Choque de titanes: energía eólica vs energía del carbón

Fuente: https://www.realclearenergy.org/

Los titulares son claros: la energía renovable está aumentando como fuente de electricidad para Estados Unidos y la energía del carbón se dirige hacia la puerta. El presidente Biden ha establecido una meta de 30.000 MW de energía eólica marina para 2030, lo que equivale a 2.500 turbinas de 12 MW y esto no incluye el número cada vez mayor de turbinas eólicas que se están construyendo y planificando en tierra. La energía renovable, que incluye energía solar, eólica, geotérmica, de biomasa e hidroeléctrica, ahora produce más electricidad del país (20%) que carbón (19%) según la Administración de Información de Energía de EE . UU . Desde 2008, la capacidad de generación eléctrica a carbón ha disminuido un 28%, mientras que la generación eléctrica a carbón ha disminuido un 61% (EIA).

La reducción en la energía del carbón se debe en gran parte al suministro ahora abundante y económico de gas natural nacional que ha permitido a los EE. UU. Reducir sus emisiones de CO2 al nivel más bajo desde 1992, y las emisiones per cápita al nivel más bajo desde 1950. Mientras Las emisiones de CO2 del gas natural son la mitad que las del carbón por unidad de energía, muchas han apuntado a la extinción de la energía del gas natural, ya que tienen energía del carbón y quizás incluso energía nuclear con cero CO2. La mayoría tendría que pensar que la energía del carbón, así como los combustibles fósiles en general, están contra las cuerdas, esperando un golpe de gracia de las energías renovables y especialmente de la energía eólica.

¿Pero es éste realmente el caso?

Pocos lugares resaltan este contraste entre el aumento de la energía eólica y la disminución de la energía del carbón más que en lo alto de las montañas Apalaches en Mount Storm West Virginia. Este es el hogar de dos proyectos eólicos, los proyectos eólicos de Ned Power y New Creek que constan de 181 turbinas de 2MW con una capacidad combinada de 367MW, y la central eléctrica de carbón Dominion Energy Mount Storm con su capacidad de generación de 1.681MW. La distancia entre la torre eólica más cercana y la central eléctrica de carbón es de menos de dos millas. El senador Harry Bird construyó aquí la autopista RT 48 (a menudo denominada corredor H), para conectar el norte de Virginia con el centro de Virginia Occidental. Manejo esta carretera a menudo en mi camino hacia las numerosas ofertas recreativas en Canaan Valley, West Virginia, que es el valle más grande al este del río Mississippi.

Es todo un espectáculo cuando uno conduce por la empinada cordillera de los Apalaches, con las turbinas girando majestuosamente, y al fondo, la planta de energía de carbón generalmente emite una enorme columna de vapor blanco de sus dos enormes chimeneas. (El vapor blanco es causado por los depuradores de azufre de la planta). Gran parte del carbón de la planta llega en camión desde una mina a unas pocas millas de distancia, mientras que el resto llega en trenes CSX desde otras partes de Virginia Occidental.

Uno pensaría lógicamente que los días de la planta de carbón están contados, condenados por un número cada vez mayor de turbinas eólicas en la cima de las montañas. Es fácil saber si la central eléctrica de carbón está funcionando o no. Hay dos calderas para la pila grande y una caldera para la pila más pequeña. Solo hay tres posibilidades, sin emisiones (la planta no produce energía), una chimenea en funcionamiento o ambas. No es tan fácil saber cuánta energía están produciendo los aerogeneradores, ya que este es un lugar ventoso y las palas suelen girar. Afortunadamente, alguien con interés puede averiguar qué tan efectivas son ambas fuentes de energía utilizando el sitio web de la EIA , que muestra cada una de las fuentes públicas de generación eléctrica en la nación y cuánto produce cada una mensualmente.

Sin embargo, existen diferencias importantes entre la electricidad generada por el viento y el carbón. El viento generalmente no es predecible o confiable y no coincide con la demanda de energía que generalmente es más predecible según la época del año, la hora del día, la temperatura, etc. La energía eólica opera en promedio alrededor del 35% de la capacidad nominal, mientras que las plantas de energía de carbón pueden operar cerca del 90% de la capacidad nominal. Si bien la caldera de una planta de energía de carbón puede requerir ocho horas o más para alcanzar la máxima producción de energía, la electricidad estará disponible cuando sea necesario en comparación con la energía eólica. El viento tiende a soplar más durante la noche y menos durante el día, lo contrario de cuando la demanda de electricidad es mayor. Del mismo modo, hay menos viento cuando las temperaturas son muy frías y muy calientes, momentos en los que la demanda de energía también es muy alta.

El sitio web de la EIA es muy esclarecedor con respecto a la energía producida por la energía eólica y del carbón en Mount Storm y la pregunta «¿puede la energía eólica reemplazar la energía del carbón?». En el período de 12 meses (mayo de 2020-abril de 2021), la planta de energía de carbón operó aproximadamente al 32% de su capacidad nominal. Las 181 turbinas eólicas funcionaron a poco más del 21% de la capacidad nominal. La planta de carbón generó 5.752GWh de electricidad y los aerogeneradores 932GWh. Se necesitarían 936 aerogeneradores adicionales de tamaño similar para reemplazar la electricidad generada por la planta de carbón durante el mismo período de 12 meses.

La producción máxima de energía para la planta de energía de carbón fue en julio de 2020 (719GWh), que también fue el mes de menor producción eólica (34,6GWh). En julio, las turbinas eólicas produjeron solo el 4.8% de la energía producida por la planta de energía de carbón mientras operaban a solo el 9.4% de la capacidad nominal. En el mes de julio, se necesitarían al menos 3.764 turbinas eólicas de tamaño similar para reemplazar la electricidad generada por la planta de energía de carbón que estaba operando a solo el 47% de la capacidad nominal.

Dado que esto es solo un promedio, y que la producción de energía de las turbinas eólicas podría haber estado cerca de cero durante una parte del mes de julio, es posible en ocasiones que ninguna cantidad de turbinas eólicas pueda reemplazar la electricidad generada por la planta de energía de carbón sin batería de respaldo suficiente durante al menos parte del mes. 3.764 turbinas eólicas también requerirían 427 millas de cima de montaña, llegando hasta Vermont. Un sistema de respaldo de batería con capacidad para 10 días de generación de energía de una planta de carbón de julio costaría casi $ 90 millones de dólares . 

La longevidad de la central eléctrica también es un factor importante con respecto al costo. La planta de energía de carbón Mount Storm comenzó a producir electricidad hace 57 años en 1964. Algunos estiman que la energía eólica tiene una vida útil de 30 años, aunque el proyecto eólico cercano Pinnacle con sus 23 turbinas está reemplazando sus palas y turbinas después de solo 10 años de operación y a un costo de $ 128 millones de dólares .  

Está claro que la energía eólica no va a acabar con la energía del carbón, al menos no aquí en Mount Storm. Los proyectos eólicos y otras energías renovables ciertamente están aterrizando a medida que el carbón pierde popularidad como fuente de energía en este país. El gas natural ha dado los golpes reales y West Virginia tiene abundantes suministros. Con el precio del gas natural aumentando significativamente este año, ahora a $ 3.85 por millón de BTU en Henry Hub, un aumento del 55% desde abril, la energía generada con carbón obtendrá un respiro debido a su diferencial de costos más favorable . La EIA estima que el consumo de carbón en la generación eléctrica de EE. UU . Aumentará un 17% en 2021 .