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Parte III: La economía de la energía eólica

La energía eólica se está desarrollando rápidamente tanto en el ámbito europeo como en el internacional. En los últimos 15 años, la capacidad instalada mundial de energía eólica ha pasado de unos 2,5 GW en 1992 a más de 94 GW a finales de 2007, un crecimiento medio anual de más del 25%. Debido a las mejoras continuas en la eficiencia de los aerogeneradores y a los mayores precios de los combustibles, la energía eólica aumenta en competitividad económica frente a la producción energética tradicional. En los emplazamientos terrestres con vientos de velocidades altas, la energía eólica es completamente comercial hoy en día.

 

Energía eólica terrestre

Los costes de capital de los proyectos de energía eólica terrestre, tratados  en el Capítulo III.1, son dominados por el coste del aerogenerador. El coste de la inversión total de un aerogenerador medio instalado en Europa está en torno a los 1,23 millones/MW, incluidos los costes adicionales para la cimentación, la instalación eléctrica y la consultoría (precios de 2006). Los principales costes se dividen de la siguiente manera (niveles aproximados): aerogenerador, 76%; conexión a la red, 9%; cimentación, 7%. Otros componentes del coste, como los sistemas de control y el terreno, representan un índice menor sobre el coste total. El coste total por kW instalado de capacidad de energía eólica difiere significativamente entre los países, desde aproximadamente 1.000 €/kW a los 1.350 €/kW.

Tabla S.2 Estructura de costes de un aerogenerador tipo de 2 MW instalado en Europa (en €, 2006)

	Inversión (1.000€/MW)	Cuota (%)
Aerogenerador (franco fábrica)	928	75,6
Cimentación	80	6,5
Instalación eléctrica	18	1,5
Conexión de redes	109	8,9
Sistemas de control	4	0,3
Consultoría	15	1,2
Terreno	48	3,9
Costes financieros	15	1,2
Carretera	11	0,9
Total	1.227	100

Nota: Calculados por el autor a partir de los datos seleccionados de instalaciones eólicas en Europa.

Fuente: Risoe

En los últimos años, tres tendencias principales han dominado el desarrollo de los aerogeneradores conectados a la red:

1 Los erogeneradores han crecido en tamaño y altura;

2 La eficiencia de la producción de los aerogeneradores se ha incrementado de modo constante; y

3 En general, los costes de inversión por kW han disminuido, aunque existe una desviación en esta tendencia en los últimos tres o cuatro años.

En 2007, los aerogeneradores de la clase MW (por encima de 1 MW) representaban una cuota de mercado de más del 95 por ciento, dejando menos de un 5 por ciento a máquinas menores. Dentro del segmento MW, los aerogeneradores con una capacidad de 2,5 MW o superior son cada vez más importantes, incluso en emplazamientos terrestres. El régimen de viento en el lugar escogido, la altura del eje de la turbina y la eficiencia de la producción determinan la producción energética del aerogenerador.. Por lo tanto, los incrementos en altura de los aerogeneradores han traído consigo una mayor producción energética. Del mismo modo, los métodos para la medición y la evaluación de la velocidad del viento en un lugar dado han mejorado significativamente en los últimos años, mejorando así la elección del  emplazamiento y la economía de los nuevos aerogeneradores..

La eficiencia en la producción energética, debida al mejor diseño de los equipos, también ha mejorado de un modo espectacular. Desde finales de 1980 hasta 2004, las inversiones generales por unidad de área barrida por el rotor disminuyeron en más de un dos por ciento anual. Sin embargo, en 2006, los costes de la inversión totales se incrementaron aproximadamente un 20 por ciento en comparación con 2004, principalmente por un marcado aumento de la demanda internacional de aerogeneradores, en combinación con el aumento de los precios de las materias primas y de restricciones en la oferta. Los datos preliminares indican que los precios han seguido creciendo en 2007. En la actualidad, los costes de producción de la energía para un aerogenerador de 2 MW varían desde los 5,3  a los 6,1 c€/kWh, según el viento en el emplazamiento. De acuerdo con los análisis de la curva de experiencia, se espera que el rango de costes caiga hasta un intervalo de entre 4,3 y 5,5 c€/kWh en 2015.

 

Figura S.11 Costes calculados por kWh de energía eólica generada en función del régimen de viento en el lugar seleccionado (número de horas a carga completa)

Fuente: Risoe

Desarrollo de la energía eólica marina

La energía eólica marina (Capítulo III.2) sólo representa un uno por ciento del total de la capacidad de energía eólica instalada en el mundo, y su desarrollo ha tenido lugar principalmente en el Mar del Norte y en el Mar Báltico. A finales de 2007, había una capacidad de más de 1.000 MW localizada en el mar en cinco países: Dinamarca, Irlanda, Países Bajos, Suecia y Reino Unido. La mayor parte de la capacidad ha sido instalada en aguas relativamente poco profundas (menos de 20 m), y a no más de 20 km de la costa, para minimizar los costes de cimentación y de los cables marinos.

Los costes de los parques eólicos marinos, al igual que los de  los aerogeneradores terrestres, han aumentado en los últimos años. De media, los costes de inversión de una nueva planta eólica marina pueden estar entre los 2,0 millones de euros y los 2,2 millones de euros por MW, para una instalación en aguas poco profundas próxima a la costa. En comparación con las turbinas terrestres, las principales diferencias en la estructura de costes se deben al encarecimiento de la cimentación, la estación transformadora y los cables de transmisión . El coste de la electricidad generada en el mar está entre los seis y los ocho c€/kWh. Esta oscilación se debe  principalmente a las diferencias en la profundidad del mar en los diferentes emplazamientos, a la distancia respecto a la costa y a los costes de la inversión.

 

Figura S.12 Coste de producción calculado para plantas eólicas marinas seleccionadas, incluidos los costes equilibradores (precios de 2006)

Fuente: Risoe

Financiación

La naturaleza del negocio de la energía eólica está cambiando. Aunque aún hay muchos proyectos privados pequeños, se observa una tendencia significativa hacia proyectos de mayor envergadura, participados por las compañías eléctricas, como se comenta en el Capítulo III.3. Este cambio proporciona financiación nueva a la industria y disminuye la dependencia de los bancos para la financiación inicial. También están entrando en escena patrocinadores poderosos. Los proyectos están adquiriendo un mayor tamaño y la actividad marina a gran escala está despegando; gracias a que los bancos favorecen los grandes proyectos, este cambio es positivo. Si la situación económica general se deteriorara, la financiación de los proyectos podría verse afectada, pero la sólida ayuda política y ambiental a favor de las energías renovables significa que la financiación de la energía eólica se considera todavía una opción muy atractiva.

Precios y mecanismos de apoyo

Los mecanismo de apoyo diseñados para favorecer la producción de electricidad procedente de energías renovables (RES-E), pueden distinguirse entre instrumentos políticos directos e indirectos (Capítulo III. 4). Las medidas políticas directas tratan de estimular la instalación inmediata de tecnologías RES-E, mientras que los instrumentos indirectos se centran en la mejora de las condiciones marco a largo plazo. Además de instrumentos reguladores, existen enfoques voluntarios para la promoción de tecnología RES-E, principalmente basados en la voluntad de los consumidores a la hora de pagar una prima por la electricidad verde. Otro criterio importante de clasificación tiene en cuenta  si los instrumentos políticos se dirigen al precio o a la cantidad, y si apoyan la inversión o la generación. A la hora de revisar y analizar los múltiples programas de apoyo RES-E, es importante evaluar el éxito de los diferentes instrumentos políticos de acuerdo con los criterios siguientes:

• Efectividad: ¿Condujeron los programas de apoyo RES-E a un aumento significativo en el despliegue de las capacidades de las RES-E en relación con el potencial adicional?
• Eficiencia económica: ¿Cuál fue el nivel de apoyo absoluto comparado con los costes de generación actuales de los generadores RES-E y cuál fue la tendencia en el apoyo a lo largo del tiempo?

Independientemente de si se trata de un sistema de apoyo nacional o internacional, un solo instrumento no suele ser suficiente para estimular el crecimiento a largo plazo de la RES-E.

Impacto de la energía eólica en los precios energéticos la cotización de la energía en el mercado liberalizado

En numerosos países, la energía eólica está aumentando su cuota de producción total de energía (Capítulo III.5). Esto es particularmente perceptible en Dinamarca, España y Alemania, donde la contribución de la energía eólica a la oferta energética total es del 21%, del 12 % y del 7% respectivamente. En estos casos, la energía eólica es un actor cada vez más importante en el mercado energético y puede influir significativamente en los precios de la energía. Como la energía eólica tiene un coste marginal muy bajo (debido al coste cero del combustible), entra cerca del final de la curva de la oferta. Esto mueve la curva a la derecha, lo que conlleva precios más bajos, cuya disminución depende de la elasticidad del precio de la demanda energética.

En general, cuando la energía eólica proporciona una cuota significativa de la oferta energética, el precio de la energía suele ser más bajo en los periodos de mucho viento y más alto en los periodos de poco viento. Un estudio llevado a cabo en Dinamarca demuestra que el precio de la energía a los consumidores (excluidas las tarifas de transmisión y distribución, el IVA y otras tasas) entre 2004 y 2007 habría sido aproximadamente entre un 4% y un 12% superior si la energía eólica no hubiera contribuido a la producción energética. Esto significa que en 2007, los consumidores de energía ahorraron aproximadamente 0,5 c€/kWh debido a que la energía eólica redujo los precios de la electricidad. Esto debería compararse con los pagos de los consumidores por la energía eólica con una prima de aproximadamente 0,7 c€/kWh. Así pues, aunque el coste de la energía eólica para los consumidores sigue siendo mayor que los beneficios, sin embargo, se consigue una reducción significativa en los gastos netos debido a una cotización menor en los precios.

El análisis incluye los impactos de la energía eólica en la cotización de los precios de la energía cuantificados mediante análisis estructurales. Se fija una referencia, correspondiente a una situación sin contribución de la energía eólica en el sistema energético. Se identifican una serie de niveles con contribuciones crecientes de energía eólica y, en relación con el nivel de referencia, se calcula el efecto de la producción energética de energía eólica. Esto se ilustra en el gráfico de la izquierda de la Figura S. 13, donde el área sombreada entre las dos curvas estima el valor de la energía eólica en términos de menores precios de cotización.

 

Figura S.13 El impacto de la energía eólica en el precio de cotización de la energía en  Dinamarca occidental en diciembre de 2005

Fuente: Risoe

La energía eólica en comparación con la energía convencional

En general, el coste de la producción de electricidad convencional está determinado por cuatro componentes de coste:

1 combustible;

2 emisiones de CO₂ (dadas por el Sistema de Comercio Europeo para el CO₂);

3 operación y mantenimiento (O&M); y

4 capital, incluida la planificación e instalación en el emplazamiento.

La implementación de la energía eólica evita los costes de combustible y de CO₂, así como una parte considerable de los costes de O&M de las centrales eléctricas convencionales. La cantidad de costes de capital evitados depende de la medida en que la capacidad de energía eólica pueda desplazar inversiones en nuevas plantas de energía convencionales; esto está directamente vinculado con cómo se integran las plantas de energía eólica en el sistema energético.

Los estudios demuestran que el coste de integrar energía eólica variable es aproximadamente de entre 0,3 y 0,4 c€/kWh de energía eólica generada, incluso con altos niveles de penetración de energía eólica (aproximadamente del 20%, en función de la naturaleza del sistema de explotación). La Figura S.14 muestra los resultados del caso de referencia, asumiendo que las dos centrales eléctricas convencionales se pondrán en marcha en 2010.

 

Figura S.14 Costes de la energía generada comparando centrales convencionales con energía eólica, 2010 (en €,  2006)

Fuente: Risoe

Como se muestra en el caso de referencia, el coste de la energía generada en las centrales eléctricas convencionales es inferior al coste de la energía eólica, asumiendo que los precios de los combustibles sean bajos. En un emplazamiento en tierra en Europa, la energía eólica generada es aproximadamente un 33%-34% más cara que el gas natural y que la energía procedente del carbón (Capítulo III.6).

Este caso se basa en los supuestos del World Energy Outlook sobre los precios del combustible, que asumían un precio del petróleo de 59 $/barril en 2010. En la actualidad (hacia mediados de 2008), el precio del crudo de petróleo ha alcanzado los 147 $/barril. Aunque este precio del petróleo se combina con un menor tipo de cambio para el dólar americano, el precio actual del petróleo es significativamente mayor que el precio del petróleo previsto por la IEA para 2010. Por tanto, se ha llevado a cabo un análisis se sensibilidad. Los resultados se muestran en la Figura S.15.

Figura S.15 Análisis de sensibilidad de los costes de la energía generada comparando centrales convencionales con energía eólica, asumiendo un incremento de los precios de los combustibles fósiles y del CO₂, 2010 (en €,  2006)

En la Figura S.15, se asume que el precio del gas natural se duplica comparado con la referencia (equivalente a un precio del petróleo de 118 $/barril en 2010), el precio del carbón se incrementa un 50% y el precio del CO₂ alcanza los 35 €/t desde los 25 €/t de 2008. Como se muestra en la figura, la competitividad de la energía eólica aumenta significativamente, los costes del emplazamiento terrestre se hacen menores que los de la central de gas natural y sólo en torno a un 10% superiores a los de la planta de carbón. En los emplazamientos en las costas, la energía eólica produce la electricidad más barata.

Empleo

Las empresas de energía eólica de la UE actualmente emplean en torno a 108.600 personas; si se tienen en cuenta los puestos indirectos, esta cifra alcanza los 180.000 (Capítulo III.7). Una parte significativa del empleo directo en la energía eólica (aproximadamente del 77%) se encuentra en tres países, Dinamarca, Alemania y España, cuya capacidad instalada combinada representa el 70% del total de la UE. Sin embargo, el sector está menos concentrado ahora de lo que estaba en 2003, debido a la apertura de los centros de fabricación y operación en los mercados emergentes y al hecho de que muchas actividades vinculadas a la energía eólica, como la promoción, la O&M, los servicios de ingeniería y jurídicos, está siendo llevados a cabo en el ámbito local. El 59% del empleo generado se localiza en la fase de producción de aerogeneradores y componentes.

Tabla S.3 Empleo directo < >generado por las empresas de energía eólica en los países europeos seleccionados

País	N.º de puestos de trabajo directos
Austria	700
Bélgica	2.000
Bulgaria	100
República Checa	100
Dinamarca	23.500
Finlandia	800
Francia	7.000
Alemania	38.000
Grecia	1.800
Hungría	100
Irlanda	1.500
Italia	2.500
Países Bajos	2.000
Polonia	800
Portugal	800
España	20.500
Suecia	2.000
Reino Unido	4.000
Resto de la UE	400
TOTAL	108.600

Fuente: Estimaciones propias, a partir de< > EWEA (2008a); ADEME (2008); AEE (2007); DWIA (2008); Ministerio Federal del Medio Ambiente de Alemania, BMU (2008)