Tema
En el presente[1] artículo se analizan las repercusiones del cambio climático para la disponibilidad mundial y regional de los recursos de energía renovable eólica y undimotriz.
Resumen
La energía proporcionada por el viento y las olas se considera una de las fuentes energéticas más prometedoras para mitigar el cambio climático. Este artículo presenta distintos análisis efectuados mediante diferentes métodos para simular situaciones del pasado y hacer predicciones sobre el futuro. En ese sentido, se han analizado los recursos eólicos y undimotrices a nivel mundial y regional junto a su producción eléctrica asociada, recurriendo con frecuencia a dispositivos estándar[2] para ese fin. También se ha estudiado la posibilidad de combinar ambas tecnologías al buscar ubicaciones óptimas para la aplicación de esta combinación de viento y olas, además de considerar la posible fatiga mecánica que sufriría un aerogenerador acoplado a un sistema flotante. En cualquier caso, la conclusión es que, salvo en regiones muy específicas (el océano Ártico y el Antártico o, a un nivel más local, el golfo de Guinea y el sur de Brasil), los recursos eólicos y undimotrices y su producción eléctrica asociada no se verán afectados de un modo destacable por el cambio climático a largo plazo, ni siquiera en el escenario más desfavorable analizado. Esta estabilidad supone una generación de energía constante, por lo que las centrales existentes de energía renovable eólica y undimotriz son fuentes fiables a largo plazo.
Análisis
1. Introducción
La energía marina es uno de los motores de la transición energética a medio y largo plazo a nivel nacional, europeo y mundial. No sólo presenta una gran regularidad y previsibilidad como recurso, sino también mucha versatilidad –para su implantación en tierra o en alta mar–, modularidad y escalabilidad para proveer de energía a una serie de sectores como, entre otros, los puertos y las plantas desalinizadoras. Por lo tanto, el uso de la energía eólica y undimotriz es crucial para mitigar el cambio climático. Son fuentes de energía renovable limpias y sostenibles que no emiten gases de efecto invernadero (GEI), por lo que se erigen como la principal alternativa al uso de los combustibles fósiles que contribuyen al cambio climático. De hecho, durante la Cumbre del Clima de la COP28, celebrada en Dubái en noviembre y diciembre de 2023, se hizo un llamamiento específico para triplicar la capacidad energética renovable hasta 2030.[3]
Además, el desarrollo tecnológico e industrial de la energía eólica marina se está acelerando. Según proyecciones de la IRENA, para poder cumplir las metas del Acuerdo de París –mantener el incremento de las temperaturas a nivel mundial por debajo de 2ºC e intentar limitar ese aumento a 1,5ºC frente a los niveles preindustriales–, el total de la capacidad eólica marina requerida a nivel mundial será de 228GW en 2030 y de 1.000GW en 2050.[4] Asimismo, según la Agencia Internacional de la Energía (AIE), la energía eólica marina constituirá la mitad de la generación eólica de Europa para 2040.[5]
Por otra parte, la energía undimotriz también es un recurso marino prometedor, a pesar de que su evolución no ha sido tan rápida como se preveía. Según el Acuerdo de Implementación para Sistemas de Energía Marina de la AIE, el mundo alberga el potencial de desarrollar 300GW de energía undimotriz y mareomotriz de aquí a 2050.[6] Por su parte, la UE se ha fijado el ambicioso objetivo de alcanzar los 40GW de capacidad instalada de energía undimotriz y mareomotriz para 2050, de modo que, para conseguirlo, la evolución necesaria de la capacidad instalada acumulada tiene que ser de 1GW en 2025 y de 10GW en 2030.
El análisis que se presenta a continuación está basado en la investigación de los autores sobre la disponibilidad mundial y regional de recursos de energía renovable eólica y undimotriz. De hecho, no se han analizado únicamente los recursos, sino también la producción de energía eléctrica. Asimismo, se ha analizado su variabilidad estacional y diaria y, por último, se ha estudiado la combinación óptima de los recursos eólicos y undimotrices, donde los análisis de fatiga han puesto de manifiesto una fuerte reducción a la larga de la vida útil de los aerogeneradores marinos que afecta a la producción energética total de estas máquinas.
Estos análisis se han llevado a cabo aplicando distintos modelos, ya sea teniendo en consideración los datos históricos del pasado o vaticinando los resultados futuros.
En estos momentos, los modelos CMIP6[7] proporcionan escenarios futuros para variables atmosféricas como la temperatura y el viento, en función de distintas trayectorias de aquí a 2100. Estas trayectorias combinan los cálculos futuros en torno a las emisiones de GEI y las políticas de adaptación y mitigación.
Se suelen tener en cuenta dos escenarios límite para describir esta evolución conjunta hasta 2100: el escenario SSP1-2.6 de bajas emisiones, que podría denominarse un escenario “verde”; y el escenario SSP5-8.5 de altas emisiones, que representa la evolución menos respetuosa con el medio ambiente de aquí a 2100.[8]
Es frecuente que se tenga en consideración que los escenarios intermedios (las políticas más probables en vista de las actuales que podrían dar lugar a un incremento de la temperatura en torno a 3ºC) también conllevarán una evolución a medio camino entre los dos escenarios mencionados (en cuanto a producción energética eólica y undimotriz para este caso específico). Por lo general, se sigue este procedimiento cuando, como es el caso del estudio que nos ocupa, los resultados directos de los modelos del CMIP6 no arrojan estimaciones sobre la energía, por lo que resulta necesario procesar grandes cantidades de datos para calcular la producción energética a partir de datos de alta frecuencia.
2. Análisis de la producción eléctrica eólica y undimotriz en todo el mundo en el período 2015-2100
En esta sección, se procesan las estimaciones futuras del CMIP6 sobre el viento para obtener resultados de producción energética final generada por turbinas eólicas y dispositivos undimotrices. Con ese fin, se han seleccionado tipos estándar de aerogeneradores y convertidores undimotrices y se ha calculado su producción eléctrica futura a partir de las estimaciones futuras sobre el viento y las olas. Se han proyectado las tendencias decenales mundiales para el período 2015-2100 en las zonas de litoral de todo el mundo donde, en vista de la evolución tecnológica actual, se podrían instalar los dispositivos eólicos y undimotrices.[9]
Las Figuras 1 y 2 muestran los resultados correspondientes a las tendencias decenales de la producción energética eólica y undimotriz. Estos gráficos corresponden a las tendencias intermedias (promedio) entre los escenarios límite SSP5-8.5 y SSP1-2.6.
Los resultados proporcionan un panorama casi estático, con tan sólo unas cuantas zonas en las que cabría esperar cambios significativos, si bien limitados, en la generación marina.
Estos resultados apuntan a que, pese los grandes cambios previstos en la temperatura de la Tierra de aquí a 2100, la producción futura de energía marina no correría peligro y solamente cabría esperar cambios moderados en unas pocas ubicaciones. Hay consenso en torno a que una de las formas de abordar el cambio climático es incrementar la cuota de energías renovables y reducir el uso de los combustibles fósiles. Este trabajo apunta a que la subida prevista de las temperaturas no será un obstáculo para las iniciativas de reducción de emisiones de GEI, al menos por lo que respecta a la generación marina renovable.
Figura 1. Tendencias en la producción de energía eólica: escenario SSP1-2.6
Figura 2. Tendencias en la producción de energía eólica: escenario SSP5-8.5
Figura 3. Tendencias en la producción de energía eólica: escenario intermedio (media entre el SSP1-2.6 y el SSP5-8.5)
Figura 4. Tendencias en la producción de energía undimotriz: escenario SSP1-2.6
Figura 5. Tendencias en la producción de energía undimotriz; escenario SSP5-8.5
Figura 6. Tendencias en la producción de energía undimotriz: escenario intermedio (media entre el SSP1-2.6 y el SSP5-8.5)
