El valor de la energía eólica

Dos equipos de investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) han demostrado que la energía eólica ofrece un valor logístico, económico y medioambiental a los consumidores y a las empresas de servicios públicos desde la costa de Oregón hasta las aldeas remotas de Alaska en Estados Unidos.

En el primer estudio sobre el impacto en la red de la energía eólica marina en Oregón, un equipo del PNNL emparejó el potencial de recursos eólicos marinos de la costa de Oregón con otras fuentes de energía renovable variable, incluidas la eólica y la solar terrestres. El estudio ayudó al equipo a comprender cómo la energía eólica marina podría atender la demanda de electricidad dentro de la red de transmisión de Oregón y en todo el noroeste del Pacífico.

En el segundo estudio, un equipo del PNNL analizó el valor de la energía eólica distribuida –aerogeneradores instalados cerca de donde se consume su energía, como en el caso de los hogares, las empresas y las comunidades- para la pequeña y remota comunidad de St. Los resultados del estudio podrían ayudar a informar a las empresas de servicios públicos sobre la viabilidad económica de la instalación de energía eólica en sistemas similares de microrredes aisladas en otros pueblos remotos. Además, el estudio reveló posibles beneficios económicos y medioambientales para los consumidores de electricidad del pueblo.

Ambos estudios, publicados en la revista Energies, ilustran la creciente experiencia del PNNL en la evaluación del valor que aporta la energía renovable para reforzar la red.

Energía eólica en la costa de Oregón

Los fuertes vientos de la costa de Oregón son unos de los más fuertes del país, y tienen el potencial de producir más de 84 megavatios de energía, suficiente para suministrar una parte importante de la energía de ese estado.

En 2021, la Administración Biden anunció un objetivo nacional para desplegar 30 gigavatios de energía eólica marina para 2030.

El estado de Oregón también ha instituido nuevas políticas de energía limpia, como la Orden Ejecutiva 20-04 emitida por el gobernador para reducir y regular las emisiones de gases de efecto invernadero; la ley HB2021, que también exige a los proveedores de electricidad que reduzcan las emisiones en un 100% para 2040; y la ley HB3375, que inicia la planificación de hasta 3 gigavatios de “energía eólica” flotante en alta mar en las aguas federales de Oregón para 2030.

A esto hay que añadir la jubilación prevista de las centrales de carbón en toda la Interconexión Occidental -que incluye Oregón, Washington, California, etc.- en los próximos 20 años. El aumento de la electrificación de vehículos y edificios, así como el cambio climático -que afecta a la estacionalidad de la energía hidroeléctrica, una fuente de energía predominante en el noroeste del Pacífico- completan las oportunidades para la energía eólica marina.

En este estudio, el equipo utilizó un marco de valoración desarrollado por el PNNL, un método para evaluar el valor de la energía eólica marina. El marco estaba compuesto por una combinación de atributos eólicos históricos, una comparación de compatibilidad de otros recursos renovables variables en la región y modelos de costes de producción de electricidad para crear simulaciones de despacho de recursos de generación de electricidad en toda la región.

“Nuestro estudio de los flujos de transmisión de electricidad en la costa y en la región reveló que la energía eólica marina no sólo podría aumentar la fiabilidad del suministro de electricidad a las comunidades costeras de Oregón, sino que el despliegue de la energía eólica marina abre la capacidad de transmisión que podría servir a los centros de carga en todo el valle de Willamette en el oeste de Oregón”, dijo Travis Douville, el investigador de energía renovable del PNNL que dirigió el estudio.

Esta estrategia podría permitir que el corredor de transmisión de electricidad existente proporcione generación adicional desde áreas equipadas con fuertes recursos de energía renovable, como la energía eólica en el Columbia Gorge y el sureste de Washington, Wyoming, Montana o el sureste de Oregón.

El equipo también descubrió que la energía eólica marina se ajusta de forma natural a las tendencias de carga eléctrica horaria en Oregón mejor que la eólica terrestre en cada una de las cuatro estaciones de forma independiente. También complementa la energía eólica terrestre generada en el Columbia Gorge y el sureste de Washington, principalmente en verano y también en primavera.

“Descubrimos que la eólica del desfiladero podría depender en parte de la eólica marina y menos de la hidroeléctrica para favorecer a equilibrar la carga de electricidad en la red”, aseguró Douville. “Esto puede ser especialmente beneficioso en los meses finales del verano, cuando los caudales de los ríos están en su punto más bajo”.

También se evidenció que la energía eólica marina complementa los recursos solares de Oregón en los meses de invierno, cuando la carga de electricidad aumenta debido a la calefacción.

Sin embargo, “de todos los recursos energéticos variables y en todas las estaciones del año, descubrimos que la relación complementaria más fuerte entre los recursos energéticos renovables variables se da en los meses de verano entre la energía eólica marina y la terrestre”, dijo Douville.

El estudio fue financiado por la Oficina de Gestión de la Energía Oceánica.

Un nuevo estudio, financiado por el Consorcio Nacional de Investigación y Desarrollo de la Energía Eólica Marina y la Oficina de Gestión de la Energía Oceánica, se centra en la comprensión de la energía limpia, la capacidad y el valor de resiliencia de la energía eólica marina en el sur de Oregón y el norte de California, así como en la evaluación de los impactos operativos para la fiabilidad y la resiliencia del sistema.

El remoto pueblo de St. Mary’s, en Alaska, alberga una población de casi 700 personas. El pueblo está situado en el oeste de Alaska, a lo largo del río Andreafsky, cerca de la confluencia con el río Yukón.

Una de las fuentes de electricidad de esta pequeña comunidad es el gasóleo, cuyo suministro es costoso en pueblos remotos como St. Mary’s. Además, los horarios de entrega pueden verse afectados por el clima u otros peligros.

Mary’s, sino a otras dos comunidades remotas: Pitka’s Point y Mountain Village. Las tres microrredes de las aldeas remotas, aunque están conectadas conjuntamente, están aisladas de cualquier sistema de transmisión exterior. En la cercana Pitka’s Point, una turbina eólica independiente de 900 kilovatios está conectada a la microrred de St. Este tipo de energía eólica es una fuente de viento distribuida.

La central eléctrica de gasóleo y la turbina eólica son propiedad de la Alaska Village Electric Cooperative (AVEC), que se encarga de su explotación.

El marco de valoración de la energía eólica distribuida, no patentado, utilizado por el equipo para el análisis, incluye las perspectivas de múltiples partes interesadas para evaluar los beneficios y los costes de la energía eólica distribuida para AVEC y los residentes del pueblo. La metodología también incluye evaluaciones cualitativas de beneficios y costes difíciles de cuantificar, como la resiliencia y los impactos en las vistas.

“Descubrimos que el mayor beneficio para AVEC es el coste evitado del gasóleo, que se traduce en un ahorro de 5,3 millones de dólares durante la vida útil de la turbina”, afirmó Sarah Barrows, la economista del PNNL que dirigió el estudio.

El equipo también descubrió que el mayor flujo de valor global son los beneficios económicos para el estado de Alaska, procedentes de la construcción y las operaciones y el mantenimiento de las turbinas durante la vida útil del proyecto eólico distribuido, con una estimación de 8 millones de dólares.

Otro beneficio importante es evitar las emisiones de dióxido de carbono, que son un “efecto secundario” del uso de generadores diesel, por un valor de 2 millones de dólares.

“En este estudio no incluimos el valor de otros contaminantes evitados”, afirmó Barrows. “Por consecuencia, es probable que haya un valor adicional que no se contabiliza”.

Sin embargo, Barrows señaló: “Descubrimos que los incentivos, los premios y las subvenciones pueden ayudar a reducir los elevados costes iniciales que las cooperativas eléctricas como AVEC no pueden superar. La financiación pública parece ayudar a que los beneficios superen a los costes, con beneficios sociales que ascienden a 9,8 millones de dólares en comparación con los 5,4 millones de dólares en premios federales y estatales que ayudaron a financiar el proyecto de St”.

Los futuros trabajos de valoración de la energía eólica distribuida podrían ampliar otros aspectos, como la resiliencia; los impactos de los sistemas eólicos distribuidos en la justicia medioambiental; y la economía de los posibles sistemas híbridos que utilizan energía eólica, solar y de almacenamiento de energía.

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