En su estudio, publicado en "PNAS", los investigadores adaptaron el modelo informático GATOR-GCMOM de tres dimensiones, atmósfera-océano-tierra, para calcular el potencial máximo teórico de energía eólica en el planeta, teniendo en cuenta la reducción del viento por las turbinas. Su modelo asume que los aerogeneradores se podría instalar en cualquier lugar, sin tener en cuenta consideraciones sociales, ambientales, climáticas o económicas.
Así, el nuevo estudio contradice dos estudios anteriores que indican que el potencial eólico está muy por debajo de la meta agresiva, ya que cada turbina roba demasiada energía eólica de otras turbinas, y las turbinas provocan consecuencias perjudiciales en el clima que niegan algunos de los aspectos positivos de la energía eólica renovable.
El nuevo modelo ofrece una visión más sofisticada mediante la separación de los vientos atmosféricos en cajas hipotéticas apiladas unas junto a otras, cada caja tiene su propia velocidad del viento y clima. En su modelo, los científicos expusieron turbinas individuales a los vientos de varias cajas a la vez, un grado de resolución que los modelos mundiales anteriores no habían alcanzado.
Con un solo modelo, los investigadores fueron capaces de calcular la exposición de cada aerogenerador en el modelo a vientos que varían en el espacio y el tiempo. Adicionalmente, el modelo extrajo la cantidad correcta de energía eólica reivindicada por las turbinas, reduciendo la velocidad del viento en consecuencia, mientras conservaban la energía. A continuación, los expertos calcularon el efecto de estos cambios en la velocidad del viento en las temperaturas globales, la humedad, las nubes y el clima.
Entre los hallazgos más prometedores, los investigadores descubrieron que hay un gran potencial en el viento, cientos de teravatios. Sin embargo, "cada turbina reduce la cantidad de energía disponible para otras", indica el estudio.
Además, señala que la reducción, sin embargo, llega a ser significativa sólo cuando se llega al punto en que se instalan un gran número de turbinas, muchas más de lo que nunca sería necesario. Los investigadores han denominado a este punto "potencial de saturación de energía eólica".
El "potencial de saturación", señalan los expertos, superaría los 250 teravatios si pudiéramos colocar un ejército de aerogeneradores de 100 metros de altura a través de toda la tierra y el agua del planeta Tierra. Alternativamente, si los ubicamos sólo en tierra (menos en la Antártida) y a lo largo del océano costero, todavía quedarían unos 80 teravatios disponibles - alrededor de siete veces la demanda total de energía de toda la civilización. Turbinas hipotéticas que operaran en la atmósfera podrían extraer un adicional de 380 teravatios.
"No se está diciendo que haya que poner turbinas en todas partes, pero se ha demostrado que no hay una barrera fundamental para la obtención de la mitad, o incluso varias veces el total de energía global, a partir del viento, en 2030. El potencial está ahí, si se pueden construir turbinas suficientes, señalan los expertos.
Turbinas necesarias
Sabiendo que existe la posibilidad, los investigadores centraron su atención en cuántas turbinas serían necesarias para satisfacer la demanda media de energía del mundo, cerca de 5,75 teravatios. Para llegar hasta allí, exploraron diversos escenarios de lo que ellos llaman el potencial fijo de energía eólica - la potencia máxima que puede ser extraída por medio de un número determinado de turbinas eólicas.
El equipo de científicos ha demostrado que cuatro millones de turbinas de cinco megavatios funcionando a una altura de 100 metros podrían suministrar hasta 7,5 teravatios de energía - más de la mitad de la demanda energética mundial - sin afectar negativamente al clima.
En términos de superficie, este trabajo situaría la mitad de los cuatro millones de turbinas en el agua, y el resto requeriría un poco más de la mitad del uno por ciento de la superficie terrestre. Además, prácticamente ninguna de estas zonas se utilizarían únicamente para la energía eólica, sino que podrían servir un doble propósito como la creación espacios abiertos, campos agrícolas, ranchos, o para la vida silvestre.
En lugar de poner todas las turbinas en un solo lugar, los investigadores señalan que es mejor y más eficiente difundir parques eólicos en sitios de fuertes vientos en todo el mundo - como en el desierto de Gobi, las praderas americanas y el Sahara. Los expertos concluyen que "la ubicación cuidadosa de parques eólicos minimizaría los costos y los impactos generales de una infraestructura eólica mundial sobre el medio ambiente".
