La energía eólica es una rama de la industria energética que se ha expandido rápidamente en los Estados Unidos durante los últimos años. [1] De enero a diciembre de 2023, se generaron 425,2 teravatios-hora mediante energía eólica, o el 10,18 % de la electricidad en los Estados Unidos . [2] La turbina eólica promedio genera suficiente electricidad en 46 minutos para alimentar el hogar estadounidense promedio durante un mes. [3] En 2019, la energía eólica superó a la energía hidroeléctrica como la mayor fuente de energía renovable en los EE . UU .
En enero de 2023, la capacidad total instalada de generación de energía eólica en los Estados Unidos era de 141.300 megavatios (MW). [4] Esta capacidad solo es superada por China y la Unión Europea . [5] Hasta ahora, el mayor crecimiento de la capacidad de energía eólica se produjo en 2020, cuando se instalaron 16.913 MW de energía eólica. [6] Le siguieron 2021, durante el cual se instalaron 13.365 MW, y 2012, cuando se añadieron 11.895 MW, lo que representa el 26,5% de la nueva capacidad energética instalada en 2012. [1]
En septiembre de 2019, 19 estados tenían más de 1000 MW de capacidad instalada y cinco estados ( Texas , Iowa , Oklahoma , Kansas y California ) generaban más de la mitad de toda la energía eólica del país. [7] Texas, con 28 843 MW de capacidad, aproximadamente el 16,8 % del consumo eléctrico del estado, tenía la mayor capacidad de energía eólica instalada de todos los estados de EE. UU. a finales de 2019. [8] Texas también tenía más en construcción que cualquier otro estado. [9] El estado que genera el mayor porcentaje de energía eólica es Iowa, con más del 57 % de la producción energética total. [7] Dakota del Norte tiene actualmente la mayor generación eólica per cápita.
El Centro de Energía Eólica Alta en California es actualmente el parque eólico más grande completado en los Estados Unidos con una capacidad de 1.548 MW. [10] Cuando se complete en 2026, SunZia Wind en el centro de Nuevo México , actualmente en construcción, será el parque eólico más grande de los EE. UU., así como del hemisferio occidental, con más de 900 turbinas y una capacidad de generación de 3.500 MW. [11] [12] [13] GE Power es el mayor fabricante nacional de turbinas eólicas . [14]
El primer uso municipal de múltiples turbinas eólicas y eléctricas en los EE. UU. puede haber sido un sistema de cinco turbinas en Pettibone, Dakota del Norte, en 1940. Se trataba de unidades comerciales Wincharger sobre torres arriostradas. [15]
En 1980, se instaló en Crotched Mountain , en New Hampshire, el primer parque eólico del mundo, compuesto por veinte turbinas eólicas de 30 kW. [16]
Desde 1974 hasta mediados de los años 1980, el gobierno de los Estados Unidos colaboró con la industria para hacer avanzar la tecnología y hacer posible la construcción de grandes turbinas eólicas comerciales. Se desarrolló una serie de turbinas eólicas de la NASA en el marco de un programa para crear una industria de turbinas eólicas a escala comercial en los Estados Unidos, con financiación de la Fundación Nacional de la Ciencia y, posteriormente, del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE). Se pusieron en funcionamiento 13 turbinas eólicas experimentales, en cuatro diseños principales. Este programa de investigación y desarrollo fue pionero en muchas de las tecnologías de turbinas de varios megavatios que se utilizan en la actualidad, entre ellas: torres de tubos de acero, generadores de velocidad variable, materiales compuestos para las palas, control de paso de tramo parcial, así como capacidades de diseño de ingeniería aerodinámica, estructural y acústica.
En la década de 1980, California comenzó a ofrecer reembolsos fiscales para la energía eólica. Estos reembolsos financiaron el primer uso importante de la energía eólica para la generación de energía eléctrica. Estas máquinas, reunidas en grandes parques eólicos como el de Altamont Pass , se considerarían pequeñas y antieconómicas según los estándares modernos de desarrollo de la energía eólica. En 1985, la mitad de la energía eólica del mundo se generó en Altamont Pass. A fines de 1986, se habían instalado en Altamont alrededor de 6.700 turbinas eólicas, en su mayoría de menos de 100 kW, a un costo de aproximadamente mil millones de dólares, y generaron alrededor de 550 GWh/año. [17]
Los diez parques eólicos más grandes de Estados Unidos son:
En la versión 16.0 del informe de costos nivelados de la energía (LCOE) publicado en abril de 2023, Lazard informa un LCOE para la energía eólica terrestre de entre 24 y 75 dólares por megavatio-hora (MWh) y un rango para la energía marina de entre 72 y 140 dólares por MWh. [24] El extremo inferior del rango (24 dólares/MWh) es, junto con la energía solar fotovoltaica (PV) a escala de servicios públicos , el LCOE no subsidiado más bajo. Las plantas de energía convencionales varían desde 39 dólares/MWh para el extremo inferior del ciclo combinado de gas hasta 221 dólares/MWh para el extremo superior de las plantas de energía nuclear y de pico de gas . El LCOE promedio para la energía eólica terrestre aumentó de 36 dólares/MWh en 2021 a 50 dólares/MWh en 2023. Tales aumentos se observaron en todo el sector energético.
En 2021, la Administración de Información Energética de los Estados Unidos estimó que el costo nivelado y sin subsidios de la nueva energía eólica terrestre que entre en servicio en 2023 será de 3 centavos por kWh (30 dólares por MWh). [25] El informe también advirtió que los costos nivelados pueden ser engañosos. Si bien el costo nivelado refleja el costo de construcción y operación de una planta de energía, no reconoce el valor relativo de la energía de fuentes despachables , como las turbinas de gas, en comparación con las fuentes no despachables, como los parques eólicos. El informe también calcula el costo evitado nivelado de la energía (LACE), [26] que se puede utilizar para reflejar mejor el valor económico de una fuente de energía.
Subvenciones como el crédito fiscal a la inversión y el crédito fiscal a la producción reducen aún más el coste de la energía eólica. Está previsto que estas subvenciones disminuyan y expiren en los próximos años.
Las normas de la cartera de energías renovables exigen que exista energía renovable, la mayoría de ellas intermitentes, como la eólica y la solar, pero a expensas de las empresas de servicios públicos y los consumidores. Subvencionarlas con créditos fiscales a la producción hace que la energía eólica sea más barata para las empresas de servicios públicos y los consumidores, pero a expensas de los contribuyentes. [27]
En 2022, Estados Unidos tiene más de 141 GW de capacidad de energía eólica instalada. La energía eólica ha aumentado drásticamente en los últimos años. Sin embargo, en 2010, la capacidad de generación recién instalada fue aproximadamente la mitad de la del año anterior debido a varios factores, incluida la crisis financiera y la recesión. En 2013 hubo una reducción del 92% en la capacidad de generación recién instalada en comparación con 2012, debido a la extensión tardía del PTC (ver imagen a la derecha). [37] El gráfico de la izquierda muestra el crecimiento de la capacidad de generación eólica instalada en los Estados Unidos según los datos de la Oficina de Eficiencia Energética y Energía Renovable . [32] En 2008, la capacidad instalada en los EE. UU. aumentó un 50% con respecto al año anterior. La tasa de crecimiento promedio mundial ese año fue del 28,8%. [38]
En 2014, la industria eólica de los Estados Unidos pudo producir más energía a un menor costo mediante el uso de turbinas eólicas más altas con aspas más largas, que captaban los vientos más rápidos a mayores alturas. Esto abrió nuevas oportunidades y en Indiana, Michigan y Ohio, el precio de la energía de las turbinas eólicas de 300 a 400 pies (90 a 120 m) sobre el suelo competía con los combustibles fósiles convencionales como el carbón. Los precios habían caído a alrededor de 4 centavos por kilovatio-hora en algunos casos y las empresas de servicios públicos habían estado aumentando la cantidad de energía eólica en su cartera, diciendo que era su opción más barata. [39] Para los contratos de energía realizados en el año 2014, el precio promedio de la energía eólica cayó a 2,5 centavos/kWh. [40]
El factor de capacidad es la relación entre la potencia realmente producida y la capacidad nominal de las turbinas. El factor de capacidad promedio general para la generación eólica en los EE. UU. aumentó del 31,7 % en 2008 al 32,3 % en 2013. [41]
En 2023, la producción de energía eólica de Estados Unidos cayó un 2% a pesar de un aumento de 6,2 gigavatios en capacidad, debido principalmente a vientos más débiles de lo normal en el Medio Oeste. Esto marcó la primera disminución en 25 años y se reflejó en la caída del factor de capacidad a un mínimo de ocho años del 33,5%. La disminución pone de relieve los desafíos de depender de fuentes de energía renovables intermitentes como la eólica, que se ven significativamente influenciadas por condiciones climáticas variables como el fenómeno de El Niño , que reduce la velocidad del viento. [42]
Según el Laboratorio Nacional de Energía Renovable , los Estados Unidos contiguos tienen potencial para 10.459 GW de energía eólica terrestre. [44] [45] La capacidad podría generar 37 petavatios-hora (PW·h) al año, una cantidad nueve veces mayor que el consumo total de electricidad de EE. UU . [46] Estados Unidos también tiene grandes recursos eólicos en Alaska , [47] y Hawái . [48]
Además de los grandes recursos eólicos terrestres, Estados Unidos tiene un gran potencial de energía eólica marina [49]. Otro informe del NREL publicado en septiembre de 2010 muestra que Estados Unidos tiene una capacidad nominal de energía eólica marina de 4.150 GW, una cantidad cuatro veces mayor que la capacidad instalada del país en 2008 de todas las fuentes, de 1.010 GW. [50] Algunos expertos estiman que toda la Costa Este podría recibir energía de parques eólicos marinos [51] .
El informe de 2008 del Departamento de Energía de los EE. UU. 20% de energía eólica para 2030 [52] previó que la energía eólica podría suministrar el 20% de toda la energía eléctrica de los EE. UU., lo que incluía una contribución del 4% a la energía eléctrica total del país de la energía eólica marina. [53] Para lograr esto, se necesitan avances significativos en costo, rendimiento y confiabilidad, según un informe de 2011 de una coalición de investigadores de universidades, la industria y el gobierno, apoyado por el Centro Atkinson para un Futuro Sostenible . [54] Obtener el 20% de la energía eólica requiere alrededor de 305 GW de turbinas eólicas, un aumento de 16 GW/año después de 2018, o un aumento promedio del 14,6%/año, y mejoras en las líneas de transmisión. [52] Los analistas estiman alrededor de 25 GW de energía eólica estadounidense adicional en 2016-18, [55] dependiendo del Plan de Energía Limpia y las extensiones del PTC. Se espera que después de la eliminación gradual del PTC en 2021, la capacidad de energía eólica adicional sea de alrededor de 5 GW por año. [56]
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En 2019, la generación de energía eléctrica a partir de energía eólica fue del 10 por ciento o más en catorce estados de EE. UU.: Colorado, Idaho, Iowa, Kansas, Maine, Minnesota, Dakota del Norte, Oklahoma, Oregón, Dakota del Sur, Vermont, Nebraska, Nuevo México y Texas. [57] Iowa, Dakota del Sur, Dakota del Norte, Oklahoma y Kansas tenían cada uno más del 20 por ciento de su generación de energía eléctrica proveniente del viento. [58] Veinte estados tienen ahora más del cinco por ciento de su generación proveniente del viento. [58] Iowa se convirtió en el primer estado de la nación en generar el 50% de su electricidad a partir de energía eólica en 2020, como se predijo en 2015. [59]
Los cinco estados con mayor capacidad eólica instalada al cierre de 2020 fueron: [36]
Los cinco estados principales según el porcentaje de generación eólica en 2020 fueron: [60]
En julio de 2008, Texas aprobó una ampliación de la red eléctrica estatal por 4.930 millones de dólares para llevar energía eólica a sus principales ciudades desde las zonas occidentales del estado. Las compañías de transmisión recuperarán el coste de la construcción de las nuevas líneas eléctricas, cuya finalización está prevista para 2013, a partir de unas tasas estimadas en 4 dólares al mes para los clientes residenciales. [62] La falta de capacidad de transmisión obligó a apagar las turbinas eólicas en ocasiones y redujo la generación de energía eólica en Texas en un 17% en 2009. [63] En 2011, Texas se había convertido en el primer estado en superar la marca de los 10.000 MW. [64]
Al finalizar su construcción en 2016, el parque eólico Los Vientos se convirtió en el parque eólico más potente de Texas con una capacidad instalada total de 912 MW. [20] Se extiende por dos condados del sur de Texas . Le sigue el parque eólico Roscoe con 627 turbinas eólicas y una capacidad instalada total de 781,5 MW, que se encuentra a unas 200 millas (320 km) al oeste de Fort Worth en un área que abarca partes de cuatro condados de Texas. [65] [66] El centro de energía eólica Horse Hollow es tercero con 735,5 MW. [67] En 2016, Texas superó la marca de los 20 000 MW al añadir más de 1800 MW de capacidad de generación solo en 2016, incluido Los Vientos. [9]
Más del 57 por ciento de la energía eléctrica generada en Iowa proviene ahora de energía eólica a febrero de 2021. [72] Iowa tenía más de 10,950 megavatios (MW) de capacidad de generación a fines de 2020, y se planea que más de 1,500 megavatios entren en funcionamiento en un futuro cercano. [72] La energía eléctrica generada en Iowa por el viento en 2020 ascendió a más de 34 millones de megavatios-hora. [72] Desde que Iowa adoptó un estándar de energía renovable en 1983, la industria de la energía eólica ha generado más de $ 19 mil millones en inversiones. [73] La segunda torre de turbina eólica de hormigón que se construyó en los EE. UU., y también la más alta del país (377 pies) en ese momento, está en el condado de Adams. La torre se completó en la primavera de 2016. [74]
En 2018, Invenergy anunció sus planes de desarrollar un par de parques eólicos en Iowa. Cada uno de ellos tendrá capacidad para generar 200 MW. Está previsto que la construcción comience a principios de 2019. [75]
Oklahoma cuenta con uno de los mejores recursos de los Estados Unidos. Bergey Windpower, un fabricante líder de turbinas eólicas pequeñas , se encuentra en Oklahoma. En las escuelas técnicas, los colegios comunitarios y las universidades de Oklahoma se ofrecen programas que conducen a carreras en la industria de la energía eólica. La Iniciativa de Energía Eólica de Oklahoma apoya el desarrollo de la energía eólica en el estado. [76]
En 2012, Kansas vio una gran cantidad de proyectos eólicos completados, lo que lo convirtió en uno de los mercados de energía eólica más grandes y de más rápido crecimiento. [ cita requerida ] A fines de 2014, la capacidad total se ubica en 2,967 MW. [1] [77] Kansas tiene una gran capacidad potencial para energía eólica, segunda detrás de Texas. Las estimaciones más recientes son que Kansas tiene un potencial de 950 GW de capacidad de energía eólica. Kansas podría generar 3,900 TW·h de energía eléctrica cada año, lo que representa más que toda la energía eléctrica generada a partir de carbón, gas natural y nuclear combinados en los Estados Unidos en 2011. [78]
Con casi 4.000 megavatios instalados, a finales de 2011, la energía eólica abastecía aproximadamente el 5% de las necesidades totales de energía eléctrica de California, o lo suficiente para abastecer a más de 400.000 hogares. La cantidad varía mucho de un día para otro. [79] En 2011, se instalaron 921,3 megavatios. La mayor parte de esa actividad se produjo en el área de Tehachapi del condado de Kern, con algunos grandes proyectos también en los condados de Solano, Contra Costa y Riverside. [ cita requerida ] Después de 2014, California ocupó el segundo lugar a nivel nacional en términos de capacidad, detrás de Texas con una capacidad de 5.917 MW. [1] En 2020, la energía eólica representó el 7,2% de la energía total combinada generada en California. [80]
Gran parte de la producción eólica de California se concentra en tres regiones principales: el parque eólico Altamont Pass (al este de San Francisco), el parque eólico Tehachapi Pass (al sureste de Bakersfield) y el parque eólico San Gorgonio Pass , cerca de Palm Springs, al este de Los Ángeles. El gigantesco y nuevo centro de energía eólica Alta también se encuentra dentro de la región de Tehachapi Pass. [81]
La energía eólica ha sido apoyada por una norma de cartera renovable , [83] aprobada en 2007 y fortalecida en 2009, que requiere un 10% de energía renovable de las compañías eléctricas para 2010 y un 25% para 2025. Illinois tiene el potencial para instalar hasta un estimado de 249.882 MW de capacidad de generación eólica a una altura de eje de 80 metros. [84]
Desde 2005, muchos fabricantes líderes de turbinas han abierto instalaciones en Estados Unidos. De los 10 principales fabricantes mundiales en 2007, siete ( Vestas , GE Energy , Gamesa , Suzlon , Siemens , Acciona y Nordex ) tienen presencia de fabricación en Estados Unidos. [86] [87] [40] REpower es otro fabricante con una presencia notable en Estados Unidos. [88]
En 2008 se anunciaron planes para la construcción de 30 nuevas plantas de fabricación y se espera que en los próximos años la industria eólica siga avanzando hacia la fabricación nacional. En total, desde enero de 2007 se han iniciado, ampliado o anunciado la construcción de 70 plantas de fabricación. [86]
En abril de 2009, más de 100 empresas producían componentes para turbinas eólicas y empleaban a miles de trabajadores en la fabricación de piezas tan variadas como torres, palas de materiales compuestos, cojinetes y engranajes. Muchas empresas existentes en estados tradicionalmente manufactureros se han reestructurado para entrar en la industria eólica. Sus instalaciones de fabricación están repartidas en 40 estados y emplean a trabajadores desde el sudeste hasta el Cinturón del Acero, las Grandes Llanuras y el noroeste del Pacífico. [86]
El Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) está trabajando con seis fabricantes líderes de turbinas eólicas para lograr un 20% de energía eólica en los Estados Unidos para 2030. El DOE anunció el Memorando de Entendimiento (MOU) con GE Energy, Siemens Power Generation , Vestas Wind Systems , Clipper Windpower , Suzlon Energy y Gamesa Corporation . Según el MOU, el DOE y los seis fabricantes colaborarán para recopilar e intercambiar información relacionada con cinco áreas principales: investigación y desarrollo relacionados con la confiabilidad y operatividad de las turbinas; estrategias de ubicación de las instalaciones de energía eólica; desarrollo de estándares para la certificación de turbinas e interconexión universal de turbinas eólicas; avances en la fabricación en diseño, automatización de procesos y técnicas de fabricación; y desarrollo de la fuerza laboral. [52] [89]
En 2014, GE tenía el 60%, Siemens el 26% y Vestas el 12% de la cuota de mercado de Estados Unidos. En conjunto, tenían el 98%. [90] La mayoría de las nuevas turbinas se diseñaron para vientos bajos. Los fabricantes de turbinas compiten entre sí y provocan la caída de los precios de las turbinas. [40]
El Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de Estados Unidos ha anunciado una serie de proyectos de tecnología eólica, entre ellos una nueva instalación de prueba de palas de turbinas eólicas de última generación que se construirá en Ingleside, Texas . La Instalación de Prueba e Investigación de Palas Grandes Texas-NREL será capaz de probar palas de hasta 70 metros (230 pies) de longitud. Se construirá y operará a través de una asociación entre el NREL, el DOE y un consorcio estatal liderado por la Universidad de Houston , en la que la universidad será propietaria y operadora de los edificios de la instalación, el DOE financiará hasta 2 millones de dólares en costos de capital y el NREL proporcionará asistencia técnica y operativa. Se estima que la instalación de prueba de palas costará entre 12 y 15 millones de dólares y debería estar terminada en 2010. Ubicada en la Costa del Golfo, la instalación de Texas complementará una instalación similar que se está construyendo en la costa de Massachusetts . [91]
El NREL también ha firmado recientemente acuerdos con Siemens Power Generation y First Wind, un desarrollador de energía eólica. Siemens está lanzando una nueva instalación de investigación y desarrollo en la cercana Boulder, Colorado , y ha acordado ubicar y probar una turbina eólica a escala comercial en el Centro Nacional de Tecnología Eólica (NWTC) del NREL. First Wind (anteriormente llamada UPC Wind Partners, LLC) posee y opera el parque eólico Kaheawa de 30 megavatios en West Maui, Hawaii , y ha acordado permitir que el NWTC establezca un sitio de socio afiliado de investigación remota en la instalación. El satélite Maui del NWTC colaborará con First Wind en estudios para desarrollar tecnologías avanzadas de energía eólica, incluido el almacenamiento de energía y la integración de energía eléctrica renovable en la red eléctrica de Maui. [92]
En 2010, el DOE otorgó 60 millones de dólares para un estudio de los requisitos de transmisión. [93] A partir de 2006, el DOE debe proporcionar un informe sobre la congestión de la transmisión una vez cada tres años. [94]
La política estadounidense reciente ha consistido en general en otorgar un crédito fiscal a la producción federal ajustado a la inflación de 15 dólares por MW·h (en dólares de 1995) generado durante los primeros diez años de funcionamiento por la energía eólica vendida. En 2015, el crédito era de 23 dólares por MW·h. [95] Las normas de cartera de energías renovables que exigen que un cierto porcentaje de las ventas de energía eléctrica provenga de fuentes de energía renovable, que están vigentes en aproximadamente la mitad de los estados, también han impulsado el desarrollo de la industria eólica. [96]
Cada vez que el Congreso ha permitido que el crédito fiscal a la producción expire, el desarrollo de la energía eólica se ha ralentizado mientras los inversores esperan a que se restablezca el crédito. Cada año que se renueva, el desarrollo se ha expandido. El crédito fiscal expiró a fines de 2012, lo que llevó la actividad de desarrollo de energía eólica a una parada casi total. A principios de 2013 se promulgó una política de corto plazo, de un año de duración, que proporciona un crédito fiscal a los proyectos en construcción a fines de 2013 y completados antes de fines de 2014. [97] El PTC se introdujo por primera vez en 1992. [98] Cuando se permitió que expirara, el desarrollo cayó un 93%, un 73% y un 77% al año siguiente.
La Administración de Información Energética ha informado de que la energía eólica recibió la mayor parte de los subsidios y apoyos federales directos en el ejercicio fiscal 2013 (el último año para el que hay estadísticas disponibles), lo que representa el 37% (5.936 millones de dólares) del total de subsidios relacionados con la energía eléctrica. Casi tres cuartas partes de los subsidios a la energía eólica en ese año fueron gastos directos y en gran medida el resultado de los programas ARRA . Estas cifras no incluyen los subsidios y apoyos de otros niveles de gobierno. [99]
El desarrollo de la energía eólica en los Estados Unidos ha sido apoyado principalmente mediante un crédito fiscal a la producción (PTC), que paga a los productores en función de la cantidad de energía eléctrica producida. El 1 de enero de 2013, el crédito fiscal a la producción se prorrogó por un año más. [97]
A fines de 2015, las autoridades otorgaron una extensión del Crédito Fiscal a la Producción, que se eliminará gradualmente en un período de cinco años. El crédito fiscal del 30 por ciento para la energía eólica y solar se extenderá hasta 2019 y luego se reducirá al 10 por ciento en 2022. [100]
El precio promedio de los contratos de compra de energía fue de $23,5/MWh en 2014. [90] Los gastos operativos se estimaron en $10/MWh. [40]
En lugares como Iowa o Colorado, los agricultores compiten por los parques eólicos. En 2007, los agricultores, sin inversión de su parte, recibían entre 3.000 y 5.000 dólares al año en regalías [101] de la empresa de servicios públicos local por instalar una única turbina eólica de gran tamaño y diseño avanzado. [102] [103] [104] [105] [106]
Las cuestiones paisajísticas y ecológicas pueden ser importantes para algunas propuestas de parques eólicos, [107] y las cuestiones ambientales son un factor a tener en cuenta en la selección del sitio. [108]
La experiencia mundial ha demostrado que la consulta comunitaria y la participación directa del público en general en los proyectos de parques eólicos han ayudado a aumentar la aprobación de la comunidad, y algunos parques eólicos en el extranjero se han convertido en atracciones turísticas , como el parque eólico Ten Mile Lagoon .
El desarrollo de energía eólica marina se ve obstaculizado por un costo relativamente alto en comparación con las instalaciones terrestres. Hay varios proyectos en desarrollo y algunos en etapas avanzadas de desarrollo. [109] Sin embargo, Estados Unidos tiene recursos de energía eólica marina muy grandes debido a los fuertes y constantes vientos que soplan en la extensa costa estadounidense. [53]
El informe de 2011 del NREL, Large-Scale Offshore Wind Power in the United States , analiza el estado actual de la industria de la energía eólica marina. Según el informe, el desarrollo de los recursos eólicos marinos ayudaría al país a lograr que el 20% de su energía eléctrica provenga de la energía eólica para 2030 y a revitalizar el sector manufacturero. La energía eólica marina podría suministrar 54 gigavatios de capacidad a la red eléctrica del país, aumentando así la seguridad energética . También podría generar una nueva actividad económica estimada en 200.000 millones de dólares y crear miles de puestos de trabajo permanentes. [110] El informe del NREL concluye que "el desarrollo de los recursos eólicos marinos del país puede proporcionar muchos beneficios potenciales, y que la energía eólica marina podría desempeñar un papel vital en los futuros mercados energéticos de Estados Unidos". [110]
Los residentes costeros se han opuesto a los parques eólicos marinos debido a los temores sobre los impactos en la vida marina, el medio ambiente, las tarifas de energía eléctrica, la estética y la recreación, como la pesca y la navegación. Sin embargo, los residentes también citan las mejores tarifas de energía eléctrica, la calidad del aire y la creación de empleo como impactos positivos que esperarían de los parques eólicos. [111] [112] Debido a que las bases de las turbinas marinas funcionan como arrecifes artificiales, los estudios han demostrado que después de la perturbación inicial de la construcción, los peces y mariscos locales se ven afectados positivamente. [111] [113] Debido a que las turbinas eólicas se pueden ubicar a cierta distancia de la costa, los impactos en la recreación y la pesca se pueden manejar mediante una planificación cuidadosa de las ubicaciones de los parques eólicos. [111]
En junio de 2009, el Secretario del Interior emitió cinco contratos de arrendamiento exploratorios para la producción de energía eólica en la Plataforma Continental Exterior frente a Nueva Jersey y Delaware. Los contratos de arrendamiento autorizan actividades de recopilación de datos, lo que permite la construcción de torres meteorológicas en la Plataforma Continental Exterior a una distancia de entre seis y 18 millas (29 km) de la costa. [114] Se estaban considerando cuatro áreas. [115] El 7 de febrero de 2011, Salazar y Steven Chu anunciaron una estrategia nacional para tener una energía eólica marina de 10 GW en 2020 y 54 GW en 2030. [116] En 2021, la Administración Biden anunció un objetivo de 30 GW de energía eólica marina para 2030. [117] En el primer trimestre de 2024, hubo un aumento significativo de la capacidad eólica marina instalada en los EE. UU., que pasó de 42 megavatios (MW) a 242 MW.
Los funcionarios estatales de Rhode Island y Massachusetts eligieron a Deepwater Wind para construir un parque eólico de 385 megavatios y 1.500 millones de dólares en aguas federales frente a Block Island . El proyecto de 100 turbinas podría proporcionar 1,3 teravatios-hora (TW·h) de energía eléctrica al año, el 15 por ciento de toda la energía eléctrica utilizada en el estado de Rhode Island. [118] [119] [120] En 2009, Deepwater firmó un acuerdo con National Grid para vender la energía de un parque eólico más pequeño de 30 MW y 200 millones de dólares frente a Block Island, a un precio inicial de 24,4 ¢/kW·h. [121] La construcción del parque eólico de Block Island , un proyecto de cinco turbinas, comenzó en abril de 2015 y se completó en diciembre de 2016 para convertirse en el primer parque eólico marino de los Estados Unidos.
Cape Wind comenzó a desarrollarse alrededor de 2002, pero enfrentó oposición y finalmente cesó antes de concretarse. El VolturnUS flotante operó en la bahía de Penobscot, cerca de Castine, desde junio de 2013 hasta noviembre de 2014. [122] [123] Maine Aqua Ventus tiene la intención de tener una turbina flotante de 11 MW en funcionamiento frente a la costa de la isla Monhegan a fines de 2023. [124]
La construcción del proyecto offshore Vineyard Wind de 804 MW comenzó el 18 de noviembre de 2021, después de una larga lucha por su aprobación. [125] La energía de la primera turbina comenzó a fluir a la red ISO New England el 2 de enero de 2024. [126] Un segundo gran proyecto offshore, SouthCoast Wind (anteriormente Mayflower Wind), está en desarrollo, entre otros.
Para promover la energía eólica en Nueva Jersey , en 2007 el estado otorgó un contrato de $4,4 millones para realizar un estudio de referencia ecológica de energía eólica y oceánica de 18 meses, convirtiéndose en el primer estado en patrocinar un estudio de energía eólica y oceánica antes de permitir que los desarrolladores de energía renovable estudien y construyan en sus costas. El estudio se centró en un área designada frente a la costa para determinar la distribución actual, la abundancia y los patrones migratorios de las especies de aves, peces, recursos marinos y el uso de los recursos ecológicos existentes por parte de las tortugas marinas. [127] Los resultados del estudio se publicaron en junio de 2010. El estudio concluyó que los efectos del desarrollo de parques eólicos marinos serían insignificantes. [128] [129] [130]
En 2008, nuevas normas federales ampliaron considerablemente el territorio en el que se pueden construir parques eólicos marinos. Anteriormente, los proyectos solo se permitían en aguas estatales poco profundas a menos de 3 millas náuticas (5,6 km) de la costa. El límite del territorio estadounidense está a unas 200 millas náuticas (370 km) de la costa. La mayor distancia de la costa disminuye su visibilidad. Las aguas frente a las costas de Estados Unidos son más profundas que en Europa, lo que requiere diseños diferentes. [131]
Ocean Wind es un parque eólico marino a gran escala con una capacidad de 1100 MW que se ubicará en la plataforma continental exterior, aproximadamente a 15 millas (24 km) de la costa de Atlantic City, Nueva Jersey . Si se construye, será el más grande de los EE. UU. [132] En septiembre de 2020, los funcionarios de Nueva Jersey detuvieron el proyecto Ørsted Ocean Wind, citando preocupaciones sobre los beneficios económicos tergiversados de la energía eólica marina, incluida la construcción de monopolios, la utilización de empresas propiedad de mujeres y minorías, la mano de obra sindical y los posibles efectos negativos en la industria pesquera. [133] [134]
Coastal Virginia Offshore Wind (CVOW) es un proyecto piloto de energía eólica marina ubicado a unas 27 millas (43 km) de la costa de Virginia Beach, Virginia . El proyecto piloto de dos turbinas y 12 MW, construido en 2020, es el segundo parque eólico marino a escala de servicios públicos que opera en los Estados Unidos. Dominion Energy y Ørsted US Offshore Wind colaboraron en el proyecto. [135]
Los Grandes Lagos tienen un potencial eólico marino de 160 gigavatios para turbinas eólicas de fondo fijo y 415 gigavatios para sistemas de energía eólica flotante . Los desafíos incluyen no poder navegar un buque de instalación de turbinas eólicas hasta la vía navegable de los Grandes Lagos a través de la vía marítima del San Lorenzo , el canal Welland o las esclusas Soo . Probablemente sería necesario construir buques especiales para equipos pesados y puertos eólicos marinos dentro de las costas de los Grandes Lagos para crear la cadena de suministro necesaria para construir e instalar turbinas eólicas marinas más grandes. La congelación del hielo es otro desafío que no se ha abordado antes con los parques eólicos marinos porque se han construido en agua de mar salina . [136] Un proyecto piloto planificado de 6 turbinas eólicas de fondo fijo en el lago Erie, Icebreaker, se suspendió en diciembre de 2023. [137]
Los vientos en la región de las llanuras centrales de los EE. UU. son variables tanto en escalas de tiempo cortas (minutos) como largas (días). Las variaciones en la velocidad del viento dan como resultado variaciones en la producción de energía de los parques eólicos, lo que plantea dificultades para incorporar la energía eólica en un sistema de energía integrado. Las turbinas eólicas son impulsadas por vientos de capa límite, aquellos que se producen cerca de la superficie de la tierra, a unos 300 pies. Los vientos de capa límite están controlados por el viento en la atmósfera libre superior y tienen turbulencia debido a la interacción con características de la superficie, como árboles, colinas y edificios. Las variaciones de corto plazo o de alta frecuencia se deben a esta turbulencia en la capa límite. [138]
Las variaciones a largo plazo se deben al paso de ondas transitorias en la atmósfera, con una escala de tiempo característica de varios días. Las ondas transitorias que influyen en el viento en el centro de los EE. UU. son de gran escala y esto da como resultado que la producción de energía de los parques eólicos en la región esté algo correlacionada y no sea completamente independiente. La distribución a gran escala de los parques eólicos reduce significativamente la variabilidad a corto plazo, lo que limita la desviación estándar relativa del factor de capacidad a aproximadamente el 45 %. [138] La correlación es más alta en verano y más baja en invierno. [139]
El gobierno federal de los Estados Unidos tiene jurisdicción para prevenir las muertes de aves y murciélagos por turbinas eólicas, bajo la Ley de Especies en Peligro de Extinción , la Ley del Tratado de Aves Migratorias y la Ley de Protección del Águila Calva y Real . Bajo la Ley de Protección del Águila Calva y Real de 2009, el Departamento del Interior podría emitir permisos para permitir la "captura no intencional" para actividades en las que las muertes de águilas se consideraran inevitables; sin embargo, a diciembre de 2013, no se habían emitido permisos de captura para desarrolladores de energía eólica. [140] El Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos ha publicado pautas voluntarias para el diseño y la ubicación de turbinas eólicas para minimizar las muertes de aves y murciélagos. [141]
En 2013, la administración Obama fue acusada de aplicar un doble rasero para proteger a la industria eólica de los procesos judiciales en virtud de la Ley de Protección del Águila Calva y del Águila Real, mientras perseguía enérgicamente las infracciones cometidas por las compañías petroleras y los propietarios de líneas eléctricas. La administración se negó a divulgar el número de muertes de aves rapaces que le habían comunicado las compañías eólicas, alegando que hacerlo revelaría secretos comerciales. El gobierno también ordenó a los agentes de campo de las fuerzas de seguridad federales que no iniciaran procesos judiciales por muerte de aves contra las compañías eólicas sin la aprobación previa de Washington. Se dijo que la política era una compensación ambiental para promover la energía renovable. [142]
En noviembre de 2013, el gobierno federal obtuvo su primera condena penal de un operador de energía eólica por matar aves protegidas en violación de la Ley del Tratado de Aves Migratorias de 1918. Duke Energy se declaró culpable y fue multada con un millón de dólares por la muerte de 160 aves, incluidas 14 águilas reales, en dos parques eólicos en Wyoming. El Departamento de Justicia acusó a Duke de haber diseñado y ubicado las turbinas sabiendo que matarían aves; Duke señaló que había informado por sí misma sobre las muertes de aves y que las pautas del Servicio de Pesca y Vida Silvestre de los Estados Unidos para reducir las muertes de aves por turbinas eólicas no se habían emitido cuando se construyeron las turbinas. Después de que fueron acusados, Duke implementó un sistema de detección de radar, a un costo de $600,000 por año, diseñado para apagar las turbinas cuando se acercaran aves grandes; la empresa señaló que el sistema estaba funcionando, ya que no se habían observado muertes de águilas reales en más de un año de funcionamiento desde que se instaló el radar. [143] [144]
En diciembre de 2013, el Servicio de Pesca y Vida Silvestre de Estados Unidos anunció que emitiría permisos de 30 años para proyectos de energía eólica para permitir las muertes de águilas; anteriormente, los permisos habían estado disponibles solo por 5 años, pero no se emitieron para proyectos eólicos. Bajo los permisos de 30 años, los desarrolladores de energía eólica estarían obligados a informar sobre las muertes de águilas, y los permisos se revisarían cada 5 años. La medida tenía por objeto eliminar lo que se consideraba una incertidumbre legal que desalentaba las inversiones en energía eólica. El gobierno dijo que no era necesaria una revisión ambiental para el cambio, porque era solo un cambio administrativo. [140] La nueva regulación fue bien recibida por la Asociación Estadounidense de Energía Eólica , que dijo que la energía eólica causaba menos del dos por ciento de las muertes de águilas causadas por humanos, y señaló que las reglas requerirían una amplia mitigación y monitoreo de las muertes de águilas. [145] La extensión de los permisos para la captura de águilas de 5 a 30 años fue rechazada por varios grupos conservacionistas, entre ellos American Bird Conservancy , Nature Conservancy , Sierra Club , Audubon Society y Humane Society of the United States. [146] [147]
Más de 30.000 turbinas eólicas se encuentran en hábitats de aves protegidos por el gobierno federal, de las cuales casi 24.000 se encuentran en el corredor migratorio de la grulla trompetera y casi 3.000 en las zonas de cría del urogallo de las artemisas, una especie en peligro de extinción . [148] Según el Dr. Michael Hutchins, director de la Campaña de Energía Eólica Inteligente para las Aves de American Bird Conservancy , las turbinas eólicas representan una amenaza para las aves del país y el actual proceso de concesión de permisos es ineficaz para abordar el problema. La preocupación por las muertes de aves impulsó a American Bird Conservancy y a otras 70 organizaciones conservacionistas a presionar al Departamento del Interior de los EE. UU. para que desarrollara una declaración nacional de impacto ambiental de la energía eólica programática que identificara las áreas apropiadas para el desarrollo de la energía eólica, así como las áreas en las que se debería evitar el desarrollo, pero estos esfuerzos de cabildeo fracasaron. [148] Tom Vinson, vicepresidente de asuntos regulatorios de la Asociación Estadounidense de Energía Eólica, señaló la ambigüedad en la estimación y extrapolación de varios datos y también cuestionó la credibilidad de las suposiciones de organizaciones como American Bird Conservancy al estimar las futuras muertes de aves. [148]
Los riesgos de colisión dependen principalmente de la altura de las turbinas y del tipo de torre. El número medio de aves muertas aumenta a medida que las turbinas alcanzan una altura de entre 145 y 193 metros. El peligro para las aves aumenta porque las palas a mayor altitud se superponen con la altura media de vuelo de las aves migratorias nocturnas. [149]
Todo desarrollo de energía eólica marina requiere aprobación federal o estatal y un contrato de arrendamiento, ya que las tierras marinas son propiedad del gobierno. [150] La autoridad de regulación de la energía eólica marina ha cambiado a través de varias agencias federales desde principios de la década de 2000. Antes de 2005, los permisos para turbinas eólicas marinas y parques estaban bajo la jurisdicción del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU . [151] En 2005, con la aprobación de la Ley de Política Energética , el Servicio de Gestión de Minerales dentro del Departamento del Interior tenía autoridad sobre el desarrollo de turbinas eólicas en aguas federales, como la Plataforma Continental Exterior , y era responsable de evaluar el valor económico, los posibles impactos ambientales y la coordinación con las agencias federales y estatales al aprobar los permisos de energía eólica. [152] En 2010, el Servicio de Gestión de Minerales se dividió en tres agencias, de las cuales la Oficina de Gestión de Energía Oceánica es responsable del arrendamiento, los permisos, el monitoreo y la regulación de la energía eólica marina. [153]
El acoso a cualquier especie de mamífero marino en aguas estadounidenses es una violación de la Ley de Protección de Mamíferos Marinos de 1972 (50 CFR 18). Los promotores de proyectos eólicos marinos deben solicitar una carta de autorización o Autorización de Acoso Incidental con todos los detalles pertinentes de las especies que se encuentran bajo amenaza potencial debido a sus actividades en alta mar, las medidas de mitigación y las obligaciones de seguimiento y presentación de informes. Los proyectos eólicos marinos también deben cumplir con todas las obligaciones reglamentarias contenidas en el plan de gestión costera estatal aprobado por el gobierno federal , de conformidad con la Ley de Gestión de la Zona Costera de 1972, para mantener bajo control su efecto sobre los recursos costeros. [154]
Energías renovables en EE.UU.:
Internacional:
Dicho de otro modo, la turbina eólica media que entró en funcionamiento en 2020 genera suficiente electricidad en tan solo 46 minutos para abastecer a una vivienda media estadounidense durante un mes.
… no se instalan turbinas eólicas en aguas estadounidenses, …
