Mc Kinsey octubre 2024
La energía eólica es una fuente renovable de energía eléctrica o mecánica que podría ayudar a transformar el sector energético.
El viento puede hacer cosas asombrosas: excavar cañones, mover barcos a través de los océanos, impulsar máquinas que muelen granos y, cuando se canaliza correctamente, crear electricidad para hacer funcionar nuestros electrodomésticos y aparatos. La gente ha estado aprovechando la energía del viento desde que se inventó el molino de viento en la Persia del siglo VIII. El molino de viento vertical se hizo muy popular en la Europa medieval y es el antecesor de las enormes turbinas eólicas blancas cada vez más comunes en la tierra y el mar. Hoy, cuando el cambio climático nos obliga a seguir un camino de emisiones netas cero , la energía eólica y otras formas de energía renovable, como la solar, la geotérmica, la hidroeléctrica y la biomasa, podrían desempeñar un papel clave en la transición energética más amplia . En este artículo, analizamos en profundidad estos vientos de cambio y lo que hace girar a esas enormes turbinas.
¿Cómo se aprovecha el viento?
El viento se aprovecha cuando hace girar las aspas de una turbina eólica. Cuando las aspas de la turbina giran, hacen girar un generador que crea electricidad. Un sistema de recolección de energía de voltaje medio transfiere esa electricidad a través de una corriente a una subestación, donde un transformador aumenta el voltaje de la corriente y la conecta a un sistema de transmisión de energía eléctrica de alto voltaje.
Un parque eólico es un conjunto de turbinas eólicas. Un parque eólico marino es un conjunto de turbinas en el mar; un parque eólico terrestre es un conjunto de turbinas eólicas en tierra. El parque eólico más grande del mundo es el Parque Eólico de Gansu, en el noroeste de China, que tiene alrededor de 7.000 turbinas. En términos generales, las turbinas eólicas marinas producen más megavatios que las terrestres porque los vientos suelen ser más potentes en el mar. Pero en el caso de los parques eólicos terrestres, el terreno entre las turbinas se puede utilizar para fines agrícolas o de otro tipo.
¿Cuál es el papel de la energía eólica en el cambiante mercado energético mundial?
La demanda mundial de energía ha aumentado vertiginosamente durante décadas. Entre 1950 y 2000, la demanda mundial de energía creció un 3 por ciento anual . Este crecimiento se ha desacelerado y seguirá haciéndolo, aunque se prevé que la demanda de electricidad crezca a un ritmo siete veces superior al de otras fuentes de energía. Y satisfacer la demanda de energía se está volviendo más complicado, ya que las preocupaciones ambientales llevan a exigir nuevas tecnologías energéticas que no emitan carbono.
A medida que el mundo cambia para satisfacer las demandas de un clima cada vez más cálido, la energía eólica tiene el potencial de proporcionar una proporción sustancial de la energía limpia que necesitarán nuestras industrias, sociedades y economías. En la década de 2010, la industria eólica marina experimentó un crecimiento significativo. La capacidad global de energía eólica marina puesta en servicio aumentó de tres gigavatios en 2010 a aproximadamente 66 gigavatios en 2023. Eso es aproximadamente suficiente para satisfacer toda la demanda de electricidad de España durante todo un año. Durante este período, el costo de la generación eólica marina disminuyó aproximadamente un 60 por ciento, como resultado de una mayor competencia, tasas de interés bajas y avances tecnológicos.
La generación de energía renovable está creciendo en todo el mundo. A nivel mundial, entre 2010 y 2023, la capacidad de instalación de energía renovable creció alrededor de un 20 por ciento anual . A partir de septiembre de 2024, se espera que las instalaciones de energía eólica (en tierra y en alta mar) crezcan más del 20 por ciento anual hasta 2050. Sin embargo, a pesar de esta expectativa, las líneas de generación eólica en general están generando menos de lo necesario para alcanzar los objetivos de descarbonización del Acuerdo de París de 2015 para 2030.
La Unión Europea y los Estados Unidos están cambiando su estrategia para incluir las energías renovables en sus estrategias para abordar la crisis energética. En Europa, el Pacto Verde Europeo tiene como objetivo lograr que la Unión Europea sea climáticamente neutra para 2050 , con un objetivo intermedio de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero al menos en un 55 por ciento para 2030, en comparación con los niveles de 1990. En los Estados Unidos, el presidente Biden emitió una orden ejecutiva en 2021 que exige la instalación de 30 gigavatios de capacidad eólica marina para 2030. La Ley de Reducción de la Inflación de 2022 también podría estimular la capacidad eólica adicional mediante incentivos financieros para el desarrollo de energías renovables. Muchos otros países están buscando energía eólica marina, entre ellos Azerbaiyán, Brasil, Canadá, Colombia, India, Omán, Filipinas, Sri Lanka y Trinidad y Tobago.
¿Cómo está mejorando el progreso tecnológico las perspectivas de la energía eólica marina?
Hasta hace poco, las turbinas eólicas marinas se instalaban sobre cimientos fijos en el fondo marino en aguas de hasta 50 metros de profundidad. Estos requisitos de profundidad limitan las zonas del océano en las que se pueden instalar las turbinas.
Las nuevas turbinas con cimientos flotantes amplían las posibilidades. Se pueden instalar independientemente del terreno que se encuentre debajo, posiblemente en aguas de hasta 1.000 metros de profundidad o más. Este avance aumenta la superficie marina viable para la energía eólica marina en un factor de cinco. Francia e Italia ya están explorando parques eólicos marinos con cimientos flotantes.
La potencia nominal de las turbinas eólicas también está creciendo rápidamente. Es probable que a finales de 2024 lleguen al mercado modelos de entre 13 y 15 megavatios, lo que supone una mejora significativa respecto de los modelos de entre tres y cuatro megavatios que solían ser el estándar. Se espera que en unos años estén disponibles turbinas con capacidades de más de 15 megavatios .
¿Qué es una subasta de energía eólica?
Cuando un gobierno local o nacional decide que quiere instalar electricidad basada en energía eólica, lanza una convocatoria de licitación, que consiste básicamente en subastar los derechos del proyecto. Los promotores del proyecto presentan entonces ofertas por un precio al que puedan completar el proyecto. Las ofertas suelen representar un precio por unidad al que el proyecto venderá electricidad, pero a veces una oferta puede ser por un precio de arrendamiento del fondo marino . A continuación, el gobierno evalúa las ofertas en función del precio y otros criterios y celebra un contrato con el promotor ganador.
Las subastas de energía renovable son cada vez más populares y también han acelerado la transición hacia fuentes de energía renovables al reducir los márgenes en la cadena de valor. En 2009, nueve países celebraron subastas de energía renovable; en 2013, ese número había aumentado a por lo menos 44, de los cuales 30 eran países en desarrollo. Este aumento de los esquemas de subastas es resultado de la disminución de los costos de las tecnologías de energía renovable y, en última instancia, puede conducir a una penetración acelerada de las fuentes de energía renovable. Esto también podría aumentar la presión sobre los actores de la industria de los combustibles fósiles.
¿Cuánto cuesta producir energía eólica?
En el pasado, uno de los mayores inconvenientes del uso de energías renovables ha sido el coste de producción. La energía eólica y solar no se podía generar a escala industrial sin subvenciones gubernamentales. En mercados como la Unión Europea y el Reino Unido, el coste de la energía eólica (y también de la solar) es ahora inferior al del combustible tradicional, y es probable que siga bajando en la próxima década.
Los costos han bajado por varias razones , entre ellas factores que están fuera del control de la industria, como las bajas tasas de interés y los bajos precios del acero. Pero en algunos mercados, los costos siguen siendo altos. Y cuando los gobiernos no pueden o no quieren priorizar los subsidios a las energías renovables, las instituciones financieras pueden intervenir.
¿Cuáles son las limitaciones de la energía eólica?
Un obstáculo importante para el desarrollo de la energía eólica es la falta de fiabilidad de las fuerzas naturales . En pocas palabras, los administradores de los parques eólicos no pueden hacer que el viento sople. Para hacer frente a este desafío, las empresas que trabajan en el sector de la energía eólica pueden trabajar en la gestión de la oferta y la demanda o embarcarse en sistemas de almacenamiento radicalmente mejorados. (Una forma de hacerlo es reutilizar las baterías usadas de los vehículos eléctricos como dispositivos de almacenamiento).
Otro desafío es el costo. Si bien los precios de la energía eólica (y de todas las energías renovables ) seguirán bajando, la energía eólica marina todavía tiene un precio elevado . La construcción en el mar requiere más materiales y el mal tiempo hace que la instalación y el mantenimiento sean costosos. Los parques eólicos marinos también requieren conectores costosos a la red de transmisión interior.
Para los países en desarrollo, como en el caso de Vietnam , invertir en energía eólica es una inversión más difícil que en energía solar por varias razones. En primer lugar, los proyectos eólicos son técnicamente más complejos que los solares y, por lo tanto, tardan más en terminarse. Por lo general, la construcción de los proyectos eólicos lleva dos años, en comparación con los seis meses de los proyectos solares. Los requisitos para implementar proyectos eólicos también son mucho más variables que los de los proyectos solares. Además, los proyectos eólicos tienen mayores barreras financieras de entrada, con un costo total promedio de instalación para turbinas eólicas marinas de aproximadamente 3.200 dólares por kilovatio, en comparación con un costo de aproximadamente 900 dólares para plantas solares. (Sin embargo, la energía eólica terrestre es mucho menos costosa que la marina, aproximadamente 1.400 dólares por kilovatio).
¿A qué retos se enfrentan las empresas que impulsan proyectos eólicos marinos?
La competencia en el mercado de la energía eólica marina se está intensificando . Esto se debe a dos factores principales: las prometedoras perspectivas de crecimiento de la industria, tanto a corto como a largo plazo, y los crecientes esfuerzos por lograr emisiones netas cero. Junto con las empresas que ya trabajan en el espacio de la energía eólica marina, las empresas de servicios públicos, los principales conglomerados petroleros y otros grandes desarrolladores de proyectos de capital están interesados en el mercado y están entrando en él.
Además de una mayor competencia, los gobiernos están adoptando medidas más estrictas para las organizaciones que participan en licitaciones de proyectos eólicos marinos. En varias licitaciones europeas recientes, los gobiernos han adjudicado el contrato a licitaciones que no incluían subsidios gubernamentales, un pilar financiero del que tradicionalmente ha dependido la industria.
Si una empresa gana el contrato, le esperan más riesgos durante la fase de implementación. Los proyectos de energía eólica marina normalmente tardan unos años en completarse, pero los costos totales se basan en cálculos realizados mucho antes de la subasta. Mientras tanto, el precio de las materias primas y los metales de tierras raras como el acero pueden fluctuar. McKinsey estima que los metales neodimio y praseodimio, que se necesitan para los imanes de alta potencia en los generadores de turbinas eólicas, enfrentarán una escasez de hasta el 60 por ciento en 2030. Y algunos de los equipos de construcción que se requieren para el proyecto, como los buques de instalación de turbinas eólicas (WTIV), son extremadamente escasos. Por ejemplo, a nivel mundial, solo hay alrededor de diez WTIV que pueden acomodar turbinas de diez megavatios.
Las presiones macroeconómicas también amenazan el crecimiento y la rentabilidad. El aumento de los precios de las materias primas, las subidas de los tipos de interés y los cuellos de botella en la cadena de suministro han limitado la rentabilidad de los promotores de energía eólica marina. A finales de 2023, solo se había cerrado alrededor del 40 por ciento de la capacidad que se esperaba que alcanzara una decisión final de inversión en febrero de 2022.
Pero estos desafíos no son insuperables. A continuación, se muestra cómo los actores del sector de la energía eólica marina pueden superar la incertidumbre :
- Desarrolle una estrategia clara sobre qué tecnologías incluir en una cartera. Como ocurre con la mayoría de las carteras, una diversificada conlleva un riesgo menor que una dedicada exclusivamente a la energía eólica marina. Las empresas también deben considerar a qué mercados geográficos apuntar y mantener una comprensión clara de sus propias capacidades y limitaciones en este espacio.
- Ejecutar las fases de ingeniería, adquisición, construcción e instalación (EPCI). Los elementos clave de cada fase deben diseñarse teniendo en cuenta las capacidades de la empresa y la oportunidad específica. La ejecución exitosa de EPCI requiere un conocimiento profundo de la cadena de valor de la energía eólica marina, una buena disponibilidad de recursos de suministro e instalación y capacidades internas profundas para la ejecución del proyecto.
- Cumplir con las mejores prácticas de operaciones y mantenimiento (O&M). Esto se puede lograr contratando proveedores de servicios de O&M externos o realizando las tareas de O&M internamente.
- Gestione los precios del mercado (también conocido como riesgo comercial) entendiendo la exposición de la empresa y cuántos ingresos se deben garantizar como parte de cualquier nuevo proyecto o acuerdo. Hasta ahora, la industria ha estado relativamente protegida de la volatilidad del mercado debido a los mecanismos de fijación de precios del gobierno y los acuerdos de compraventa a largo plazo. Pero en el futuro, la exposición de la industria a los riesgos del mercado aumentará significativamente.
