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Singladura de las energías marinas en España

Juan de Dios López Leiva, Chief Functional Engineer en Siemens Gamesa Renewable Energies (SGRE) y profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales de la UPM

España cuenta con aproximadamente 8.000 kilómetros de costa lo que, sumado a su diversidad litológica, ha dado lugar a una de las mayores riquezas en paisaje y en accidentes costeros de Europa y del mundo. Por otra parte, el sector marítimo español mueve 200.000 millones de euros y cuenta con más de un millón de empleados, lo que equivale al 20% del PIB del país y el 5,84% del empleo. La industria nacional tiene una experiencia naval indiscutible y cuenta con una larga trayectoria de liderazgo industrial (desde patentes hasta implementación final, desde productos para toda la cadena de valor a servicios hiperespecializados). Debido a éste y otros factores, podemos decir que nuestro país cuenta con una posición privilegiada para el aprovechamiento de las energías marinas, y por tanto, con un gran potencial para ser un referente tecnológico y de mercado en la llamada ‘Economía Azul’.

El máster en Aprovechamiento de las Energías Renovables Marinas (MAERM), título propio de la Universidad Politécnica de Madrid, que se imparte en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Navales y que acaba de terminar su tercera edición, proporciona a los estudiantes un formación completa en las materias necesarias que demandan el diseño, desarrollo del proyecto, construcción, operación y mantenimiento de una planta de energía renovable offshore. El claro interés por la industria en estas tecnologías marinas se demuestra con el 100% de empleo para los egresados de las ediciones anteriores.

Aunque es inevitable mencionar a la eólica offshore, las renovables marinas no acaban ni mucho menos en el viento. Los mares y océanos encierran muchas otras posibilidades de aprovechamiento, y las empresas españolas que trabajan en ellas cuentan ya con varias tecnologías que se encuentran en etapas de desarrollo muy diferentes: I+D+i, demostración de prototipos o instalaciones piloto en  funcionamiento. Además, el país dispone de infraestructuras científico-tecnológicas excelentes, diversas y complementarias entre sí, incluyendo centros de ensayo en el mar, así como laboratorios de investigación especializados. Por lo tanto, nos encontramos ante un área altísimo potencial de crecimiento a medio y largo plazo. Como ejemplo, Ocean Energy Europe (la mayor organización de instituciones y tecnólogos de energías marinas del mundo) espera una capacidad instalada de 100.000 megavatios (MW) y más de 400.000 empleos generados sólo en Europa, como objetivo para 2050 [1]. Asimismo, la Sección Marina de la Asociación de Empresas de Energías Renovables ya afirmó en 2015 que España “podría cubrir el 20% de su consumo eléctrico con la energía de las olas”.

Desde la perspectiva del desarrollo tecnológico, las energías marinas se encuentran en una posición muy interesante debido a que, por una parte, no existe una única tecnología dominante y, por otra parte, los potenciales desarrollos por venir pueden beneficiarse de la experiencia y conocimiento de otras industrias que llevan décadas aportando soluciones técnicas para la operación en el mar. Esto permite una gran diversidad de conceptos tecnológicos que podrían convertirse en soluciones viables a futuro, con el apoyo adecuado.

Fuente: Ocean Energy Strategic Roadmap – Building Ocean Energy for Europe (Comisión Europea)

España está siendo pionera en la investigación de varios conceptos de aprovechamiento de las energías marinas, la cual podemos tratar de resumir en:

  • Energía mareomotriz

Asociada al desplazamiento de grandes masas de agua debido a las mareas, aunque en muchas clasificaciones, también refiere al aprovechamiento de las corrientes marinas, dado que los sistemas de captura son similares (habitualmente, turbinas de eje horizontal o vertical, aunque existen conceptos más exóticos, como tornillo de Arquímedes o sistemas oscilantes).

Quizás el ejemplo más significativo de desarrollo tecnológico en esta área en nuestro país sería el de Magallanes Renewables, empresa gallega que ha desarrollado la plataforma flotante ATIR que incorpora dos turbinas marinas contrarrotantes. El prototipo, de 2 MW, fue instalado en febrero de 2019 en el banco de pruebas de EMEC en Orkney (UK), y durante este tiempo, ha demostrado su viabilidad y fiabilidad en condiciones de operación reales. Durante el año 2020 y 2021, se ha continuado la validación de la generación y el modelo de mantenimiento; y se han lanzado acuerdos de colaboración comercial con Morlais Energy, para el desarrollo de instalaciones en Anglessey (Gales) en los próximos años.

Fuente: Magallanes Renovables

Por ahora, no hay instalaciones en España, pero existe un potencial significativo para el desarrollo, especialmente en la costa atlántica, debido a las mayores amplitudes de marea. Por ejemplo, Mestres M, et al. [2] analiza la potencial instalación de turbinas fijadas al fondo marino en la ría de Vigo, con diferentes tecnologías.

De acuerdo a Esteban, Espada, Ortega, López-Gutiérrez y Negro [3], existe potencial de desarrollo para estas tecnologías en la zona del Estrecho de Gibraltar, costa mediterránea y Canarias.

 

  • Energía undimotriz

Sin lugar a dudas, el mayor foco de desarrollo en cuanto a Energías Marinas en España se centra en la energía proveniente de las olas. Es también el área en la que mayor diversidad de conceptos podemos encontrar.

En primer lugar, podemos citar los sistemas de columna oscilante (OWC), que aprovechan el movimiento alternativo de las olas dentro de una cámara confinada para bombear aire a través de una o varias turbinas, habitualmente, de tipo Wells. El ejemplo más notorio es la central de Mutriku, adscrita al BMEP (BiscayMarine Energy Platform), que lleva desde 2011 generando energía y vertiéndola exitosamente a la red, además de servir como centro de pruebas para nuevos conceptos OWC.

En esta línea, podemos incluir también al prototipo Marmok-A-5, desarrollado por Oceantec- IDOM; consta de 2 turbinas de 15 kW, una longitud de 42 metros (36 de calado y 6 de francobordo), cinco metros de diámetro y un desplazamiento de 162 toneladas. Marmok-A-5 fue instalado en octubre de 2016 en aguas de la zona de ensayo de BMEP, con el objetivo de desarrollar una versión comercial a medio plazo.

Fuente: Oceantec-IDOM

Por otra parte, mencionar los sistemas de desbordamiento (overtopping devices), los cuales aprovechan la inercia de las olas para elevar el agua por encima del nivel del mar y, desde ahí, generar energía mediante una turbina hidráulica. No existen ejemplos de desarrollo en nuestro país de este tipo, pero de forma menos ortodoxa, podemos incluir el sistema desarrollado por Arrecife Energy Systems, de diseño 100% propio, y que está siendo probado (prototipo escala 1:3) también en BMEP. Este sistema imita el funcionamiento de los arrecifes de coral, e incorpora varias turbinas de eje horizontal para generar electricidad.

Fuente: Revista de Ingeniería Naval

Por último, destacar los dispositivos que aprovechan de forma más directa el movimiento de las olas mediante el uso de boyas. Dicho movimiento, es canalizado mediante sistemas hidráulicos o mecánicos, para producir electricidad.

Existen tres ejemplos muy interesantes de sistemas basados en boyas desarrollados en España:

  • SEA-Titan: desarrollado por Wedge Global, que cuenta con un novedoso sistema de generación de accionamiento directo lineal, que aprovecha eficientemente el movimiento vertical de las olas.

Fuente: SeaTitan.eu

  • El proyecto ORPHEO (Optimización Rentabilidad Plataformas Híbridas Eólica Olas), es una iniciativa que, partiendo de la plataforma W2Power de eólica flotante, pretende desarrollar un sistema híbrido eólico flotante - undimotriz, mejorando la producción, y con la posibilidad de integrarse con otros usos, como acuicultura.
  • Proyecto LifeDemoWave, que cuenta con dos sistemas demostradores (GELULA) de 25 kW cada uno.

Cabe destacar que, durante 2021, el prototipo PENGUIN 2, de la empresa finlandesa WELLO Oy, se instalará y comenzará pruebas en BMEP.

 

Energía del gradiente salino
La energía aprovechable por el gradiente salino se produce por la diferencia de salinidad entre distintas masas de agua. En España destaca el proyecto LIFE 3E, que continúa el proyecto GRADISAL, liderado por MARE en Cantabria, junto con otros cuatro socios. El proyecto se integra con el tratamiento de aguas residuales, y se aprovecharán las instalaciones de la Estación Depuradora de Aguas Residuales de Comillas, previamente adaptada durante el proyecto GRADISAL, junto con un sistema de electro-hidrólisis

Artículos sobre energías de los mares y océanos | 09 de septiembre de 2021

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