El valor de la energía eólica

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Los equipos de PNNL evalúan el valor de la energía eólica en la costa de Oregón y en las zonas rurales de Alaska.

Cortesía de Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico.
Por María Ann Showalter, PNNL

Dos equipos de investigadores de Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) han demostrado que la energía eólica ofrece valor logístico, económico y ambiental a los consumidores y los servicios públicos desde la costa de Oregón hasta las aldeas remotas de Alaska.

En el primer estudio de los impactos en la red de la energía eólica marina en Oregón, un equipo de PNNL combinó el potencial de recursos eólicos marinos de la costa de Oregón con otras fuentes de energía renovable variable, incluidas la eólica y la solar terrestres. El estudio ayudó al equipo a comprender cómo la energía eólica marina podría satisfacer la demanda de electricidad dentro de la red de transmisión de Oregón y en todo el noroeste del Pacífico.

En el segundo estudio, un equipo de PNNL analizó el valor de la energía eólica distribuida (turbinas eólicas instaladas cerca de donde se consume su energía, como hogares, empresas y comunidades) para la pequeña y remota comunidad de St. Mary’s, Alaska. Los resultados del estudio podrían ayudar a informar a las empresas de servicios públicos sobre la viabilidad económica de instalar energía eólica en sistemas de microrredes aisladas similares en otras aldeas remotas. Además, el estudio reveló posibles beneficios económicos y ambientales para los consumidores de electricidad del pueblo.

Ambos estudios, que fueron publicados en la revista Energías, ilustran la creciente experiencia de PNNL en la evaluación del valor que aporta la energía renovable para reforzar la red.

Energía eólica frente a la costa de Oregón

Los fuertes vientos de la costa de Oregón son algunos de los más fuertes del país y tienen el potencial de produciendo más de 84 megavatios de potencia — suficiente para suministrar una porción significativa del poder de ese estado.

En 2021, la Administración Biden anunció un gol nacional para desplegar 30 gigavatios de energía eólica marina para 2030.

El estado de Oregón también ha instituido nuevas políticas de energía limpia, incluida la emitida por el gobernador Orden Ejecutiva 20-04 reducir y regular las emisiones de gases de efecto invernadero; HB2021, que también requiere que los proveedores de electricidad reduzcan las emisiones en un 100 % para 2040; y HB3375, que inicia la planificación de hasta 3 gigavatios de energía eólica marina flotante en las aguas federales de Oregón para 2030.

Vídeo de Graham Bourque | Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico

A la mezcla se suma el retiro anticipado de las plantas de carbón en la Interconexión Occidental, que incluye Oregón, Washington, California y más, durante los próximos 20 años. Los aumentos en la electrificación de vehículos y edificios, así como el cambio climático, que afecta la estacionalidad de la energía hidroeléctrica, una fuente de energía predominante en el noroeste del Pacífico, completan las oportunidades para la energía eólica marina.

En este estudio, el equipo utilizó un marco de valoración desarrollado por PNNL, un método para evaluar el valor de la energía eólica marina. El marco se compuso de una combinación de atributos eólicos históricos, una comparación de compatibilidad de otros recursos renovables variables en la región y modelos de costos de producción de electricidad para crear simulaciones para el envío de recursos de generación de electricidad en toda la región.

“Nuestro estudio de los flujos de transmisión de electricidad costeros y regionales mostró que la energía eólica marina no solo podría aumentar la confiabilidad del suministro de electricidad a las comunidades costeras de Oregón, sino que el despliegue de la energía eólica marina abre la capacidad de transmisión que podría servir a los centros de carga en todo el valle de Willamette en el oeste de Oregón”. dicho Travis Douville, el investigador de energías renovables del PNNL que dirigió el estudio.

Esta estrategia podría permitir que el corredor de transmisión de electricidad existente proporcione generación adicional desde áreas equipadas con fuertes recursos de energía renovable, como la energía eólica en Columbia Gorge y el sureste de Washington, Wyoming, Montana o el sureste de Oregón.

El equipo también descubrió que la energía eólica marina coincide naturalmente con las tendencias de carga de electricidad por hora en Oregón mejor que la energía eólica terrestre en cada una de las cuatro estaciones de forma independiente. También complementa la energía eólica terrestre generada en Columbia Gorge y el sureste de Washington, principalmente en el verano y también en la primavera.

“Descubrimos que el viento de Gorge podría depender en parte de la energía eólica marina y menos de la energía hidroeléctrica para ayudar a equilibrar la carga de electricidad en la red”, dijo Douville. “Esto puede ser especialmente beneficioso en los últimos meses del verano, cuando los caudales de los ríos están en su punto más bajo”.

También se demostró que la energía eólica marina complementa los recursos solares de Oregón en los meses de invierno, cuando las cargas de electricidad aumentan debido a la calefacción.

“Descubrimos que el viento de Gorge podría depender en parte de la energía eólica marina y menos de la energía hidroeléctrica para ayudar a equilibrar la carga de electricidad en la red”. —Travis Douville, investigador de energías renovables

Sin embargo, “de todos los recursos de energía variable y en todas las estaciones, encontramos que la relación complementaria más fuerte entre los recursos de energía renovable variable es en los meses de verano entre la energía eólica marina y la eólica terrestre”, dijo Douville.

El estudio fue financiado por el Oficina de Gestión de Energía Oceánica.

A nuevo estudio, financiado por el Consorcio Nacional de Investigación y Desarrollo Eólico Marino y la Oficina de Gestión de Energía Oceánica, se centra en comprender el valor de la energía limpia, la capacidad y la resiliencia de la energía eólica marina en el sur de Oregón y el norte de California, así como en evaluar los impactos operativos en la fiabilidad y resiliencia del sistema.

Viento distribuido en microrredes para energía resiliente

El remoto pueblo de St. Mary’s, Alaska, alberga una población de casi 700 personas. El pueblo está ubicado en el oeste de Alaska a lo largo del río Andreafsky, cerca del cruce del río Yukón.

Una fuente de electricidad para esta pequeña comunidad es el diesel, que es costoso de llevar a pueblos remotos como St. Mary’s. Además, los cronogramas de entrega a menudo pueden verse afectados por el clima u otros peligros.

La planta de energía diesel sirve no solo a St. Mary’s, sino también a otras dos comunidades remotas: Pitka’s Point y Mountain Village. Las tres microrredes de las aldeas remotas, si bien están conectadas de forma conjunta, están aisladas de cualquier sistema de transmisión externo. En las cercanías de Pitka’s Point, una turbina de energía eólica independiente de 900 kilovatios está conectada a la microrred de St. Mary’s y refuerza la electricidad en las tres aldeas. Este tipo de energía eólica es una fuente de viento distribuido.

Un estudio de viento distribuido en comunidades remotas de Alaska reveló cómo esas comunidades podrían beneficiarse de esta fuente de energía renovable. (Foto por dibujó dempsey sobre Unsplash)

La planta de energía diesel y la turbina eólica son propiedad y están operadas por Alaska Village Electric Cooperative (AVEC).

El equipo no propietario marco de valoración de viento distribuido utilizado para el análisis incluye múltiples perspectivas de partes interesadas para evaluar los beneficios y costos del viento distribuido para AVEC y los residentes de la aldea. La metodología también incluye evaluaciones cualitativas de beneficios y costos difíciles de cuantificar, como la resiliencia y los impactos de la cuenca visual.

“Descubrimos que el mayor beneficio para AVEC es el costo evitado del diésel, lo que se traduce en un ahorro de $5.3 millones durante la vida útil de la turbina”, dijo Sarah Barrows, la economista del PNNL que dirigió el estudio.

El equipo también descubrió que el flujo de valor más grande en general son los beneficios económicos para el estado de Alaska, a partir de la construcción, las operaciones y el mantenimiento de las turbinas durante la vida útil del proyecto de energía eólica distribuida, con un estimado de $ 8 millones.

Otro beneficio importante es evitar las emisiones de dióxido de carbono, que son un “efecto secundario” del uso de generadores diésel, por un valor de $2 millones.

“Descubrimos que el mayor beneficio para AVEC es el costo evitado del diésel, lo que se traduce en un ahorro de $5.3 millones durante la vida útil de la turbina”. —Sarah Barrows, economista

“No incluimos el valor de otros contaminantes evitados en este estudio”, dijo Barrows. “Entonces, es probable que haya un valor adicional que no se haya contabilizado”.

Sin embargo, Barrows señaló: “Descubrimos que los incentivos, premios y subsidios pueden ayudar a reducir los altos costos iniciales que las cooperativas eléctricas como AVEC tal vez no puedan superar. La financiación pública parece ayudar a que los beneficios superen los costos, con beneficios sociales por un total de $9,8 millones en comparación con los $5,4 millones en subvenciones federales y estatales que ayudaron a financiar el proyecto de St. Mary’s”.

El trabajo futuro de valoración de la energía eólica distribuida podría ampliar otros aspectos, como la resiliencia; impactos de justicia ambiental de los sistemas eólicos distribuidos; y la economía de los posibles sistemas híbridos que utilizan energía eólica, solar y almacenamiento de energía.

Este estudio fue apoyado por el Departamento de Energía Oficina de Tecnologías de Energía Eólica. Aprender más acerca de El trabajo del PNNL investigando microrredes.

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Y, sin más enrollarme, nos vemos en la siguiente noticia. ¡Hasta la vista!

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