Blade manufacturing for onshore and offshore wind farms: the energy and environmental performance for a case study in Brazil

Fabricación de palas para parques eólicos terrestres y marinos: resultados energéticos y medioambientales de un estudio de caso en Brasil

Este estudio pretende analizar el rendimiento energético y medioambiental de la fabricación de dos modelos de palas de aerogenerador para un parque eólico de 300 MW. Se utilizó el análisis de flujo de materiales (AFM) para elaborar el balance de masas, mientras que la evaluación del ciclo de vida (ECV), basada en la norma ISO-14044, se empleó para evaluar tres categorías de impacto, teniendo en cuenta el análisis de sensibilidad para evaluar la sustitución de los materiales de las palas del aerogenerador. Los resultados mostraron que la fabricación de palas de aerogenerador provoca una pérdida del 10% del material impregnado de fibra de vidrio y resina epoxi. La fibra de vidrio fue el insumo que más contribuyó al consumo de agua, al consumo de energía y a la huella de carbono. El análisis de sensibilidad mostró que, para el escenario en alta mar de mayor factor de capacidad y vida útil más larga, la contribución de la huella de carbono por electricidad producida fue de 0,214 kg CO₂eq/GJ, mientras que para el escenario en tierra de menor factor de capacidad y vida útil más corta, fue de 1,37 kg CO₂eq/GJ. Al utilizar fibra de yute cultivada sin irrigación como insumo sustitutivo de la fibra de vidrio, la reducción fue del 38% (en tierra) y del 42% (en el mar) en el consumo de agua, del 18% (en tierra y en el mar) en el consumo de energía, y del 24% (en tierra) y del 25% (en el mar) en la huella de carbono. El modelo en tierra tuvo un mayor impacto en todas las categorías evaluadas que el modelo en alta mar. Por lo tanto, el uso de fibra de yute de secano permite ganar en rendimiento energético y medioambiental.

1. INTRODUCCIÓN

En 2019, el 27% de la electricidad mundial procedía de fuentes renovables, mientras que el 73% procedía de fuentes no renovables (AIE, 2022). El carbón, el petróleo y el gas natural se utilizan como combustible en el sistema tradicional de producción de energía. Estos materiales tienen muchos hidrocarburos que, al quemarse, liberan CO2 y otros gases de efecto invernadero. Según Mello et al. (2020), que utilizaron la evaluación del ciclo de vida (ECV) para comparar los ciclos de producción de energía, como la energía eólica produce menos emisiones e impactos ambientales durante la fase de funcionamiento que la energía procedente de combustibles fósiles, se considera una fuente de generación "más limpia".

Con una tasa media de crecimiento anual del 13% para la capacidad instalada de 2011 a 2021, la energía eólica es una de las fuentes de generación de energía de más rápido crecimiento en el mundo (Cooperman et al., 2021; GWEC, 2022). El número de parques eólicos instalados en Brasil ha aumentado significativamente en los últimos años. Según ABEEÓLICA (2022), esta capacidad pasó de 1 524 MW en 2011 a 21 577 MW en 2021, lo que implica una tasa media de crecimiento del 30% anual.