energía marina

La energía marina , también conocida como energía oceánica , energía hidrocinética o energía marina, se refiere a la energía que se obtiene de las olas, las mareas, los gradientes de salinidad y las diferencias de temperatura en el océano. El movimiento del agua en los océanos del mundo almacena grandes cantidades de energía cinética , que puede convertirse en electricidad para abastecer hogares, transporte e industrias.

La energía marina incluye la energía undimotriz , que se deriva de las olas superficiales, y la energía mareomotriz , que se obtiene de la energía cinética del agua en movimiento. Sin embargo, la energía eólica marina no se considera energía marina porque se genera a partir del viento , incluso si las turbinas eólicas están ubicadas sobre el agua.

Los océanos poseen una enorme cantidad de energía y se encuentran cerca de muchas, si no de la mayoría, de las poblaciones concentradas. La energía oceánica tiene el potencial de proporcionar una cantidad sustancial de nueva energía renovable en todo el mundo. ^{[ 1 ]}

Si bien la energía marina es una alternativa sostenible a los combustibles fósiles, su desarrollo puede afectar los ecosistemas marinos, la vida silvestre y el medio ambiente físico. Entre los posibles efectos se incluyen la alteración del hábitat, la contaminación acústica y los campos electromagnéticos de los cables submarinos, lo que puede requerir estrategias de mitigación como diseños de turbinas que no dañen a los peces y evaluaciones de impacto ambiental. ^{[ 2 ]}

Las políticas gubernamentales, los incentivos económicos y los marcos regulatorios contribuyen significativamente al avance de la energía marina, con países como el Reino Unido, Canadá y Corea del Sur a la cabeza en proyectos de energía mareomotriz y undimotriz. ^{[ 3 ]}

El potencial global de la energía marina es significativo, con estimaciones que sugieren que se podrían generar entre 20.000 y 80.000 teravatios-hora por año (TWh/año) de electricidad a partir de las diferencias de temperatura del océano, los gradientes de salinidad, las mareas, las corrientes, las olas y el oleaje. ^{[ 4 ]}

Indonesia , como país archipelágico que está formado en tres cuartas partes por océano, tiene  un potencial de energía oceánica reconocido de 49 GW y un  potencial de energía oceánica teórico de 727 GW. ^{[ 6 ]}

Los océanos constituyen una vasta fuente de energía, en gran medida sin explotar, que incluye olas superficiales, flujo de fluidos, gradientes de salinidad y diferencias térmicas.

El desarrollo de energía marina e hidrocinética (MHK) o energía marina en aguas estadounidenses e internacionales incluye proyectos que utilizan los siguientes dispositivos:

• Convertidores de energía undimotriz en zonas costeras abiertas con oleaje significativo;
• Aerogeneradores mareomotrices instalados en zonas costeras y estuarinas;
• Turbinas instaladas en el cauce de ríos de corriente rápida;
• Turbinas de corrientes oceánicas en zonas de fuertes corrientes marinas;
• Convertidores de energía térmica oceánica en aguas tropicales profundas.

La energía marina, aprovechada a partir de fuentes renovables como las olas, las mareas y las corrientes oceánicas, se considera una alternativa sostenible a los combustibles fósiles. Sin embargo, al igual que otras tecnologías energéticas, la energía marina puede tener impactos ambientales que deben evaluarse cuidadosamente. Estos efectos pueden clasificarse, a grandes rasgos, en impactos sobre los ecosistemas marinos, la fauna silvestre y el medio ambiente físico. ^{[ 12 ]}

• Impactos en los ecosistemas marinos

El despliegue de infraestructura de energía marina puede alterar los ecosistemas locales al modificar el flujo del agua, el transporte de sedimentos y las estructuras del hábitat. Por ejemplo, las presas mareomotrices, que bloquean el flujo natural del agua, pueden provocar cambios en los niveles de salinidad y la deposición de sedimentos en los estuarios. Estas alteraciones pueden perturbar los hábitats bentónicos, afectando a las especies que dependen de estos entornos para sobrevivir. ^{[ 13 ]} Las investigaciones han demostrado que los proyectos de energía mareomotriz pueden provocar la pérdida localizada de hábitat, en particular para las especies sensibles a los cambios en la composición de los sedimentos y el flujo del agua. ^{[ 13 ]}

Los convertidores de energía undimotriz (WEC, por sus siglas en inglés) también pueden influir en los ecosistemas marinos. Si bien pueden crear arrecifes artificiales que atraen a ciertas especies, simultáneamente pueden desplazar a otras, lo que genera competencia por los recursos. En algunos casos, se ha observado que estas estructuras mejoran la biodiversidad, pero el impacto general depende del diseño y la ubicación específicos de los dispositivos. Las compensaciones ecológicas asociadas con los WEC resaltan la importancia de una planificación y un monitoreo cuidadosos para equilibrar la producción de energía con la conservación del medio ambiente. ^{[ 14 ]}

• Efectos sobre la vida marina

Las tecnologías de energía marina plantean riesgos para la fauna marina, en particular por colisiones con turbinas submarinas, contaminación acústica y campos electromagnéticos (CEM) generados por cables submarinos. Por ejemplo, las turbinas mareomotrices, que operan en entornos de fuerte corriente, pueden representar una amenaza para los peces y mamíferos marinos que podrían colisionar con las palas giratorias. Si bien el riesgo de colisión generalmente se considera bajo, puede ser significativo para especies de movimiento lento o migratorias, lo que exige el desarrollo de diseños de turbinas que sean respetuosos con los peces. ^{[ 15 ]}

La contaminación acústica es otra preocupación asociada a las instalaciones de energía marina. La construcción y el funcionamiento de los dispositivos pueden generar ruido submarino, lo que puede perturbar la vida marina. Los cetáceos, como las ballenas y los delfines, dependen en gran medida del sonido para comunicarse, navegar y alimentarse. La exposición prolongada al ruido puede provocar cambios de comportamiento, un aumento de los niveles de estrés e incluso el abandono del hábitat. Se requieren medidas de mitigación, como tecnologías de reducción de ruido y la ubicación estratégica de los dispositivos, para minimizar estos impactos. ^{[ 16 ]}

Los campos electromagnéticos (CEM) procedentes de los cables de alimentación submarinos también pueden afectar a las especies marinas, en particular a aquellas sensibles a los estímulos electromagnéticos, como los tiburones y las rayas.

• Cambios físicos y químicos

La instalación de infraestructura de energía marina puede provocar cambios físicos en el medio marino, como alteraciones en los patrones de oleaje y erosión costera. Por ejemplo, los parques de energía undimotriz a gran escala pueden reducir la cantidad de energía de las olas que llega a la costa, lo que puede afectar procesos costeros como el transporte de sedimentos. En algunos casos, esto podría agravar la erosión costera, especialmente en áreas ya vulnerables a dichos cambios. ^{[ 17 ]}

Los impactos químicos, como la liberación de agentes antiincrustantes u otros contaminantes provenientes de dispositivos de energía marina, constituyen otra posible preocupación. Si bien estos impactos suelen ser menores en comparación con los asociados a la extracción de combustibles fósiles, requieren una gestión cuidadosa para minimizar el daño a los ecosistemas marinos. El mantenimiento regular y el uso de materiales respetuosos con el medio ambiente pueden contribuir a mitigar estos riesgos. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

• Medidas de mitigación y mejores prácticas

Los gobiernos y las organizaciones han desarrollado marcos regulatorios y mejores prácticas para abordar estos efectos ambientales. Los organismos reguladores suelen exigir evaluaciones de impacto ambiental (EIA) antes de la puesta en marcha de proyectos de energía marina. Estas evaluaciones ayudan a identificar riesgos potenciales y a orientar las estrategias de mitigación, como el uso de diseños de turbinas respetuosos con los peces, tecnologías de reducción de ruido y la ubicación estratégica de dispositivos para minimizar la alteración ecológica. ^{[ 19 ]}

Organizaciones internacionales, como la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), han publicado directrices para el desarrollo sostenible de la energía marina. Estas directrices enfatizan la importancia de la participación de las partes interesadas, la gestión adaptativa y el monitoreo a largo plazo para garantizar que los proyectos de energía marina sean ambientalmente responsables. Al adherirse a estos principios, la industria de la energía marina puede equilibrar la necesidad de energía renovable con la protección de los ecosistemas marinos y la vida silvestre. ^{[ 20 ]}

El desarrollo de la energía marina está fuertemente influenciado por las políticas gubernamentales, los incentivos económicos y los marcos regulatorios. Estos factores desempeñan un papel fundamental en el fomento de la innovación, la atracción de inversiones y la garantía del despliegue sostenible de las tecnologías de energía marina. ^{[ 21 ]}

• Consideraciones económicas

La energía marina aún se encuentra en las primeras etapas de comercialización, y su viabilidad económica depende de la reducción de costos y la mejora de la eficiencia. Los elevados gastos de capital (CapEx) y los gastos operativos (OpEx) asociados a los proyectos de energía marina han sido históricamente barreras para su adopción generalizada. ^{[ 22 ]} Sin embargo, los avances tecnológicos, las economías de escala y el apoyo gubernamental están contribuyendo a reducir los costos. Por ejemplo, el costo nivelado de la energía (LCOE) para la energía mareomotriz y undimotriz ha disminuido significativamente en los últimos años, aunque sigue siendo superior al de fuentes de energía renovable más consolidadas como la eólica y la solar. ^{[ 23 ]}

Los subsidios gubernamentales, las subvenciones y los incentivos fiscales se utilizan a menudo para compensar los elevados costos iniciales de los proyectos de energía marina. Estos mecanismos financieros están diseñados para fomentar la inversión del sector privado y acelerar el despliegue de tecnologías de energía marina. ^{[ 23 ]}

• Políticas gubernamentales y marcos regulatorios

Las políticas gubernamentales influyen significativamente en el desarrollo de la energía marina. Muchos países han implementado objetivos de energía renovable, tarifas de alimentación y estándares de cartera de energías renovables (RPS, por sus siglas en inglés) para promover el desarrollo de la energía marina. Por ejemplo, la Unión Europea ha establecido ambiciosos objetivos de energía renovable como parte de su Pacto Verde, identificando la energía marina como un componente clave de su estrategia para lograr la neutralidad de carbono para 2050. ^{[ 24 ]}

En el Reino Unido, el Programa de Energía Marina ha sido fundamental para apoyar el desarrollo de la energía mareomotriz y undimotriz. ^{[ 25 ]} El programa proporciona financiación para la investigación y el desarrollo (I+D), así como para proyectos de demostración. El gobierno del Reino Unido también ha establecido el esquema de Contratos por Diferencia (CfD), que garantiza un precio fijo para la electricidad generada a partir de energía marina, lo que proporciona certeza de ingresos a largo plazo para los desarrolladores. ^{[ 26 ]}

Estados Unidos ha implementado políticas para apoyar la energía marina a través de la Oficina de Tecnologías de Energía Hidráulica (WPTO) del Departamento de Energía. La WPTO financia iniciativas de I+D y otorga subvenciones para proyectos piloto. También se ha propuesto la Ley de Energía Renovable Marina para crear un marco regulatorio para el desarrollo de recursos energéticos marinos en aguas estadounidenses. ^{[ 27 ]}

• Estudios de caso

Reino Unido: El Reino Unido es líder mundial en energía marina, especialmente en energía mareomotriz. El proyecto de energía mareomotriz MeyGen en Escocia es uno de los proyectos de aprovechamiento de corrientes mareomotrices más grandes del mundo. Con el apoyo de financiación gubernamental e inversión privada, el proyecto ha demostrado el potencial para la generación de energía mareomotriz a gran escala. El entorno político favorable del Reino Unido, incluido el esquema CfD, ha desempeñado un papel clave en el éxito del proyecto. ^{[ 28 ]}

Canadá: Canadá posee importantes recursos de energía marina, especialmente en la Bahía de Fundy, que presenta algunas de las mayores amplitudes de marea del mundo. El Centro de Investigación Oceánica de Fundy para la Energía (FORCE), en Nueva Escocia, funciona como centro de pruebas para tecnologías de energía mareomotriz. El gobierno canadiense ha financiado FORCE y establecido marcos regulatorios para facilitar el desarrollo de proyectos de energía marina. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

Corea del Sur: Corea del Sur ha realizado importantes inversiones en energía marina como parte de su estrategia de energías renovables. La central mareomotriz del lago Sihwa es la mayor central mareomotriz del mundo, con una capacidad de 254 MW. El proyecto se desarrolló con un importante apoyo gubernamental y es un ejemplo representativo del despliegue a gran escala de la energía mareomotriz. ^{[ 31 ]}

Francia: Francia cuenta con una larga trayectoria en el desarrollo de la energía mareomotriz, que se remonta a la central mareomotriz de Rance, puesta en marcha en 1966 y que sigue siendo una de las centrales mareomotrices más antiguas y exitosas del mundo. El gobierno francés continúa apoyando la energía marina mediante financiación para I+D e iniciativas políticas destinadas a ampliar la capacidad de energía renovable. ^{[ 32 ]}

• Recolección de energía
• energía de corriente marina
• Energía mareomotriz
• energía de las olas
• conversión de energía térmica oceánica
• Poder osmótico
• energía renovable
• Comercialización de energías renovables

• Omar Ellabban, Haitham Abu-Rub, Frede Blaabjerg : Recursos de energía renovable: estado actual, perspectivas futuras y su tecnología habilitadora. Renewable and Sustainable Energy Reviews 39, (2014), 748–764, doi : 10.1016/j.rser.2014.07.113 .

• Los sistemas de energía oceánica
• Asociación Europea de Energía Oceánica
• El Centro Europeo de Energía Marina (EMEC)
• Consejo de Energía Oceánica
• Centro SuperGen del Reino Unido para la Investigación de la Energía Marina
• Portal y repositorio de información sobre energías renovables marinas.
• Base de datos de proyectos de energía marina
• Tetis - Efectos ambientales de la energía renovable eólica y marina
• Tethys Engineering - Información técnica sobre energía marina
• Repositorio de datos marinos e hidrocinéticos