Los desafíos en la energía mareomotriz y undimotriz

La física del océano y el imperativo energético

La ventaja fundamental de la energía marina reside en la densidad del fluido de trabajo. El agua de mar es aproximadamente 832 veces más densa que el aire al nivel del mar. Esto implica que una corriente marina que se mueve a 2-3 m/s (como las mareas en el Estrecho de Messina o las Islas Orcadas) transporta una energía cinética equivalente a un viento huracanado de más de 100 km/h.

• Implicaciones de Diseño: Las turbinas mareomotrices pueden ser significativamente más pequeñas que las eólicas para generar la misma potencia nominal. Sin embargo, las cargas estructurales (fuerzas de empuje y torsión) que deben soportar los álabes y el tren de potencia son inmensas.

• Previsibilidad determinista: A diferencia de la estocasticidad del viento o la intermitencia diurna de la solar , las mareas son forzadas por la interacción gravitatoria de cuerpos celestes (Tierra, Luna, Sol). Esto permite predecir la producción energética con años de antelación y un error insignificante, una característica de «baseload» (carga base) cíclica altamente valorada para la estabilidad de la red eléctrica.

En el caso de las olas, son una forma concentrada de energía solar. El calentamiento diferencial de la atmósfera genera vientos, y estos vientos, al soplar sobre la superficie del océano (fetch), transfieren su energía al agua. Las olas pueden viajar miles de kilómetros con pérdidas energéticas mínimas.

• Desfase Temporal y Estabilidad: Las olas a menudo arriban a la costa horas o días después de que el viento que las generó haya cesado. Esto proporciona un perfil de generación más estable y menos volátil que la eólica local, ofreciendo una complementariedad natural a los parques eólicos offshore.

• El Reto de la Frecuencia: Mientras que las mareas tienen ciclos largos (semidiurnos de ~12.4 horas), las olas tienen periodos de segundos (5-15 segundos). Esto introduce fluctuaciones de potencia de alta frecuencia que requieren sistemas de «suavizado» (almacenamiento intermedio, hidráulica) antes de la inyección a la red para evitar problemas de calidad de energía (flicker).

Divergencia y convergencia en 2025

El estado de la tecnología en 2025 muestra una industria a dos velocidades. Mientras la energía mareomotriz se asienta sobre estándares de diseño reconocibles, la energía undimotriz sigue inmersa en una batalla de conceptos.

La industria mareomotriz ha logrado una convergencia significativa hacia las turbinas de eje horizontal (Horizontal Axis Tidal Turbines, HATT), emulando el éxito de la eólica moderna pero bajo el agua. Con esto logra estandarización e innovación en las llamadas plataformas flotantes.

A diferencia de la mareomotriz, no existe un «diseño dominante» en la energía de las olas. La variabilidad de las olas (en altura, periodo y dirección) ha dado lugar a una fragmentación tecnológica que impide la reducción rápida de costes (curva de aprendizaje).

Evolución de costes

• Mareomotriz: Se observa un progreso tangible. El precio de referencia disminuyó un 33% entre 2023 y 2024, señal de que los proyectos de demostración están empezando a generar aprendizaje industrial. La meta de la UE es alcanzar los 100 €/MWh para 2030, lo que la haría competitiva con otras formas de generación flexible.

• Undimotriz: La reducción de costes es más lenta. Las estimaciones sitúan el LCOE actual por encima de los 300 €/MWh en la mayoría de los prototipos. El objetivo europeo de 150 €/MWh para 2030 parece optimista y podría retrasarse hasta 2031-2035 si no se acelera el despliegue de arrays (parques de múltiples dispositivos).

Estructura de costes (CAPEX vs. OPEX)

La estructura de costes de la energía marina es atípica comparada con las renovables terrestres:

1. CAPEX (Inversión Inicial): Dominado por la fabricación de estructuras de acero/hormigón (que deben ser sobredimensionadas para sobrevivir) y la instalación. La instalación requiere buques especializados cuya disponibilidad es escasa y cara debido a la competencia con la eólica offshore.

2. OPEX (Operación y Mantenimiento): Aquí reside el gran problema. El OPEX en energía marina puede representar un porcentaje del LCOE mucho mayor que en la eólica terrestre debido a la logística marina. Un fallo en un componente menor (un sensor de 50€) puede requerir una operación de barco de 50.000€ para su reemplazo.

Calidad de energía y red

La inyección de potencia fluctuante (especialmente de olas) puede causar inestabilidad en redes débiles (frecuentes en zonas costeras remotas o islas).

• Efectos: Parpadeo de voltaje (flicker), armónicos y desviaciones de frecuencia.

• Soluciones: Los códigos de red (Grid Codes) exigen cada vez más que las plantas renovables provean servicios auxiliares (control de voltaje/frecuencia). Esto obliga a incluir almacenamiento en el dispositivo (baterías, supercondensadores) o en la subestación para suavizar la salida, incrementando el CAPEX. 

Desde V2Cpower apostamos por el almacenaje de energía eléctrica, con lo que conseguimos que ciertos problemas que conlleva la instalación tanto de mareomotriz como undimotriz pueden mitigarse con sistemas BESS, los que las puede hacer muy interesantes en un futuro no tan lejano.