El año pasado se alcanzó un récord en las instalaciones de energía eólica de toda Europa, aunque esto no fue suficiente para cumplir el objetivo europeo de energías renovables del 40 % para finales de esta década. No obstante, la prisa por alcanzar la independencia energética y los 236 GW instalados actualmente, así como los 116 GW (fuente: WindEurope) planeados para los próximos cuatro años, dan buena muestra de la ambición de Europa por fomentar la energía eólica. Pero, ¿cómo puede la industria atenerse a dicha ambición con el viento en contra?
¿Suponen las sequías eólicas un nuevo desafío para el sistema energético europeo?
En 2021, en zonas de Europa central y del noroeste, las velocidades del viento fueron inusualmente bajas, con algunas de las velocidades más bajas registradas en los últimos 40 veranos, según el Servicio de Cambio Climático de Copernicus (C3S). En algunos lugares del Reino Unido, la República Checa, Irlanda, Alemania y Dinamarca las velocidades del viento anuales fueron incluso un 10 por ciento más bajas que la media de los últimos 30 años, como muestran los datos del C3S.
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Gráfico 2. (Izquierda) Media anual de anomalías de velocidades del viento de 100 m en 2021, respecto al período de referencia de 1991-2020, por país. (Derecha) Series temporales de medias anuales de anomalías de velocidad del viento de 100 m para los cinco países con la mayor anomalía negativa en 2021. En todos los apartados, las anomalías se expresan en porcentajes de la media para el período de referencia de 1991-2020. Fuente de datos: Indicadores energéticos y climáticos del C3S derivados del ERA5.
«Hubo períodos prolongados de alta presión en el Atlántico Norte alrededor de Europa», dice la Dra. Hannah Bloomfield, investigadora del riesgo climático en la Universidad de Bristol, Reino Unido. «A estas condiciones que normalmente conducen a vientos bajos, las llamamos fenómenos de bloqueo, cuando estas masas de altas presiones de aire se reúnen allí», comenta la Dra. Bloomfield, que añade que el Reino Unido registró de forma repetida dichos bloqueos durante el pasado verano. Los científicos las llaman sequías eólicas y, aunque no son tan dramáticas como las tormentas o los tornados, se consideran un fenómeno meteorológico extremo.
Aunque la sequía eólica del año pasado se asocia principalmente a la variabilidad del clima según la Dra. Bloomfield, también es importante mencionar que el cambio climático puede jugar un papel fundamental a la hora de influir en el régimen de vientos a largo plazo. El Sexto Informe de Evaluación del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático de las Naciones Unidas sugiere que hay una probabilidad de 8 entre 10 de que la media de velocidades del viento en la región de la Europa mediterránea disminuya, y una probabilidad de 5 entre 10 de que esto suceda en Europa del Norte si la temperatura global aumenta 2 grados más allá del 2050. La Dra. Bloomfield explica que esto quizá suceda porque el Ártico está recalentándose a un ritmo mucho más rápido que el de las latitudes inferiores, acercando las diferencias de temperatura que afectan al comportamiento eólico. En otras palabras: cuanto menores sean las diferencias de temperatura, más débiles serán también los vientos.
La producción energética de una turbina eólica está directamente vinculada al cubo de la velocidad del aire. Es decir, el cambio en la velocidad del viento se convierte en un cambio triple en rendimiento energético. Debido a esta relación, incluso un pequeño cambio en la velocidad del viento puede tener un gran impacto en el sector energético y, consecuentemente, en la capacidad de Europa para fomentar su cartera de energías eólicas renovables.
Gráfico 3. Anomalías anuales en factor de capacidad eólica (FC) por país en 2021, relativas al período de referencia de 1991-2020 para la generación de energía eólica local (izquierda) y extraterritorial (derecha). Anomalías expresadas como porcentajes de la media de 1991-2020. Fuente de datos: Indicadores energéticos y climáticos del C3S derivados del ERA5.
PUBLICIDADLos escasos vientos del año pasado provocaron que Gran Bretaña, Alemania y Dinamarca usaran únicamente un 14 por ciento de su capacidad eólica instalada entre julio y septiembre, frente al usual 20-26 por ciento de los años previos, según Reuters. En la primera mitad del año pasado, en Alemania en concreto, el rendimiento de energía eólica fue un 25 por ciento más bajo (46,8 TWh) en comparación con el mismo período del 2020 (59,4 TWh), dice un informe de Forbes, impulsando más demanda en las centrales de combustibles fósiles y aumentando un 25 por ciento las emisiones de carbono del país procedentes de la electricidad.
Gestionando la variabilidad
Según WindEurope, la asociación promotora de la energía eólica, el episodio de bajos vientos no es precisamente sorprendente, y la escasez del verano fue compensada por los vientos del invierno. «Siempre existen pequeñas diferencias en los recursos eólicos año tras año», afirma Christoph Zipf, gestor de comunicaciones y prensa de WindEurope. «El 2021 fue ligeramente más bajo que el 2020, que fue un año eólico extremadamente bueno con fuertes vientos en primavera. Durante la mayor parte del año pasado parecía que 2021 terminaría siendo un año eólico bastante pobre, pero las tormentas de noviembre y diciembre impulsaron el resultado de todo el año. Terminó dentro de la franja esperada de variación interanual».
Ser capaz de abordar estos períodos de sequía sigue siendo importante para la industria de las energías renovables que necesita salir al frente y ayudar a Europa a poner fin con rapidez a su dependencia del petróleo y el gas. El 18 de mayo, la Comisión Europea publicó su «plan RePowerEU» como política de respuesta a la invasión de Ucrania por parte de Rusia. «La Comisión tiene muy claro que la dependencia excesiva en las importaciones de combustibles fósiles procedentes de Rusia y de cualquier otro lugar debe terminar», dice Zipf. La expansión masiva de energías renovables domésticas es uno de los tres pilares del plan, explica Zipf, junto con el descubrimiento de nuevas fuentes para importaciones energéticas y el fomento de la eficiencia energética. «La energía eólica es crucial para esto […]. Para el 2050, la Comisión quiere que el viento suponga el 50 por ciento de toda la electricidad usada en la UE. Actualmente supone el 15 por ciento», comenta Zipf. «A medio plazo, la energía eólica debe acelerar considerablemente y ayudar a reemplazar los combustibles fósiles importados. Para dicho fin, la Comisión Europea quiere elevar la capacidad de energía eólica instalada en la UE de los 190 GW actuales hasta al menos 480 GW para el 2030».
El anuncio de Bruselas fue seguido por Alemania, Dinamarca, los Países Bajos y Bélgica con la firma de un acuerdo de 150 mil millones de euros para construir, al menos, 150 GW de instalaciones eólicas extraterritoriales para el 2050. Con tantos planes sobre la mesa, y con el «plan RePowerEU» diseñado para atajar la burocracia de la aprobación de proyectos eólicos, la mejora de la eficiencia de la producción de energía eólica de cara a la variabilidad climática está ganando más atención.
«La sequía eólica que ha afectado a la mayor parte de Europa Occidental y Central en 2021 demuestra la importancia que tiene la información climática a la hora de gestionar nuestra combinación energética», afirma el Dr. Carlo Buontempo, director del C3S. «Entender cuál es la probabilidad de dichos fenómenos y si su frecuencia puede cambiar, adquirirá una importancia mayor conforme crezca la capacidad instalada para las energías renovables. Las observaciones recientes y las predicciones actuales no han alterado de forma significativa el potencial para fomentar la producción de energía eólica en Europa. Sencillamente han hecho más evidente la existencia de ciertas vulnerabilidades y riesgos que han de gestionarse. La información y las herramientas que el C3S proporciona ayudarán a las industrias y a los políticos en dicho proceso».
La Dra. Bloomfield dice que la predicción de bajos vientos con mucho tiempo de antelación sigue siendo complicada, aunque muchos científicos están produciendo bases de datos que pueden ayudar al sector de la energía eólica a adaptarse mejor al futuro. «Permanecer abierto y receptivo a organizaciones como Copernicus con sus problemas podría resultar muy útil a la hora de guiar a la comunidad científica para revisar problemas que son relevantes para la industria». «Los productores de energía eólica pueden desarrollar formas de integrar predicciones y observaciones científicas cuando tomen decisiones, lo cual ayudará a gestionar los desafíos de la variabilidad climática», explica el Dr. Buontempo.
A pesar de las pérdidas en producción de energía eólica el año pasado, los países consiguieron encontrar otras fuentes de energía para acortar distancias. Alemania explotó su energía solar, mientras que el Reino Unido usó sus lazos con los sistemas energéticos en Francia y Noruega para recargar su producción. Con tanta variabilidad que gestionar, el viento juega un papel importante en la cartera de energías renovables europea, pero no es el único, como sugiere WindEurope. «Por lo general, el sistema energético del futuro de energías renovables de Europa necesitará todas las fuentes de energías renovables […]», comenta Zipf. «El sol y el viento van emparejados por naturaleza: la generación de energía eólica suele ser más fuerte en otoño, invierno y primavera, y más bien baja en verano, justo cuando la generación de energía solar alcanza sus máximos. En ese sentido, las dos tecnologías son complementarias. No obstante, el alcance de cuotas más altas de energías renovables en el sistema energético deberá estar ligado al almacenaje de baterías y otros medios de almacenamiento como el hidrógeno renovable. Ambas tecnologías están reduciendo rápidamente los costes y pronto estarán disponibles a gran escala».
