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Latinoamérica: más de 50.000 kilómetros de costa para la energía eólica marina

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Luis Armando Pagán–Quiñones, estudiante doctoral del Igert Offshore Wind Energy Program de la Universidad de Massachusetts en Amherst –un programa fundado por el National Science Foundation– analiza en este artículo publicado en www.latinamericanscience.org el potencial de Latinoamérica y Caribe para la energía eólica marina.
Latinoamérica: más de 50.000 kilómetros de costa para la energía eólica marina

A pesar de tener más de 50.000 kilómetros de costa, Latinoamérica no se ha planteado el abastecer sus necesidades energéticas con el uso de energía renovables marinas. En estos últimos años, Latinoamérica ha experimentado un sostenido crecimiento económico y aumento en su población. Debido a este crecimiento, la demanda energética en los países latinoamericanos será aún mayor y los gobiernos deberán desarrollar una estrategia para abastecer sus necesidades energéticas de una manera sostenible.

El Banco Mundial y la Agencia Internacional de la Energía (IEA, por sus siglas en inglés), estiman que para el 2030, la demanda mundial aumentará un 33% con respecto al 2011–estando las energías renovables proveyendo el 40% de esta demanda energética. En Latinoamérica, la participación de las renovables en la generación de electricidad a 2035 será de un 71% (1,451 TWh), gracias abrumadoramente al aporte hidroeléctrico. Esto llevará a Latinoamérica a crear políticas e infraestructura para enfrentar la demanda energética y proteger su economía.

Aunque Latinoamérica es una región rica y abundante en recursos renovables, no ha sabido capturar estos recursos de manera eficiente y planificada como en otras regiones de Europa con las energías renovables.

La energía eólica marina
Aunque hay países latinoamericanos que han sabido aprovechar sus recursos renovables de diferentes maneras—mas de la mitad de la energía que utiliza Uruguay proviene de recursos renovables–hay una tecnología que no se ha contemplado en las políticas energéticas a futuro; la energía eólica marina. Esta tecnología, muy exitosa en Europa ya que genera más de 5 GW en países como Inglaterra y Alemania, tiene el potencial de ser un vector muy importante en la matriz energética de países latinoamericanos y en diferentes aplicaciones, asegurando la calidad de vida de la sociedad.

Potencial Eólico en Latinoamérica. NREL
Potencial eólico en Latinoamérica. Data: NREL.

Chile, según estudios de investigadores de la Universidad de Chile, tiene un gran potencial de recurso eólico marino. Aunque el Banco Interamericano de Desarrollo realizó un estudio evaluando el potencial de las tecnologías marinas en su costa, de las tecnologías marinas, la eólica fue la única que no fue evaluada (1).

El estudio, que fue modelado tomando en consideración datos satelitales de la NASA, fue dividido en 3 zonas según su potencial. La zona B, que comienza al norte de Taltal y va hasta la Región del Biobío, componen la región más densamente poblada, y por ende, la región con más consumo de electricidad de Chile.

Es este emplazamiento (Zona B), el que mejor tiene el potencial y la posibilidad de desarrollo de la energía eólica marina en Chile. Así aprovechando la cercanía de la costa para este tipo de tecnología y evitando perdidas de energía por transmisión debido a la construcción de plantas generatrices en lugares remotos.

Aunque Chile, después de Brasil, posee la costa más larga de Latinoamérica, su plataforma continental tiene un ancho que varía entre los 3 a los 60 km con profundidades de entre los 200 y 300 metros (2). Siendo estas características muy importantes en la decisión del tipo de cimentación para anclar las turbinas eólicas,

Chile se vería obligado a utilizar cimentaciones flotantes que redundarían significativamente en el precio final de la electricidad de estas instalaciones.

Por otro lado, Brasil está experimentando un crecimiento en sus exploraciones petrolíferas en altamar. Según Petrobras, Brasil pasará a ser parte de las reservas más grandes de petróleo a nivel mundial (3), con una producción esperada de 4 millones de barriles diarios para el 2020 (4). Actividad que no cesará y que Brasil tomará para seguir impulsando su economía y la de sus países vecinos en Latinoamérica. Aunque Brasil planea entrar al mercado eólico marino—con la construcción de 12 MW en el estado de Ceará—hay potencial para la integración de turbinas eólicas marinas para energizar las plataformas petroleras.
 
La integración de turbinas eólicas a plataformas petroleras
Es de sumo conocimiento que las plataformas petroleras son unas que han causado un gran impacto en el ecosistema marino, ya sea en derrames de crudo por error humano u operacional o mediante la emisión de gases que liberan los generadores diésel o turbinas de gas que energizan estas plataformas.

Para solucionar estos efectos adversos, una medida sería la integración de energía eólica marina para energizar las plataformas petroleras. Como es el caso del proyecto de demostración “Beatrice Wind Farm” en Escocia. Un proyecto creado para estudiar el impacto y viabilidad de las instalaciones eólicas marinas en aguas profundas (6) y que a la misma vez energiza una plataforma petrolera. Numerosos estudios, principalmente de Noruega, sobre integración de turbinas eólicas marinas a plataformas petroleras, señalan una reducción en la compra de combustible, reducción en emisiones de CO2/NOx de hasta un 40% (7) y el aumento de la eficiencia en las turbinas de gas (8), lo que resultaría en un beneficio directo para las empresas petroleras y para el medioambiente.

Un aspecto a considerarse para una posible integración de turbinas eólicas marinas en las plataformas, es que los emplazamientos en donde se sitúan los nuevas y abundantes reservas de crudo en las costas brasileras, están a profundidades de sobre los 2000 metros. Estas profundidades los obligarían a utilizar estructuras flotantes para las turbinas eólicas. Estructuras más costosas que las bases ancladas al fondo marino (monopilote o “jacket”) y que impactan directamente al precio de la energía (LCOE, por sus siglas en ingles). Es aquí donde la industria petrolera en Brasil puede tomar ventaja. Integrándose de forma estratégica al sector eólico marino aprovechando su vasta experiencia y liderando un mercado (eólico marino) que tiene un gran potencial en la región de Sudamérica.

Pronóstico latinoamericano para la energía eólica marina
Otras regiones a considerarse para el desarrollo de la energía eólica marina serían la provincia al norte de Colombia, Puerto Rico y la Patagonia argentina. En La Guajira, Colombia residentes han experimentado una gran sequía. Sequía que ha desencadenado protestas y disturbios ante el agobio que hasta residentes de específicas regiones atestiguan que no ha llovido hace dos años (9).

Adicional a la zona de La Guajira en Colombia, se encuentran las islas del Caribe que están viéndose afectadas por las ultimas sequías, como es el caso de Puerto Rico. En Puerto Rico, con la mitad del área territorial de La Guajira y cuatro veces su población, el gobierno se ha visto en la posición de racionar el servicio de agua en algunos sectores de la isla.

Una solución para ayudar a países y regiones que experimentan sequias, siempre y cuando los centros de consumo estén cerca del mar, es la producción de agua potable mediante procesos de desalinización y energizado con energía eólica marina.

Potencial puertorriqueño
Puerto Rico, como muchas islas, posee las condiciones idóneas para el desarrollo de esta aplicación. Siendo estas condiciones el encarecimiento de suministro de agua en ciertas épocas del año, altos costos de electricidad que redunda en alto costo del suministro de agua y disponibilidad de recurso eólico y aprovechable cerca de las zonas con más evaporización.

Según la Agencia Internacional en Energías Renovables (IRENA, por sus siglas en inglés), la energía eólica es de las opciones más viables y prometedoras para el proceso de desalinización de agua de mar, especialmente en zonas costeras con gran recurso eólico. En su más reciente publicación “Water Desalination Using Renewable Energy: Technology Brief, 2012”, IRENA hace una comparación entre costos y desempeño de las diferentes tecnologías y señala que la demanda energética para desalinizar agua de mar mediante osmosis inversa con energía eólica es aproximadamente entre 4-5 kwh por cada metro cúbico de agua desalinizada.

Comparada con tecnologías que actualmente son utilizadas a escala comercial o técnicamente viables, como la desalinización solar multi-efecto y osmosis inversa con energía fotovoltaica, la osmosis inversa con energía eólica es la que más tiene capacidad técnica de producción de agua potable y la más idónea para áreas costeras o islas.

Si tomamos en cuenta estos números, podríamos compararlos con el estudio Achievable Renewable Energy Targets for Puerto Rico’s Renewable Energy Portfolio Standard” publicado por la Universidad de Puerto Rico – Recinto Universitario de Mayagüez (RUM) y hacer un estimado. Según el estudio, una turbina con el rotor a 100 metros sobre la superficie del mar, podría estar generando entre 4,759 a 10,680 Mwh, lo que significaría estar produciendo diariamente entre 2,608 y 5,852 metros cúbicos de agua potable utilizando una turbina eólica en el mar para energizar el sistema de desalinización por osmosis inversa. Ya podría tener una idea de lo que podría hacer un parque eólico marino.

Es aquí, en zonas costeras y en emplazamientos marinos, donde el recurso eólico es mayor y constante.

Haciendo la tecnología más disponible y predecible que en emplazamientos terrestres en donde la orografía del terreno y obstáculos interfieren e impactan el flujo del viento.

Una ventaja de utilizar sistemas de energías renovables para energizar este tipo de proceso en Puerto Rico, es que el costo de energía de estas tecnologías estaría muy por debajo al actual precio que la Autoridad de Energía Eléctrica de Puerto Rico (PREPA, por sus siglas en inglés) pueda ofrecer.

Hasta el momento, Latinoamérica goza del impulso de una economía en crecimiento y a la vez del interés de otros países en el mundo dispuestos a invertir en su economía. El crecimiento y la demanda energética son inevitable, y de Latinoamérica tomar acción en desarrollar este tipo de tecnología en sus costas, lo recomendable sería la planificación a tiempo y responsable de sus costas y actividades, y el estudio global del recurso eólico marino para que pueda crearse una estrategia el desarrollo de sus recursos energéticos marinos de una forma sostenible.

Luis Armando Pagán-Quiñones es profesional en las energías renovables y mercado energético. Tiene experiencia profesional en desarrollo de proyectos de energía renovable y eficiencia energética en Puerto Rico. Actualmente está cursando estudios doctorales en la Universidad de Massachusetts y es miembro activo del IGERT Offshore Wind Energy Program. Se está especializándo en la obtención de agua potable mediante sistemas de desalinización utilizando energía eólica marina.

Referencias:
(1) BID: Energía Marina en Chile
(2) Relieve del Mar de Chile: http://www.profesorenlinea.cl/Chilegeografia/MarChileRelieve.htm
(3) Offshore discovery could make Brazil major oil exporter: http://abcnews.go.com/Business/story?id=3849290
(4) In deep waters: http://www.economist.com/node/18065645
(5) Lula field could turn Brazil into an oil superpower:
http://www.chron.com/business/energy/article/Lula-field-could-turn-Brazil-into-an-oil-1685465.php
(6) Beatrice Wind Farm Demonstrator Project: hhttp://sse.com/whatwedo/ourprojectsandassets/renewables/beatrice/
(7) Wei He, Kjetil Uhlen, Mahesh Hadiya, Zhe Chen, Gang Shi, and Emilio del Rio (2013): Case Study of Integrating an Offshore Wind Farm with Offshore Oil and Gas Platforms and with an Onshore Electrical Grid
(8) Magnus Korpåsa*, Leif Warlanda, Wei Heb, John Olav Giæver Tandea (2012) A CaseStudy on Offshore Wind Power Supply to Oil and Gas Rigs
(9) La Guajira: 35 de cada 100 mil niños de 5 años mueren por desnutrición: http://www.eltiempo.com/colombia/otras-ciudades/sos-guajira-crisis-por-sequia-/14364975

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