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Una nueva fuente de energía limpia toma forma en lo más profundo del océano

Un fabricante japonés de maquinaria pesada lleva más de una década desarrollando una turbina submarina, cual aprovechará la energía de las corrientes en el fondo del océano

Un faro en la costa del acantilado en Okinawa, Japón. Fotógrafo: Kentaro Takahashi/Bloomberg
Por Erica Yokoyama
04 de junio, 2022 | 03:35 pm
Tiempo de lectura: 6 minutos

Bloomberg — Japón, un país hambriento de energía y dependiente de los combustibles fósiles, ha probado con éxito un sistema que podría proporcionar una forma constante y estable de energía renovable, independientemente del viento o el sol.

El fabricante japonés de maquinaria pesada IHI Corp. (7013) lleva más de una década desarrollando una turbina submarina que aprovecha la energía de las corrientes oceánicas profundas y la convierte en una fuente de electricidad constante y fiable. La gigantesca máquina se asemeja a un avión, con dos ventiladores de turbina que giran en sentido contrario en lugar de chorros, y un “fuselaje” central que alberga un sistema de ajuste de la flotabilidad. Llamado Kairyu, el prototipo de 330 toneladas está diseñado para ser anclado en el fondo marino a una profundidad de 30-50 metros (100-160 pies).

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En la producción comercial, el plan es situar las turbinas en la corriente de Kuroshio, una de las más fuertes del mundo, que recorre la costa oriental de Japón, y transmitir la energía a través de cables del fondo marino.

“Las corrientes marinas tienen una ventaja en cuanto a su accesibilidad en Japón”, afirma Ken Takagi, profesor de política tecnológica oceánica de la Escuela de Posgrado de Ciencias Fronterizas de la Universidad de Tokio. “La energía eólica es más adecuada geográficamente para Europa, que está expuesta a los vientos predominantes del oeste y se encuentra en latitudes más altas”. La Organización de Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnologías Industriales (NEDO por sus siglas en inglés) de Japón calcula que la corriente de Kuroshio podría generar hasta 200 gigavatios, aproximadamente el 60% de la capacidad de generación actual de Japón.

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Al igual que otros países, la mayor porción de la inversión en energías renovables se ha destinado a la eólica y la solar, especialmente después de que el desastre nuclear de Fukushima frenara el apetito de esa nación por la energía atómica. Japón ya es el tercer generador mundial de energía solar y está invirtiendo mucho en energía eólica marina, pero el aprovechamiento de las corrientes oceánicas podría proporcionar la energía de base fiable necesaria para reducir la necesidad de almacenamiento de energía o de combustibles fósiles.

La ventaja de las corrientes oceánicas es su estabilidad. Fluyen con poca fluctuación de velocidad y dirección, lo que les confiere un factor de capacidad (medida de la frecuencia de generación del sistema) del 50-70%, frente al 29% de la eólica terrestre y el 15% de la solar.

Eficiencia energética en Japón
Las turbinas de corriente marina tienen un factor de capacidad similar al de las centrales de carbón
De arriba a abajo: 
Corriente marina, carbón, hidrobomba, eólica terrestre, solardfd

En febrero, IHI completó un estudio de demostración de la tecnología de 3 años y medio de duración con NEDO. Su equipo probó el sistema en las aguas que rodean las islas Tokara, en el suroeste de Japón, colgando el Kairyu de un barco y enviando energía al mismo. Primero condujeron el barco para generar artificialmente una corriente y luego suspendieron las turbinas en el Kuroshio.

Las pruebas demostraron que el prototipo podía generar los 100 kilovatios de potencia estable que se esperaban y la empresa planea ahora ampliarlo a un sistema completo de 2 megavatios que podría entrar en funcionamiento comercial en la década de 2030 o más tarde.

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Al igual que otros países marítimos avanzados, Japón está explorando varias formas de aprovechar la energía del mar, como la energía de las mareas y las olas y la energía maremotérmica (OTEC por sus siglas en inglés, conversión de energía térmica oceánica), que aprovecha la diferencia de temperatura entre la superficie y las profundidades del océano. Mitsui OSK Lines Ltd. (9104) ha invertido en la empresa británica Bombora Wave Power para explorar el potencial de esta tecnología en Japón y Europa. La empresa también está invirtiendo miles de millones de yenes en OTEC y comenzó a operar una instalación de demostración de 100 kW en Okinawa en abril, según Yasuo Suzuki, director general de la división de marketing corporativo. La unidad de renovables de Kyushu Electric (9508), Kyuden Mirai Energy, inicia este año una prueba de viabilidad de 650 millones de yenes (US$5,1 millones) para producir 1 MW de energía mareomotriz en torno a las islas Goto, en el Mar de China Oriental.

Entre las tecnologías de energía marina, la que avanza más rápidamente hacia la rentabilidad es la mareomotriz, en la que “la tecnología ha avanzado bastante y definitivamente funciona”, afirma Angus McCrone, antiguo redactor jefe de BloombergNEF y analista de energía marina. Orbital Marine Power, con sede en Escocia, es una de las empresas que están construyendo sistemas mareomotrices en las Orcadas, donde se encuentra el Centro Europeo de Energía Marina. Otras son el conjunto MeyGen de SIMEC Atlantis Energy y Aquantis, con sede en California y fundada por el pionero estadounidense de la energía eólica James Dehlsen, que al parecer tiene previsto empezar a probar un sistema mareomotriz allí el año que viene.

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Aunque las corrientes mareales no funcionan las 24 horas del día, suelen ser más fuertes que las corrientes oceánicas profundas. La corriente de Kuroshio fluye entre 1 y 1,5 metros por segundo, frente a los 3 metros por segundo de algunos sistemas mareales. “El mayor problema de las turbinas de las corrientes oceánicas es saber si se puede fabricar un dispositivo que genere energía de forma económica a partir de corrientes que no son especialmente fuertes”, afirma McCrone.

Ocean Energy Systems, una colaboración intergubernamental creada por la Agencia Internacional de la Energía, ve el potencial de desplegar más de 300 gigavatios de energía oceánica en todo el mundo para 2050.

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Pero el potencial de la energía oceánica depende de la ubicación, teniendo en cuenta la fuerza de las corrientes, el acceso a las redes o los mercados, los costes de mantenimiento, el transporte marítimo, la vida marina y otros factores. En Japón, la energía de las olas es moderada e inestable a lo largo del año, mientras que las zonas con fuertes corrientes mareomotrices suelen tener un intenso tráfico marítimo, explica Takagi. Y la OTEC se adapta mejor a las regiones tropicales, donde el gradiente de temperatura es mayor. Una de las ventajas de la corriente oceánica profunda es que no restringe la navegación de los barcos, dijo IHI.

Aun así, la empresa japonesa tiene un largo camino por recorrer. En comparación con las instalaciones en tierra, es mucho más complicado instalar un sistema bajo el agua. “A diferencia de Europa, que tiene una larga historia de exploración petrolífera en el Mar del Norte, Japón ha tenido poca experiencia en la construcción en alta mar”, dijo Takagi. Hay grandes retos de ingeniería para construir un sistema lo suficientemente robusto como para soportar las condiciones hostiles de una corriente oceánica profunda y para reducir los costos de mantenimiento.

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“Japón no ha sido bendecido con muchas fuentes de energía alternativas”, dijo. “La gente puede decir que esto es sólo un sueño, pero tenemos que intentarlo todo para lograr el carbono cero”.

Dado que el costo de la energía eólica y solar y del almacenamiento en baterías está disminuyendo, IHI también tendrá que demostrar que los costos generales del proyecto de energía de las corrientes marinas son competitivos. IHI pretende generar energía a 20 yenes por kilovatio-hora a partir de la implantación a gran escala. Esta cifra se compara con los 17 yenes de la energía solar en el país y los 12-16 yenes de la energía eólica marina. IHI también dijo que realizó una evaluación medioambiental antes de poner en marcha el proyecto y que utilizará los resultados de las pruebas para examinar cualquier impacto en el medio ambiente marino y la industria pesquera.

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Si tienen éxito a gran escala, las corrientes oceánicas profundas podrían añadir una parte vital en el suministro de energía verde de base en el esfuerzo global para eliminar los combustibles fósiles. El trabajo de IHI podría ayudar a la ingeniería japonesa a asumir un papel de liderazgo con el apoyo del gobierno, dijo McCrone.

IHI tiene que presentar un argumento convincente de que “Japón podría beneficiarse de ser un líder tecnológico en este ámbito”, dijo.

Con la asistencia de Takaaki Iwabu.

Este artículo fue traducido por Andrea González

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