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15-10-2015 : Artículo

¿La energía de las olas y las mareas alcanzará algún día su potencial?

A medida que la energía solar y eólica crecen, otra fuente de energía renovable con gran potencial —la energía de las mareas y las olas— sigue estando muy a la zaga. Pero parece que se está progresando en este punto, ahora que los gobiernos y el sector privado han redoblado sus esfuerzos para conseguir que la energía marina se sume a las corrientes principales de energía.

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En Pentland Firth, un estrecho que separa las islas Orcadas del norte de Escocia, las fuertes corrientes de la marea llevan siglos desafiando a los marineros. Pero parte de esa energía marina está siendo ahora capturada a través de un proyecto conocido como MeyGen. Este verano, el grupo Atlantis empezó la construcción de una matriz de turbinas mareomotrices sumergidas, formada por cuatro turbinas de tres palas montadas en el fondo marino suficientemente potentes como para poder suministrar 6 megavatios a la red eléctrica en el 2016 y proporcionar energía a aproximadamente 3.000 hogares escoceses. Para principios de la segunda década del siglo XXI, Atlantis está planeando construir 269 aerogeneradores en la ría capaces de generar 398 megavatios de electricidad, suficiente para alimentar a aproximadamente 200.000 viviendas.

En el otro lado del mundo, frente a la costa de Hawái, donde las olas son abundantes, la Northwest Energy Innovations, con base en Oregón, instaló en junio un dispositivo de conversión de energía undimotriz que extrae energía de los movimientos verticales y horizontales de las olas mediante un sistema hidráulico de alta presión. Situado en un laboratorio construido para la Marina de Estados Unidos, el aparato de 45 toneladas, llamado Azura, se balancea en las aguas de la bahía Kaneohe, en Oahu. Azura, un pequeño dispositivo experimental con una capacidad de tan solo 50 kilovatios, es el primer y único sistema de energía undimotriz estadounidense conectado a la red eléctrica.

Northwest Energy Innovations

Dispositivo de energía undimotriz Azura en una instalación de la Marina estadounidense frente a las costas de Hawái.

Estos son dos de los avances de entre un creciente número de avances en energía marina, que hasta ahora ha ido siempre muy por detrás de la energía solar y la eólica debido a las dificultades de operar en ambientes oceánicos duros y las dificultades técnicas de aprovechar la energía de las olas y las mareas. Ted Brekken, profesor asociado de sistemas energéticos en la Universidad Estatal de Oregón (Oregon State University), afirma: “La tecnología ha seguido avanzando, lo cual es una buena noticia, pero el gran problema es conseguir bajar su coste. Ahora mismo, la realidad es cómo sobrevivir hasta llegar allí”.

Las olas oceánicas y el movimiento de las mareas producen grandes cantidades de energía. El Laboratorio Nacional de Energía Renovable de los Estados Unidos estima que más de un tercio de toda la electricidad utilizada en los Estados Unidos podría extraerse de los mares. Aún así, para el 2020 se prevé que la energía oceánica produzca solamente 1 gigavatio de electricidad, una mera fracción de los 370 gigavatios generados por el viento a finales del 2014. Los 400 millones de dólares invertidos en el sector de la energía marina el año pasado quedaron eclipsados por los 150 mil millones de dólares invertidos en energía solar. Y aún quedan importantes dudas acerca de los impactos ambientales de las tecnologías de energía marina.

A pesar de su titubeante inicio, la industria de la energía marina tiene cada vez más acérrimos defensores en todo el mundo. Actualmente, alrededor de 30 empresas de energía mareomotriz y 45 de energía undimotriz se encuentran en avanzada fase de desarrollo tecnológico. Un informe reciente constata que para el 2050 la energía oceánica podría satisfacer del 10% al 15% de la demanda de energía de la Unión Europea, lo suficiente como para abastecer a unos 115 millones de hogares.

La promesa de la energía marina está vinculada no solo a la gran cantidad de energía potencial que yace en las mareas cambiantes y el movimiento de las olas, sino también a su fiabilidad. Puede generar electricidad en la mayoría de sus estados durante las 24 horas del día, eliminando así la necesidad de sistemas de almacenamiento de energía, lo que hace que sea más fácil integrarla en la red eléctrica que las irregulares energía solar y eólica. Brekken afirma: “En algún momento las instalaciones para conseguir energía eólica y solar, fáciles y baratas, habrán cubierto su trecho, y entonces será el turno de la energía oceánica”.

Otra ventaja de los dispositivos de energía marina es que se pueden adaptar a sitios específicos y a los costes. Pueden suministrar energía a las comunidades de costas remotas que, de otra forma, dependerían del caro diésel o de líneas de transmisión terrestre. Eso ya es una realidad para la cuenca del Kvichak, en Alaska, donde la Ocean Renewable Power Company, con sede en Maine, desplegó en julio un sistema de energía mareomotriz a pequeña escala para reducir los altos costes de energía de la comunidad.

Un aspecto que retrasa la implementación de la energía marina es la incertidumbre sobre la forma en la que los dispositivos pueden afectar a los ecosistemas marinos.

Un aspecto que retrasa la implementación de la energía marina, especialmente en los Estados Unidos, es la incertidumbre sobre la forma en la que los dispositivos de energía mareomotriz y undimotriz pueden afectar a los ecosistemas marinos. ¿De qué forma interactúan los animales marinos con las turbinas de mareas, cuyas cuchillas giratorias podrían matarlos? ¿Hasta qué punto el sonido de los dispositivos interfiere en la capacidad de los mamíferos marinos para navegar, migrar y comunicarse? Strangford Lough, en la Isla del Norte, donde se encuentra una de las turbinas de mareas de Atlantis, es el hogar de focas comunes, focas grises y marsopas comunes. Aunque la turbina en Strangford se apaga cuando se acerca un mamífero marino, los científicos ambientales siguen estudiando los impactos de la turbina.

“Antes que nada tenemos que demostrar que no hay ningún impacto, pero no podemos”, explica la Dra. Andrea Copping del Laboratorio de Ciencias Marinas del Pacific Northwest National Laboratory. Y añade: “No tenemos ninguna prueba concreta, solo teorías basadas en los conocimientos actuales y la modelización por ordenador”. Pero Copping piensa que los reguladores entienden cada vez más que algunos resultados simplemente no pueden conocerse, y afirma: “Estamos viendo grandes avances en los procesos regulatorios que apoyarán la instalación de dispositivos en el agua”.

Un paso clave en la investigación y el desarrollo de dispositivos de energía mareomotriz y undimotriz ha sido la creación de centros colectivos público-privados donde los investigadores de empresas, universidades y el gobierno pueden evaluar los dispositivos de energía marina. En Oregón, el Northwest National Marine Renewable Energy Center —dirigido por el Departamento de Energía de los Estados Unidos e instituciones como la Universidad Estatal de Oregón (Oregon State University)— ha estado dirigiendo un sitio de pruebas fuera de la red eléctrica desde el 2012. Actualmente ha solicitado permiso para desarrollar una instalación a mar abierto para producir energía a gran escala con conexión a la red eléctrica.

Hoy en día en Europa hay al menos trece centros de este tipo, aunque actualmente no todos ellos llevan a cabo pruebas con dispositivos. MeyGen ha puesto a prueba su dispositivo de energía mareomotriz en el European Marine Energy Centre (EMEC), en las Islas Orcadas, el cual dispone de 14 atracaderos para experimentar con las fases iniciales de ambas tecnologías, la mareomotriz y la undimotriz.
El sector de la industria mareomotriz, que existe desde hace mucho más tiempo que el sector de la energía undimotriz, es la más prometedora.

En el sector mareomotriz, desde el 2011 la empresa finlandesa Wello Oy ha estado poniendo a prueba en el EMEC el Penguin, su convertidor undimotriz capaz de generar 500 kilovatios, pero pronto dispondrá de un amarradero más grande en el WaveHub —una zona de pruebas frente a la costa de Cornualles, en el Reino Unido, utilizada para evaluar a gran escala la energía mareomotriz— para una nueva versión de su tecnología Penguin.

El sector de la industria mareomotriz, que existe desde hace mucho más tiempo que el sector de la energía undimotriz, es la más prometedora.

Las tecnologías tradicionales de energía mareomotriz dependían de las barreras artificiales de los estuarios de la costa que retenían y liberaban los flujos de las mareas. Cuando el agua era liberada, movía las turbinas. Pero dichas barreras pasan factura al medio ambiente: el dique del río francés Rance, inaugurado en 1966, ha ocasionado el encenagamiento progresivo del ecosistema de la zona y ha contribuido a la desaparición de especies como las anguilas y la platija.

Pero cuando dichas barreras ya existen, como sistema de control de inundaciones, los modernos dispositivos de mareas puede instalarse de forma efectiva ocasionando muy poco impacto ambiental adicional. El mes pasado, Tocardo Tidal Turbines instaló cinco turbinas de mareas vinculadas bajo la barrera contra las crecidas por temporal de Eastern Scheldt, como parte del proyecto holandés Delta Works.

Atlantis Resources Corporation

Una turbina de energía mareomotriz construida por Lockheed Martin e instalada en la bahía de Fundy, en Nueva Escocia.

Los expertos destacan que el futuro real de la energía mareomotriz yace en las redes de turbinas o bien flotantes o bien ancladas en el fondo marino, que capturan la energía de las corrientes de las mareas en aguas sin obstrucciones; la denominada tecnología in-stream. El lugar más lógico para desarrollar la energía mareomotriz es la Bahía de Fundy, en Nueva Escocia, donde las mareas más extremas del mundo —que llegan a una altura de más de 15 metros— contienen más de 50.000 megavatios de potencia teórica. Según Stephen Dempsey, director ejecutivo de la Offshore Energy Research Association (OERA), un grupo sin fines de lucro, de una sola ensenada, la de Minas Passage, se pueden extraer fácilmente alrededor de 2.500 megavatios sin que se perciba ningún tipo de impacto ambiental.

En el 2014, el Fundy Ocean Research Center for Energy (FORCE), otro centro de investigación, instaló bajo el agua, en la parte superior de la Bahía de Fundy, cables eléctricos capaces de transmitir un total de 64 megavatios, lo equivalente a las necesidades energéticas de 20.000 hogares en el punto máximo del flujo de mareas. Un gran número de compañías se están preparando para conectar sus turbinas a la red eléctrica.

“La escala y el reto que representan estos dispositivos y su construcción física, con toneladas de acero, es el tipo de compromiso financiero que debe asumir la industria para empezar a funcionar, y veo que esto se está dando”, dice Dempsey. Y añade: “Este es un negocio serio. Es real”.

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Aunque permanece por detrás de la energía mareomotriz, el sector de la energía undimotriz también parece haber cobrado cierto impulso. En aguas hawaianas, a unos 30 metros de profundidad, el dispositivo Azura permanece parcialmente sumergido en las olas, con sus brazos de acero de color amarillo alzados hacia arriba. Azura ya ha comenzado la construcción de un segundo dispositivo a gran escala, que también será evaluado en Hawái. En Australia, Carnegie Wave Energy ha desarrollado su denominada tecnología undimotriz CETO, que consiste en unas boyas completamente sumergidas que impulsan las bombas vinculadas a unos contenedores que generan electricidad. Después de 16 años de desarrollo, el año pasado Carnegie probó con éxito una matriz conectada a la red formada por tres boyas de 240 kilovatios, que suministra energía y agua desalinizada a la base naval más grande de Australia.

Las empresas multinacionales con recursos suficientes para llevar a la industria marina hasta el siguiente nivel están realizando importantes adquisiciones. En el 2013, el gigante energético francés DCNS adquirió Open Hydro, que actualmente tiene en desarrollo proyectos de casi un gigavatio de energía marina en todo el mundo, incluyendo dos turbinas de mareas en la Bahía de Fundy y dos más frente a la costa de Bretaña, en Francia.

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Sophia V. Schweitzer

Con base en la isla de Hawai, Sophia V. Schweitzer es una escritora de ciencia independiente centrada en el cambio climático y el medio ambiente. Su trabajo ha aparecido en numerosas publicaciones, incluyendo Pacific Standard, Wired.com, and American Forests . Es autora de Big Island Journey y otros libros .