Los océanos y mares del mundo son excelentes fuentes de energía renovable debido a la energía contenida en los movimientos de las olas y las mareas. Aprovechar la energía cinética del movimiento de las olas y los flujos de marea y utilizarla para la generación de electricidad ayudará a aumentar el suministro de combustibles fósiles y otras energías renovables.

Sin embargo, la construcción de infraestructura asociada a la energía de las mareas no avanza tan rápido como las conectadas con otras fuentes renovables como los parques eólicos y las centrales hidroeléctricas. Una de las razones de la demora en la adopción de la tecnología es el costo que supone capturar la energía de las mareas.

Los gastos de equipo submarino y de construcción para un proyecto de marea requieren un capital sustancial, lo que hace que la tecnología sea una propuesta costosa. Sin embargo, la inversión seguramente dará sus frutos a largo plazo, especialmente porque el mundo necesita tantas fuentes de energía alternativas como sea posible.

¿Qué es la Energía de Marea?

La energía de las mareas es creada por el movimiento de las mareas y corrientes oceánicas. El aumento y caída del agua, también llamado flujo de marea, es una forma de energía cinética que se puede utilizar para generar electricidad. Pero primero, esa energía debe ser capturada. Mientras que las turbinas eólicas aprovechan la energía eólica y los paneles solares absorben la energía del sol, las turbinas de marea son fundamentales para cosechar la energía contenida en las mareas y las corrientes.

Cómo Obtener Energía de marea

Aprovechar el poder de las mareas implica varios métodos.

Turbinas de marea

Las turbinas de marea funcionan como turbinas eólicas, excepto que trabajan bajo la superficie del agua mientras que sus contrapartes de viento trabajan por encima de ella. El aire en movimiento hace girar las turbinas de viento, mientras que las corrientes oceánicas giran las aspas de las turbinas de marea. Fijadas al fondo marino, las turbinas aprovechan el fuerte flujo de marea en la zona.

La fuerza de la corriente empuja las palas de la turbina, que luego giran un rotor conectado a un generador de marea. La energía procedente de los generadores de marea se utiliza para la generación de electricidad.

Debido a que el agua es 800 veces más densa que el aire, los rotores de turbina de marea son más pequeños que los de las turbinas eólicas. Como tales, se pueden colocar mucho más cerca entre sí, lo que significa que ocupan menos espacio.

Presas de marea

Una presa de marea es una estructura similar a una presa. Por lo general, se instala en entradas de marea o lagunas que experimentan un rango de marea de más de 5 metros. Por lo general, consiste en compuertas, turbinas, presas y esclusas para barcos.

Compuertas de compuerta en una presa de marea controlan el nivel de agua y el caudal. Permiten que el agua entre durante las mareas altas y fluya durante las mareas bajas a través de turbinas de marea ubicadas en la parte inferior de la estructura.

Un sistema de energía mareomotriz que utiliza presas genera electricidad utilizando los mismos principios empleados en las centrales hidroeléctricas, excepto que las corrientes mareomotriz fluyen en ambas direcciones en lugar de moverse desde un área de gran elevación.

Vallas de marea

Una valla de marea combina las características de una presa de marea y una turbina de marea. Mientras que las turbinas de marea se instalan individualmente en el fondo del mar, las cercas de marea son una cadena de turbinas de eje vertical unidas instaladas en el fondo del océano.

Debido a la atracción gravitacional de la luna, las mareas fluyen y refluyen, y el movimiento del agua produce una cantidad significativa de energía. Las cercas de marea capturan esta energía. Al igual que con las presas de marea, la fuerza de las corrientes de marea que se mueven a través de las palas de la turbina genera electricidad. Pero a diferencia de una presa de marea que bloquea el flujo de agua, las vallas de marea dejan pasar el agua.

Coste de la energía mareomotriz

Varios factores determinan los costes de construcción y mantenimiento de cualquier proyecto, especialmente los que implican una infraestructura extensa. En el caso de la energía mareomotriz, el estado y la ubicación de la central de energía mareomotriz o de la central de energía mareomotriz afectarán a los costos iniciales de construcción de las instalaciones que aprovecharán la energía mareomotriz.

En general, las turbinas mareomotrices requieren más capital que las utilizadas para proyectos eólicos marinos, y una central de energía mareomotriz es una de las instalaciones renovables más caras. El alto desembolso de capital proviene principalmente del intrincado y extenso trabajo de ingeniería necesario para construir, instalar y conectar la planta de energía a la red eléctrica.

Al tratarse de una tecnología relativamente nueva, existen datos limitados de los que se pueden extraer cifras definitivas sobre los costes. El examen de varios proyectos de energía mareomotriz existentes ayudó a proporcionar orientación financiera sobre los costos iniciales y de mantenimiento de la energía mareomotriz.

Para generar energía suficiente para que la inversión valga la pena, la energía de marea en áreas como Canadá cuesta aproximadamente 0 0.66 canadienses por kWh para instalar. En contraste, se necesitan entre 0,2 y 0,3 dólares por kWh para construir turbinas para proyectos eólicos marinos.

En general, la generación de electricidad para la energía mareomotriz suele costar de dos a nueve veces más que el precio medio pico de la energía eólica.

Plantas de energía mareomotriz en el mundo

Para comprender mejor si la energía mareomotriz vale la pena invertir, echemos un vistazo a algunas de las plantas de energía mareomotriz más grandes del mundo.

Estación de energía mareomotriz de Sihwa (Corea del Sur)

Esta estación de energía mareomotriz es la instalación de energía mareomotriz más extensa y costosa del mundo, con una capacidad instalada de 254 MW. Incorporada en 2011, requirió un capital de 298 millones de dólares.

Compuesto por 10 generadores, convierte la energía de marea en electricidad que asciende a más de 550 GW al año utilizando turbinas de bombilla sumergidas.

El análisis de los costos de construcción y su capacidad generada muestra que la planta de energía mareomotriz de Sihwa cuesta 1 117 por kWh de instalación. Mientras tanto, los consumidores pagan 0 0.02 por kWh para la electricidad que produce.

Estación de energía mareomotriz de La Rance (Francia)

Esta planta de energía mareomotriz, que se encuentra en la desembocadura del río Rance en Bretaña, Francia, comenzó a funcionar en 1966, convirtiéndola en la estación de energía mareomotriz más antigua del mundo. También es el segundo proyecto de mareas más grande del mundo.

En el momento de la construcción, la instalación eléctrica requería un desembolso de capital de 115 millones de dólares. Ajustando dicha cantidad a la inflación, el costo de la energía de marea de esta central eléctrica en los últimos tiempos es de 3 382 por kWh, y la electricidad que genera oscila entre $0.04 y $0.12 por kWh.

Annapolis Royal Generating Station (Canadá)

Ubicada en la Bahía de Fundy en Nueva Escocia, Canadá, esta estación de energía de mareas es la tercera más grande del mundo. La construcción comenzó en 1980, y la central eléctrica comenzó a producir energía en 1984.

Durante la operación de la planta, su capacidad máxima fue de 50 gigavatios-hora al año. Es suficiente electricidad para 4.500 hogares.

La planta fue desmantelada en 2019 debido a fallas en el equipo.

Central mareomotriz de Jiangxia (China)

Esta es la central mareomotriz más grande de China y la primera construida en Asia. El proyecto comenzó en 1974, y la primera turbina entró en servicio en 1980, con una capacidad máxima de 500 W.

La adición de más turbinas a lo largo de los años se sumó a la capacidad de la central de energía mareomotriz, que ahora es de 6,5 GWh al año.

Kislaya Guba Tidal Power (Rusia)

Construida en 1968, la central de energía Mareomotriz de Kislaya Giba tenía una capacidad inicial de solo alrededor de 0,4 MW. Estuvo cerrado durante una década, y tras su reapertura en 2004, nuevos equipos y avances tecnológicos llevaron a un aumento en la producción de energía. Su capacidad actual es de 1,7 MW.

¿Vale la pena la Energía de Marea?

Aunque la energía mareomotriz tiende a ser más predecible que la energía solar o eólica, el rango de marea generalmente varía entre sitios. Globalmente, la variación oscila entre casi cero y más de 16 metros (52 pies). Además, las mareas fluyen y refluyen dependiendo de la atracción gravitacional ejercida por los cuerpos celestes. Esto significa que no todas las áreas son sitios ideales para aprovechar el poder de las mareas.

En promedio, en comparación con otras energías renovables más populares como la solar, la eólica, la geotérmica y la hidroeléctrica, la energía de marea muestra un factor de carga más bajo, que generalmente oscila entre el 20% y el 35%. Esto se debe a que una planta de energía de marea que opera durante la marea baja genera energía solo la mitad del tiempo. Para un funcionamiento económico, el rango de marea debe ser de al menos 7 metros.

La generación de energía mareomotriz también se limita al período en que las mareas cambian porque la energía cinética proviene del movimiento del agua durante esos momentos. Por lo tanto, la generación máxima de electricidad de las plantas de energía de marea ocurre solo aproximadamente cada 12 horas, a medida que las mareas fluyen o bajan. En las 6 horas entre el cambio de las mareas, no se produce generación de electricidad.

Cuando se trata de costos, el uso de energía mareomotriz para la generación de electricidad es menos competitivo que el uso de otros proveedores de energía renovable. El factor de carga más bajo y las horas punta de generación limitadas son las razones detrás de esta desventaja de precio.

Por ejemplo, aunque la energía mareomotriz es más fiable que la energía eólica, la electricidad de la energía mareomotriz es de dos a nueve veces más cara que el precio medio de la energía eólica.

Beneficios de la Energía Mareomotriz

• Respetuoso con el medio ambiente: La energía mareomotriz es una fuente de energía verde porque una planta de energía mareomotriz produce electricidad sin emitir gases de efecto invernadero. Debido a la amenaza del calentamiento global, las fuentes de energía de cero emisiones desempeñan un papel importante en la lucha contra el cambio climático.
• Previsibilidad: Las mareas fluyen y refluyen debido a la fuerza gravitacional ejercida por los cuerpos celestes que hacen que las mareas cambien todos los días. Esta previsibilidad facilita la construcción de instalaciones y la creación de sistemas que funcionen de manera eficiente con energía de marea.
• Alta potencia de salida: Debido a la densidad del agua (alrededor de 800 veces más densa que el aire), las turbinas de marea generan mayores cantidades de energía que sus contrapartes de viento del mismo tamaño.
• Eficiencia: Debido a la densidad del agua, es fácil producir electricidad usando energía de marea. Incluso las velocidades del agua tan bajas como 1 metro por segundo (2,2 millas por hora) pueden generar energía, mientras que las turbinas eólicas generalmente requieren una velocidad de 3-4 millas por segundo (7-9 millas por hora) para comenzar a generar energía. Por lo tanto, las turbinas de marea hacen el trabajo incluso cuando las condiciones del agua están lejos de ser ideales.
• Renovabilidad: Las mareas siempre fluyen, y lo hacen en numerosos lugares de todo el mundo. Además, aprovechar la energía creada por los flujos de marea no disminuye la energía que pueden generar en el futuro y no agota la fuente. Eso hace que la energía de las mareas sea realmente renovable.

Inconvenientes de la Energía mareomotriz

• Coste: La tecnología detrás de la energía mareomotriz conlleva altos costes. Las centrales de energía mareomotriz suelen estar situadas en el mar. Por lo tanto, deben ser resistentes, lo que hace que los gastos de construcción aumenten exponencialmente. Los componentes y el equipo también deben estar hechos de materiales resistentes a la corrosión más caros.
• Impacto en la vida marina: Los peces y otras criaturas marinas pueden quedar atrapados en las turbinas, y las presas pueden interrumpir el flujo natural del agua.
• Límites de ubicación: Las centrales de energía mareomotriz deben construirse cerca de las costas donde las corrientes son más robustas, limitando así los sitios a los Estados costeros. En algunos casos, las estaciones están lejos de la red, por lo que es más costoso transportar la electricidad que generan.
• Mantenimiento: Debido a su proximidad al mar, la corrosión puede causar estragos en la maquinaria, por lo que es necesario un mantenimiento regular e intensivo.

Preguntas frecuentes

Pensamientos finales

Aprovechar la fuerza generada por las mareas aumentará las reservas de energía provenientes de fuentes limpias y verdes. Este es un escenario bienvenido, ya que la frecuencia y los impactos del cambio climático están aumentando.

Sin embargo, debido a que la energía de las mareas es una tecnología relativamente nueva, existen muchos desafíos para su adopción. Económicamente, la energía mareomotriz parece no competitiva debido al enorme desembolso de capital requerido para la infraestructura. Las tarifas de electricidad de las plantas de energía mareomotriz son significativamente más caras, lo que disuade a las empresas de servicios públicos de agregar energía mareomotriz a su combinación de energía.