos sectores del ecologismo. En particular, existen riesgos para la fauna asociados a la energía eólica. En concreto, el WWF distingue entre riesgos:

directos, debido a la alteración y destrucción de los tipos de hábitat, la erosión del suelo (planta e infraestructura de servicios), el impacto de animales con partes de la planta, en particular el rotor;

indirecta, debido a la alteración del uso del suelo, la fragmentación, el aumento de las perturbaciones antropogénicas con la consiguiente alteración de las poblaciones silvestres.

Otra de las principales críticas a la energía eólica está relacionada con el impacto en el paisaje: de hecho, la ubicación de los grandes parques eólicos se considera a menudo perjudicial para este bien, que está expresamente protegido por la Constitución italiana.

Sin embargo, en los últimos años, el diseño de las centrales eólicas ha avanzado en este punto, gracias a la introducción de protocolos especiales, que han permitido contener riesgos y aspectos críticos como: la alteración del campo sonoro y el impacto acústico, las interferencias con las telecomunicaciones, el impacto visual y paisajístico, la forma de las torres eólicas, el mantenimiento de la central, el desmantelamiento y la restauración.

El mercado de la energía eólica

¿Cuáles son las cifras mundiales de la energía eólica? La capacidad eólica mundial total era en 2019 de más de 651 GW, un aumento del 10% en comparación con 2018. China y Estados Unidos son los mayores mercados eólicos terrestres del mundo, y juntos representan más del 60% de la nueva capacidad en 2019. Europa instaló 15,4 GW de nueva capacidad eólica en 2019, de los cuales 11,8 GW en tierra y los 3,6 GW restantes en el mar. En total, el Viejo Continente puede contar con 205 GW de capacidad eólica instalada. 2019 no ha sido un año especialmente favorable para la eólica italiana, que ha podido contar con 450 nuevos MW solo en tierra, para un total de 10,5 GW instalados (ninguno de ellos en alta mar). ¿Está el vaso medio lleno o medio vacío? Centrándonos únicamente en las cifras de 2018, es posible destacar que los aproximadamente 10 GW de capacidad instalada (para un total de 6.909 aerogeneradores de diversos tamaños) han permitido producir una cantidad de energía limpia equivalente a 17,32 TWh, con un ahorro de unos 20 millones de barriles de petróleo y más de 10 millones de toneladas de emisiones de CO2 ahorradas. Sin embargo, el potencial de la energía eólica italiana es mayor: según un estudio de la ANEV, habría otros 8,4 GW de potencial eólico instalables de aquí a 2030, que corresponderían a una producción anual de electricidad equivalente a 40,1 TWh, lo que equivale a cerca del 10% del consumo bruto de electricidad y a beneficios en el empleo. Esta indicación ha sido sustancialmente implementada por el Plan Nacional de Energía y Clima (PNIEC) italiano que, como es sabido, pretende fomentar una fuerte penetración de las tecnologías de producción de electricidad renovable, principalmente fotovoltaica y eólica, permitiendo al sector cubrir el 55,0% del consumo final bruto de electricidad con energía renovable, frente al 34,1% de 2017. En concreto, según el plan del Gobierno, se espera que la energía eólica nacional alcance una capacidad de 19.300 MW en 2030, de los cuales 900 en alta mar, con una producción anual prevista de 41,5 TWh.

Incentivos para la energía eólica

Para alcanzar los 10 GW de capacidad actuales y llegar a los objetivos indicados por el PNIEC, la energía eólica italiana ha necesitado y necesitará incentivos. De hecho, a pesar de los avances tecnológicos, el costo de la energía producida por una planta eólica sigue siendo más elevado que la que se puede comprar a la red eléctrica. En resumen, la energía eólica aún no ha alcanzado la condición de paridad de red que permitiría la puesta en marcha de proyectos incluso en ausencia de incentivos, que por lo tanto sirven para convencer a empresarios y financieros de invertir en este sentido. En conjunto, al 31/12/2019 se estimaba que cada año los incentivos a los parques eólicos actualmente en funcionamiento cuestan a los italianos, a través de la factura de la luz, unos 1.350 millones de euros al año, en gran parte derivados del mecanismo de los Certificados Verdes, que ya no funcionan. En vista de la consecución de los objetivos europeos para 2030, en agosto de 2029 se aprobó el decreto RES 1, que -a través de un complejo mecanismo de subastas y registros- también apoya la construcción de parques eólicos.

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