Un estudio reciente respaldado por el Departamento de Energía de EEUU ha encontrado que es posible reducir significativamente el tiempo y el capital necesarios en la instalación de turbinas eólicas marinas en el agua. Investigadores de la Universidad de Delaware dicen que el costo de construir un proyecto eólico marino puede reducirse en un 37% si se efectúa gran parte de la construcción y el montaje en tierra.
“Nadie dijo: ‘Hagamos una copia de seguridad aquí y preguntemos: ¿Cómo encajan todas estas cosas?'”, dijo Willett Kempton, director del estudio, profesor en el College of Earth, Ocean, and Environment y director de investigación del Centro para la Integración de la Energía sin Carbono de la Universidad de Delaware.
Lo que separa el proceso descrito en el estudio de los métodos existentes, dijo Kempton, es el diseño integrado. Esto implica no ver ninguna etapa de un proyecto de energía eólica marina, ya sea ordenar los componentes en el puerto, transportar los componentes al mar o construir en el agua, de forma aislada. “Todas esas cosas juntas deben evaluarse como un todo, y luego se procede a elegir el método más barato y más rápido de construir sobre esa base”, dijo. “Gastamos más dinero en el puerto, pero gastamos mucho menos dinero en el mar”.
Diseño integrado
El estudio fue diseñado alrededor de la construcción de turbinas de 10 megavatios, asumiendo el uso de cajones (cubos de succión) en lugar de pilotes de acero cilíndricos para los cimientos. En este escenario, todo, desde los cajones hasta la góndola, se ensamblaría en el puerto y se encargaría parcialmente. La estructura ensamblada de 2.500 toneladas métricas se movería a un muelle con un transportador modular autopropulsado. Luego la estructura se levantaría encima de un buque grúa de pierna de corte, se llevaría al sitio del proyecto y se bajaría al lecho marino.
Si bien hoy no son algo común, no pasará mucho tiempo antes de que las turbinas de 10 megavatios del caso base estén disponibles comercialmente. El fabricante danés de turbinas eólicas MHI Vestas, por ejemplo, probará la caja de cambios y los cojinetes principales de su turbina marina de 9,5 megavatios en la Universidad de Clemson, en Carolina del Sur. La turbina offshore de 8 megavatios de la compañía fue desplegada comercialmente por primera vez en el proyecto Burbo Bank Extension en el Reino Unido, que se inauguró el pasado mes de mayo.
Kempton dijo que el proceso presentado en el estudio es adecuado para gran parte de la costa este de los Estados Unidos, el Mar del Norte y la mayoría de las zonas marinas de 60 u 80 metros de profundidad. El método requiere específicamente un puerto con acceso abierto al mar y sin obstrucciones aéreas, como puentes.
La industria eólica marina de Estados Unidos apenas ha comenzado a construir una cadena de suministro y carece de la infraestructura que se puede encontrar en Europa, pero Kempton dijo que esas realidades no colocan necesariamente al sector en desventaja en el marco del proceso de construcción previsto en el estudio.
Es como trasladar a la eólica marina el ejemplo de la construcción naval. “Si construyes todo en tierra, y luego lo llevas al mar de una sola vez, tienes un barco más simple y menos costoso”. Trasladar gran parte de la construcción y el montaje a tierra también reduce el tiempo caro en el mar de tres días a 10 horas por turbina instalada. Una instalación más rápida permitiría desplegar 1 gigavatio cada año desde un solo puerto.
Además, el estudio descubrió que sería posible reducir los costos más allá de la estimación del 37% escalando turbinas de hasta 20 megavatios, realizando una puesta en servicio adicional en el puerto, colocando y ensamblando componentes conjuntamente, e industrializando aún más el conjunto.
El estudio ha tenido una buena acogida por parte de consultores y desarrolladores eólicos. “De manera prometedora, una gran parte de los beneficios de esta propuesta provienen del uso de contenedores de succión, una tecnología que ya está probada y lista para el proyecto”, dijo Anthony Logan, analista de MAKE Consulting.
“Apreciamos el compromiso de la Universidad de Delaware con la energía eólica marina y estamos entusiasmados de ver a personas estudiar nuevos enfoques para desarrollar proyectos eólicos marinos a gran escala”, dijo Lauren Burm, directora de asuntos públicos de Ørsted North America. “Estas innovaciones ayudarán a fomentar nuevas oportunidades para avanzar en la tecnología en EEUU”. Ørsted, anteriormente Dong Energy, ha construido más parques eólicos offshore que cualquier otro desarrollador.
Burm señaló que la amplia experiencia de Ørsted en la construcción de la energía eólica marina demuestra la capacidad del aprendizaje experiencial para reducir los costos. “En las últimas dos décadas de desarrollo de recursos eólicos marinos, Ørsted ha establecido un modelo estandarizado, integrado y simplificado para reducir los costes y maximizar las eficiencias”, dijo. “Nuestros conocimientos han ayudado a abaratar los costes de la eólica marina en Europa un 63% en los últimos siete años”.
Prueba piloto
Kempton dijo que los comentarios recibidos por parte de los desarrolladores se resumen básicamente en que “la industria tiene que avanzar de esta manera. Este es el futuro”. Idealmente, dijo, el método podría ser probado de forma experimental con un proyecto de dos, seis u ocho turbinas y luego escalar a un parque eólico marino de 50 o 100 turbinas comerciales. “Los desarrolladores no pueden comenzar un gran proyecto con algo que no se haya hecho antes. Se trata de proyectos de 2.000 millones de dólares. Para cualquier tamaño, se tendrá un enfoque prudente”, dijo Kempton.