En su estudio, publicado en 'PNAS', los investigadores adaptaron el modelo informático GATOR-GCMOM de tres dimensiones, atmósfera-océano-tierra, para calcular el potencial máximo teórico de energía eólica en el planeta.
Científicos estadounidenses han llevado a cabo una investigación que
determina que la energía eólica podría satisfacer gran parte de la
demanda que el mundo exigiría en 2030, es decir, alrededor de 11,5
teravatios cada año.
En su estudio, publicado en 'PNAS', los investigadores adaptaron
el modelo informático GATOR-GCMOM de tres dimensiones,
atmósfera-océano-tierra, para calcular el potencial máximo teórico de
energía eólica en el planeta, teniendo en cuenta la reducción del viento
por las turbinas. Su modelo asume que los aerogeneradores se podría
instalar en cualquier lugar, sin tener en cuenta consideraciones
sociales, ambientales, climáticas o económicas.
Así, el nuevo estudio contradice dos estudios anteriores que
indican que el potencial eólico está muy por debajo de la meta agresiva,
ya que cada turbina roba demasiada energía eólica de otras turbinas, y
las turbinas provocan consecuencias perjudiciales en el clima que niegan
algunos de los aspectos positivos de la energía eólica renovable.
El nuevo modelo ofrece una visión más sofisticada mediante la
separación de los vientos atmosféricos en cajas hipotéticas apiladas
unas junto a otras, cada caja tiene su propia velocidad del viento y
clima. En su modelo, los científicos expusieron turbinas individuales a
los vientos de varias cajas a la vez, un grado de resolución que los
modelos mundiales anteriores no habían alcanzado.
Con un solo modelo, los investigadores fueron capaces de calcular
la exposición de cada aerogenerador en el modelo a vientos que varían en
el espacio y el tiempo. Adicionalmente, el modelo extrajo la cantidad
correcta de energía eólica reivindicada por las turbinas, reduciendo la
velocidad del viento en consecuencia, mientras conservaban la energía. A
continuación, los expertos calcularon el efecto de estos cambios en la
velocidad del viento en las temperaturas globales, la humedad, las nubes
y el clima.
Entre los hallazgos más prometedores, los investigadores
descubrieron que hay un gran potencial en el viento, cientos de
teravatios. Sin embargo, "cada turbina reduce la cantidad de energía
disponible para otras", indica el estudio.
Además, señala que la reducción, sin embargo, llega a ser
significativa sólo cuando se llega al punto en que se instalan un gran
número de turbinas, muchas más de lo que nunca sería necesario. Los
investigadores han denominado a este punto 'potencial de saturación de
energía eólica'.
El 'potencial de saturación', señalan los expertos, superaría los
250 teravatios si pudiéramos colocar un ejército de aerogeneradores de
100 metros de altura a través de toda la tierra y el agua del planeta
Tierra. Alternativamente, si los ubicamos sólo en tierra (menos en la
Antártida) y a lo largo del océano costero, todavía quedarían unos 80
teravatios disponibles - alrededor de siete veces la demanda total de
energía de toda la civilización. Turbinas hipotéticas que operaran en la
atmósfera podrían extraer un adicional de 380 teravatios.
"No se está diciendo que haya que poner turbinas en todas partes,
pero se ha demostrado que no hay una barrera fundamental para la
obtención de la mitad, o incluso varias veces el total de energía
global, a partir del viento, en 2030. El potencial está ahí, si se
pueden construir turbinas suficientes, señalan los expertos.
Sabiendo que existe la posibilidad, los investigadores centraron
su atención en cuántas turbinas serían necesarias para satisfacer la
demanda media de energía del mundo, cerca de 5,75 teravatios. Para
llegar hasta allí, exploraron diversos escenarios de lo que ellos llaman
el potencial fijo de energía eólica - la potencia máxima que puede ser
extraída por medio de un número determinado de turbinas eólicas.
El equipo de científicos ha demostrado que cuatro millones de
turbinas de cinco megavatios funcionando a una altura de 100 metros
podrían suministrar hasta 7,5 teravatios de energía - más de la mitad de
la demanda energética mundial - sin afectar negativamente al clima.
En términos de superficie, este trabajo situaría la mitad de los
cuatro millones de turbinas en el agua, y el resto requeriría un poco
más de la mitad del uno por ciento de la superficie terrestre. Además,
prácticamente ninguna de estas zonas se utilizarían únicamente para la
energía eólica, sino que podrían servir un doble propósito como la
creación espacios abiertos, campos agrícolas, ranchos, o para la vida
silvestre.
En lugar de poner todas las turbinas en un solo lugar, los
investigadores señalan que es mejor y más eficiente difundir parques
eólicos en sitios de fuertes vientos en todo el mundo - como en el
desierto de Gobi, las praderas americanas y el Sahara. Los expertos
concluyen que "la ubicación cuidadosa de parques eólicos minimizaría los
costos y los impactos generales de una infraestructura eólica mundial
sobre el medio ambiente".
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