Los aerogeneradores marinos se “roban” el viento entre sí: los rendimientos están muy sobreestimados

Para alcanzar los objetivos de cero emisiones netas establecidos en el Pacto Verde Europeo, los aerogeneradores marinos tendrían que aportar una contribución significativa al futuro suministro energético de Europa —al menos, ese es el plan de los gobiernos europeos. Sin embargo, estos planes están encontrando obstáculos debido a los elevados costes de inversión y a la incertidumbre sobre los rendimientos, ya que la demanda es menor de lo esperado. El 30 de octubre, el ministro saliente Hermans, del Ministerio neerlandés de Clima y Crecimiento Verde (KGG), anunció en una carta a la Cámara de Representantes que no se había recibido ninguna solicitud de permiso para la licitación del parque eólico Nederwiek I-A, con una capacidad instalada de entre 1 y 1,15 gigavatios. Esta tendencia no se limita a los Países Bajos. En agosto, por ejemplo, no hubo ofertas para los diez gigavatios de licitaciones que el gobierno alemán había sacado para proyectos eólicos marinos. A todo ello se suma ahora otro revés: los rendimientos energéticos de los aerogeneradores marinos parecen ser mucho menores de lo que se supone en la mayoría de los planes nacionales.

«Los objetivos de política nacional muestran expectativas de producción energética hasta un 50 % superiores a lo que puede lograrse de forma realista», concluye Carlos Simão Ferreira, profesor de Ciencia de la Energía Eólica en la Delft University of Technology. Junto con sus colegas daneses Gunner Chr. Larsen y Jens Nørkær Sørensen, de la Technical University of Denmark (DTU), publicó el 21 de noviembre un artículo en la revista Cell Reports Sustainability. «Este estudio establece un límite superior, fundamentado físicamente, al rendimiento de los parques eólicos, demostrando que las restricciones aerodinámicas imponen un techo fundamental a la energía que puede extraerse de la capa límite atmosférica marina», añaden los científicos.

Según el artículo, los parques eólicos, cada vez más grandes y también cada vez más densos, extraen energía de la parte inferior de la capa límite atmosférica, afectando a dicha capa hasta varios kilómetros por encima de la superficie terrestre. La energía extraída del flujo de aire debe reponerse desde capas más altas de la atmósfera, pero esto solo es posible de manera limitada debido a restricciones atmosféricas determinadas por principios físicos conocidos en meteorología y geofísica. Esto significa que los aerogeneradores literalmente se roban el viento entre sí, lo que implica que su eficiencia disminuye aún más a medida que aumenta su número. Los científicos demuestran esto mediante un modelo analítico validado que define el límite físico superior de la producción de los parques eólicos marinos.

El modelo se construyó a partir de los rendimientos reales de 72 grandes parques eólicos en Estados Unidos, el Reino Unido, Alemania, Francia, Bélgica y los Países Bajos, y se compararon esos rendimientos reales con los rendimientos teóricos previstos en documentos de política nacional en una serie de estudios de caso. En siete de los nueve estudios de caso, los objetivos nacionales para la producción eólica marina resultaron estar muy sobreestimados. Dos parques eólicos alemanes fueron ligeramente subestimados.

Las limitaciones de la energía eólica marina reveladas en la publicación no son nuevas. Científicos de la universidad danesa y del Max Planck Institute ya habían advertido anteriormente que los rendimientos esperados de la energía eólica marina podrían caer en un tercio o más si se ampliaba aún más su despliegue. En una publicación de 2020 de la organización alemana Agora Energiewende, un equipo interdisciplinar e internacional que desarrolla estrategias científicamente sólidas y políticamente viables para la transición hacia la neutralidad climática, se mostró cómo la eficiencia de los aerogeneradores disminuye a medida que aumenta la escala del uso de la energía eólica. Además, Axel Kleidon, físico y jefe de grupo en el Instituto Max Planck, afirma en una publicación de 2021 en la Meteorologische Zeitschrift que los rendimientos energéticos de zonas con aerogeneradores que cubren más de 100 kilómetros cuadrados son hasta doce veces menores que los de pequeños parques eólicos en ubicaciones destacadas, independientemente de los avances tecnológicos en los aerogeneradores. La publicación en Cell Reports Sustainability confirma ahora estos hallazgos anteriores con cifras contundentes.

Los Países Bajos destacan de manera especialmente llamativa: con una sobreestimación de los ingresos del 49 %, los científicos han calificado la política del gobierno neerlandés como «internamente inconsistente». El Plan de Infraestructura de Energía Eólica del Mar del Norte (WIN), publicado por el gobierno neerlandés en julio, parte de un factor de capacidad del 51 al 56 %, es decir, la relación entre la producción real de electricidad de un aerogenerador y la producción máxima posible en el mismo período. Esto a pesar de que las cifras de la Statistics Netherlands (CBS) muestran que el factor de capacidad de los aerogeneradores en la parte neerlandesa del mar del Norte fue del 37 % y 38 % en 2023 y 2024, respectivamente. La publicación de Delft cita esto como un ejemplo llamativo de cómo «los objetivos cambiantes, la planificación espacial y el rendimiento supuesto pueden desalinearse de las restricciones físicas».

«Tales sobreestimaciones no solo ocultan los costes energéticos reales, sino que también subestiman los riesgos de variabilidad, integración y vertido de electricidad, y distorsionan las trayectorias de política», argumentan los científicos. Añaden que el déficit resultante en los ingresos por electricidad «podría tener un impacto profundo en la sociedad y la economía». La eficacia de las grandes inversiones en la flexibilidad de la red eléctrica y en el almacenamiento de energía eólica —como baterías y producción de hidrógeno— depende en gran medida del factor de capacidad real de los aerogeneradores marinos. Según los científicos, la infrautilización futura de estas inversiones tendrá efectos durante varias generaciones. «Las elevadas exigencias para la sociedad, la economía y el medio ambiente implican que las vías correctivas puedan resultar costosas o inviables para un país o una región», señalan.