Cómo son los aerogeneradores

Para saber qué tamaño tiene esta nueva turbina de GE, empecemos con algunas comparaciones.

Llamé a Ben Hoen, un científico investigador del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley para que me diera las últimas cifras sobre el tamaño de los aerogeneradores. (Subraya que se trata de cifras preliminares: el LBNL publicará un informe al respecto dentro de unos meses, pero no espera que estas cifras cambien mucho, si es que lo hacen).

Según Hoen, la altura total media (desde la base hasta la punta) de una turbina terrestre estadounidense en 2017 fue de 142 metros (466 pies). La mediana de las turbinas estaba más cerca de los 152 metros (499 pies). De hecho, según Hoen, la mediana se está acercando al máximo. En otras palabras, con el tiempo, las turbinas terrestres estadounidenses parecen converger en aproximadamente esa altura. ¿Por qué? Porque si se construye a una altura superior a los 1.200 metros, la Administración Federal de Aviación exige algunos pasos adicionales en su proceso de aprobación y, al parecer, a la mayoría de los promotores no les ha merecido la pena la molestia.

Las turbinas terrestres más altas de Estados Unidos se encuentran en el proyecto Hancock Wind, en el condado de Hancock (Maine). Esas turbinas -Vestas V117-3.3, por si hay que saberlo- miden unos 574 pies de altura.

Así que eso es en tierra. ¿Y en alta mar? Bueno, hasta el momento, Estados Unidos cuenta con una única instalación eólica marina en funcionamiento, el parque eólico de Block Island, frente a Rhode Island. Sus turbinas se elevan a unos 1,5 metros.

¿Cómo se compara el Haliade-X con todo eso? Según GE, alcanzará los 853 pies de altura.

Eso sería, hasta donde yo sé, el aerogenerador más alto del mundo. Por lo que he podido averiguar buscando en Google (como ya he dicho, estas cosas cambian rápidamente), el anterior poseedor del récord es una turbina terrestre de 809 pies en Alemania.

Turbinas más grandes significan más potencia, más a menudo

Sin embargo, la altura no es lo único que importa. La Haliade-X también cuenta con otros superlativos.

El diámetro del rotor es una medida del barrido completo de las palas de la turbina (el diámetro del círculo que definen). En igualdad de condiciones, un mayor diámetro del rotor significa que la turbina puede recoger más viento.

En 2017, me dijo Hoen, los aerogeneradores estadounidenses tenían un diámetro medio de rotor de 367 pies. El Haliade-X tendrá un diámetro de rotor de 722 pies, aproximadamente el doble de la media. Las palas serán gigantescas, de 1,5 metros de largo cada una, más largas que un campo de fútbol y más largas, según GE, que cualquier otra pala en alta mar hasta la fecha.

El enorme diámetro del rotor, más el viento constante en alta mar, más la turbina de 12MW (los promedios en tierra son de unos 3MW; en alta mar de unos 6MW), significa que el Haliade-X tendrá un factor de capacidad inusualmente alto.

Esta cita del Informe de Mercado de Tecnologías Eólicas 2016 del Departamento de Energía muestra cómo han evolucionado los factores de capacidad eólica a lo largo del tiempo: «El factor de capacidad medio de 2016 entre los proyectos construidos en 2014 y 2015 fue del 42,5%, en comparación con una media del 32,1% entre los proyectos construidos entre 2004 y 2011 y sólo del 25,4% entre los proyectos construidos entre 1998 y 2001.»

A modo de comparación, en 2016 el parque nuclear estadounidense tenía un factor de capacidad medio de alrededor del 92%. (Dados los mercados actuales, la nuclear solo es económica cuando funciona de forma continua, como carga base). El carbón y el gas natural tenían un 55% y un 56% respectivamente. (El gas natural es tan bajo porque con frecuencia sube y baja para seguir las oscilaciones de la demanda. El carbón solía estar cerca del 80, pero cada vez es menos económico hacer funcionar las centrales de carbón).

Así que la energía eólica moderna de EE.UU. llega al 42,5% y el gas natural al 56%. La Haliade-X, según GE, tendrá un factor de capacidad del 63%. Eso es una barbaridad, aunque no sería el más alto del mundo: las turbinas flotantes en alta mar del proyecto Hywind Scotland alcanzaron recientemente el 65%.

Suma todo eso y, en un «típico emplazamiento del Mar del Norte alemán», dice GE, cada Haliade-X producirá unos 67GWh anuales, «suficiente energía limpia para hasta 16.000 hogares por turbina, y hasta 1 millón de hogares europeos en una configuración de parque eólico de 750 MW». (Basta con decir que la cifra sería menor para los hogares estadounidenses, que sufren un gran derroche de energía). Esto supone «un 45% más de energía que cualquier otra turbina eólica marina disponible en la actualidad», según la empresa.

El primer Haliade-X se está construyendo actualmente en Rotterdam (Países Bajos). GE dijo en abril que comenzará a producir electricidad a finales de este año.

Las turbinas más grandes que funcionan más a menudo van a aplastar a todos los competidores

Consideremos lo que estos factores de capacidad crecientes significan para la eólica.

A menudo vuelvo a este post de 2015 del analista de energía Ramez Naam sobre el potencial final de la energía eólica. «La eólica con un factor de capacidad del 60%», escribió, «incluso al mismo precio por kwh de hoy, sería tremendamente más valiosa que ahora, con menos límites a la cantidad que podríamos utilizar.

¿Por qué? Varias razones.

• Cuanto más variable es una fuente, más respaldo se necesita para afianzarla y hacerla fiable. (En la actualidad, el respaldo lo proporcionan sobre todo las plantas de gas natural, aunque las baterías están aumentando). Al hacer que la energía eólica sea menos variable y más fiable, los factores de capacidad más altos reducen los costes de respaldo.
• La energía renovable variable (sol y viento) tiende a «comerse su propio almuerzo». Como todas producen energía al mismo tiempo (cuando el sol brilla o el viento sopla), el siguiente incremento de capacidad añadido tiene el efecto de reducir el precio de compensación para todos los demás incrementos. Cuanta más energía se ponga en marcha a la vez, menor será el precio. Al distribuir su energía a lo largo de un período más largo -aproximadamente el doble del 32 por ciento de las turbinas de 2011-, una turbina con un factor de capacidad del 60 por ciento atenúa y ralentiza este efecto de supresión de los precios.
• Al ampliar sus horas de funcionamiento, una turbina de alto factor de capacidad tiene más probabilidades de producir durante los picos de demanda, cuando la energía es más valiosa.

Un factor de capacidad de más del 60 por ciento no es del todo «de carga base», pero seguro que parece mucho menos variable. Así que las turbinas como la Haliade-X serían más valiosas incluso si el precio de la electricidad eólica siguiera siendo el mismo.

Pero, por supuesto, no seguirá siendo el mismo; ha bajado un 65% desde 2009. Un reciente informe del NREL preveía que las innovaciones en la tecnología de la energía eólica (entre las que se encuentran las turbinas más grandes) podrían hacer que bajara otro 50% para 2030. (Los investigadores de la Universidad de Virginia están trabajando en el diseño de una turbina en alta mar que tendrá una altura de 1.640 pies, más alta que el edificio del Empire State.)

Se dice que los nuevos aerogeneradores de EE.UU. alcanzarán una altura media de buje de 460 pies en 2025, más o menos en línea con las proyecciones actuales. Según los datos del NREL, estos aerogeneradores podrían alcanzar factores de capacidad de más del 60 por ciento en más de 750.000 millas cuadradas de territorio estadounidense, y de más del 50 por ciento en 1,16 millones de millas cuadradas.

Tanta energía eólica, con ese factor de capacidad, con los avances previsibles en tecnología eólica, producirá energía lo suficientemente barata como para aplastar a todos los competidores. Y 2025 no está tan lejos.