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Potente potencial eólico de China
China ha duplicado su capacidad instalada de energía eólica cada año durante los últimos cinco años, y este año está en camino de suplantar a Estados Unidos como el mercado más grande del mundo para nuevas instalaciones. Pero investigadores de la Universidad de Harvard y la Universidad Tsinghua de Beijing sugieren que la industria de la energía eólica china apenas ha comenzado a aprovechar su potencial. Según su modelización meteorológica y financiera, informa la revista Ciencias La semana pasada, hubo suficiente viento fuerte en China para satisfacer de manera rentable toda la demanda de electricidad del país hasta al menos 2030.
Energía eólica: Plantas de energía eólica en Xinjiang, China.
El líder del proyecto Harvard-Tsinghua, Michael McElroy, y sus colegas cuantificaron el potencial de energía eólica de China modelando primero la disponibilidad de viento. Para hacer esto, dividieron el mapa chino en parcelas de 3.335 kilómetros cuadrados cada una y utilizaron cinco años de datos meteorológicos recientes para generar un perfil de viento para cada parcela. A continuación, agregaron turbinas eólicas estándar de la industria de 1.5 megavatios en cada parcela (excluyendo terrenos hostiles como colinas empinadas, bosques y áreas urbanas) en el modelo y estimaron la producción de energía de cada parcela. Finalmente, calcularon el costo de la energía que se podría producir en función del costo de instalación de las turbinas.
El modelo revela regiones extensas, concentradas en el norte y el oeste de China, donde se puede generar mucha energía a costos similares a las tarifas de energía establecidas por el gobierno obtenidas por los parques eólicos establecidos, que oscilan entre 0,38 y 0,55 yuanes chinos (6 centavos a 8 centavos). por kilovatio-hora (kwh). Por ejemplo, el modelo predice que los operadores de parques eólicos podrían generar de manera rentable 6,96 billones de kwh de energía eólica, más del doble del consumo de energía anual de China de 3,4 billones de kwh y comparable a la demanda total proyectada para 2030, a un precio de contrato de 0,516 yuanes chinos. (7,5 centavos) por kwh.
En otras palabras, el viento ofrece una fuente de energía neutra en carbono para satisfacer las necesidades energéticas de China durante las próximas dos décadas. En cambio, satisfacer la demanda incremental con generación a carbón generaría 3.500 millones de toneladas por año de emisiones de dióxido de carbono (más gases de efecto invernadero de los que la Unión Europea espera liberar para 2030).
McElroy, profesor de estudios ambientales de Harvard, insiste en que visiones tan ambiciosas son realistas y vale la pena considerarlas seriamente. Por un lado, 0,516 yuanes chinos se encuentra en el extremo más bajo de las tarifas para futuros parques eólicos que el Congreso Nacional Popular de China aprobó el mes pasado. Por otro lado, la industria eólica de China ya está superando los objetivos año tras año. China alcanzará su objetivo de energía eólica para 2020 el próximo año, una década antes, ya que la capacidad de energía eólica supera los 30.000 MW, según el informe con sede en Bruselas. Consejo Global de Energía Eólica . Para 2020, es probable que China haya instalado 135.000 MW de capacidad de energía eólica, según un análisis de la consultora. Investigación de energía emergente , con sede en Cambridge, MA.
Sin embargo, McElroy reconoce que las redes de China deberían ser más inteligentes y fuertes para adaptarse a la variabilidad de la energía eólica. De hecho, el Consejo Global de Energía Eólica dice que el sistema de transmisión subdesarrollado de China ya es un impedimento, retrasando el inicio de la producción de energía de nuevos parques eólicos. Y el grupo dice que el problema se está volviendo más agudo a medida que los desarrollos eólicos de China se desplazan hacia las regiones ricas en viento pero remotas del norte y el oeste, donde la red es más débil que el promedio y la energía debe viajar más lejos para llegar a los consumidores. En la región autónoma de Mongolia Interior, en el norte de China, los límites de la red están limitando los proyectos eólicos propuestos, según Sebastian Meyer, director de investigación de la consultora Azure International, con sede en Beijing.
Superpotencia eólica: Investigadores de la Universidad de Harvard y la Universidad de Tsinghua fusionaron modelos meteorológicos y de turbinas eólicas para mapear el potencial de energía eólica de China. La producción potencial de aerogeneradores de 1,5 MW se muestra como un porcentaje de la producción máxima a lo largo del tiempo.
Meyer dice que el desafío será tanto administrativo y financiero como técnico. Él dice que un imperativo político para el desarrollo rural garantiza que la energía eólica seguirá siendo popular entre los funcionarios locales y regionales, pero es necesario resolver cómo financiar la mejora y el equilibrio de la red. Un recargo de 0,001-0,002 yuanes chinos por kWh que pagan los consumidores chinos para apoyar la integración de la energía renovable apenas cubre el costo directo de la instalación de parches de parques eólicos en las redes. Incluso para este uso final limitado, los fondos han regresado a las redes locales con un retraso considerable, dice Meyer.
Por otra parte, dice McElroy, China ya está mejorando agresivamente sus redes eléctricas para vincular proyectos hidroeléctricos remotos con centros de población, un proceso que podría expandirse para distribuir generación masiva de parques eólicos notoriamente impredecibles. China ciertamente tiene el conocimiento para construir sistemas de transmisión de alto voltaje de larga distancia, dice McElroy.
Las principales actualizaciones de la red que ya están en marcha en China están haciendo un uso extensivo de líneas de corriente continua de alto voltaje (HVDC) a escala continental, que siguen siendo el material de los planos de superredes en Europa y Estados Unidos. Son líderes mundiales en la implementación de esquemas de transmisión de larga distancia, dice Bjarne Andersen, director de la consultora Andersen Power Electronic Solutions, con sede en el Reino Unido, y experto en la tecnología HVDC ultraeficiente. Andersen dice que China ya opera líneas HVDC que transportan 19,860 MW de energía, está construyendo líneas para otros 18,900 MW y planea 17,900 MW más.
Y Andersen dice que los planificadores de energía de China están innovando. Se espera que un enlace HVDC de 800 kilovoltios desde la provincia central de Yunnan a la costa de Guangdong, que será el primero del mundo cuando se ponga en marcha a finales de este año, pierda un 30% menos de energía en tránsito que las líneas de 500 kV actuales. Se están construyendo varias líneas más de 800 kV.
Las actualizaciones de la red actual reflejan lo que se necesitaría para transmitir energía eólica remota. La mayoría de las nuevas líneas de transmisión están diseñadas para impulsar la energía desde las represas hidroeléctricas occidentales hacia las megaciudades del este como Beijing, Shanghai y Guangzhou, dice Andersen. Pero hay indicios de que los planificadores de la red también están comenzando a tomarse en serio el desarrollo eólico. La construcción comenzó el año pasado en una línea de CA de 750 kV para transportar electricidad desde un parque eólico en la provincia occidental de Gansu, que es uno de los seis megaproyectos nacionales de energía eólica aprobados por el gobierno. Está previsto que el parque eólico de Gansu, conocido como la presa de las Tres Gargantas en tierra, crezca a 20.000 MW en 2020, a un costo estimado de 120.000 millones de yuanes chinos (17.500 millones de dólares).
McElroy dice que la situación política de China también puede prestarse a agregar las líneas de transmisión necesarias. Las regiones ricas en viento, como el noroeste étnicamente uigur, se encuentran entre las más pobres de China, y el gobierno tiene interés en promover su desarrollo económico. McElroy agrega que es poco probable que la oposición local, que ha obstaculizado los proyectos de transmisión en América del Norte y Europa durante años, detenga el aumento de la energía eólica en China. Es probable que el gobierno tenga más poder para instituir un plan una vez aprobado.