Cómo el auge de la energía eólica en EE. UU. está impulsando el mercado de MV GIS

Aug 03, 2023

El gobierno de EE. UU. ha fijado objetivos ambiciosos para su transición energética, incluido lograr 30 GW de capacidad eólica marina para 2030 y 15 GW adicionales de instalaciones eólicas marinas flotantes para 2035.

La aparamenta de media tensión aislada en gas es un componente crucial en las turbinas eólicas tanto terrestres como marinas y se espera que experimente un crecimiento significativo en los próximos años a medida que se pongan en marcha nuevos proyectos nuevos.

Según la Agencia Internacional de Energía, EE. UU. había instalado aproximadamente 144 GW de capacidad eólica para 2022, y la energía eólica terrestre representaría casi el 100 % de esa proporción.

Para 2030, se estima que la capacidad eólica total instalada en EE. UU. superará los 260 GW, y se espera que la energía eólica marina represente 30 GW de esta cifra utilizando tecnología de fondo fijo, según PTR Inc.

En septiembre de 2022, se anunció un nuevo objetivo para alcanzar una ambiciosa capacidad de 15 GW de turbinas eólicas marinas flotantes.

La aparamenta aislada en gas de media tensión (MV GIS) normalmente consta de varios componentes, incluidos disyuntores, interruptores de carga, seccionadores de puesta a tierra, contactores, fusibles y descargadores de sobretensiones.

Cada uno de estos componentes tiene un propósito específico y debe cumplir con estándares de fabricación y operación preespecificados, según lo dispuesto por IEC 62271-200.

Estos estándares abarcan tres funciones clave de los sistemas de energía de aparamenta: protección eléctrica, aislamiento eléctrico y control.

La clase de tensión de la aparamenta influye directamente en la elección de los materiales utilizados para la fabricación de los componentes y los requisitos de aislamiento.

A medida que la industria se aleja del gas aislante SF6, la media tensión ofrece la ventaja de utilizar vacío o gas seco como materiales aislantes. Además, dado que los costos de los equipos son directamente proporcionales a los precios de las materias primas y del material aislante, MV GIS es una excelente opción para aplicaciones de plantas de energía eólica.

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Además de los beneficios materiales y de aislamiento, el tamaño físico del equipo también depende del nivel de voltaje.

El bajo voltaje es inadecuado para las necesidades energéticas de las turbinas eólicas modernas, mientras que los equipos de alto voltaje requieren tamaños de torre o góndola más grandes para una instalación segura. Por el contrario, las aparamentas de MT permiten inspecciones y mantenimiento in situ más seguros.

Si bien la base instalada de aparamenta aislada en gas (GIS) en EE. UU. es menor que la de aparamenta aislada en aire, el mercado de GIS está preparado para un rápido crecimiento en el mercado secundario debido a la creciente demanda del sector de generación vertical, particularmente a medida que se agregan más fuentes eólicas.

Inicialmente, este crecimiento estará impulsado por proyectos totalmente nuevos. Sin embargo, a medida que se prolonga la vida útil de este equipo, los proyectos de reemplazo de instalaciones abandonadas contribuirán significativamente al crecimiento.

Según estimaciones preliminares de PTR Inc., se espera que la base instalada de SIG secundarios experimente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) sustancial de aproximadamente el 10,5% entre 2022 y 2027, superando los ingresos anuales de 245 millones de dólares.

El hexafluoruro de azufre (SF6) se utiliza ampliamente en el sector eléctrico como material aislante debido a sus excelentes propiedades aislantes y de extinción de arco.

A pesar de su eficacia, el SF6 tiene un potencial de calentamiento global (GWP) muy alto y varias regiones han implementado regulaciones para limitar o prohibir su uso en equipos eléctricos. La UE, por ejemplo, ha fijado una fecha límite para eliminar gradualmente la venta de nuevos interruptores que contengan SF6 para 2031.

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En EE.UU., varios estados han introducido iniciativas para restringir el uso de gases con alto PCA, como las regulaciones de California a través de la Junta de Recursos del Aire de California (CARB), que exige la eliminación gradual de nuevas compras de SF6 a partir del 1 de enero de 2025.

Como resultado, PTR Inc. predice que los GIS libres de SF6 seguirán siendo una prioridad para todas las partes interesadas en el mercado de energía renovable, y los OEM seguirán explorando alternativas como el vacío o mezclas de gases inertes para materiales aislantes.

En el mercado estadounidense de aparamenta de media tensión aislada en gas, tres actores clave (Siemens, Schneider Electric y ABB) dominan debido a su amplia gama de ofertas, experiencia en la gestión de operaciones GIS en Europa y su reputación global establecida.

Ormazabal y Hyosung, los únicos jugadores no europeos entre los cinco primeros, también tienen una presencia significativa en el mercado.

Sin embargo, con el respaldo de la Ley de Reducción de la Inflación (IRA), otros fabricantes de equipos originales como Eaton tienen una oportunidad favorable para ampliar su presencia en este mercado.

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Se espera que varias disposiciones de la IRA proporcionen un impulso significativo al crecimiento de la industria de la energía renovable en los EE. UU. a través de diversas disposiciones.

Se espera que los OEM de la industria de aparamenta se beneficien directamente del aumento de la demanda a medida que se desarrollen más proyectos de energía renovable y los desarrolladores reciban créditos fiscales.

Además, se incentivará aún más a los desarrolladores de proyectos de energía renovable en los EE. UU. a adquirir equipos de origen nacional a través de un crédito fiscal adicional, siempre que cumplan ciertos umbrales.

Para calificar para este crédito, el 40% de todos los equipos deben estar fabricados en EE. UU. para proyectos instalados antes de 2025, mientras que los proyectos de energía eólica marina deben tener un 20% de equipos de fabricación nacional. En consecuencia, esto estimulará la fabricación local de GIS de MT.

La industria eólica está preparada para un crecimiento notable en los EE. UU., impulsando la demanda de MV GIS sin SF6. Esta tecnología es particularmente atractiva debido a su combinación ideal de tamaño, costo y capacidad para soportar variaciones de energía asociadas con fuentes de energía renovables, superando a los equipos de conmutación de BT y AT.

Los fabricantes de equipos originales en este campo se beneficiarán no sólo del aumento de la demanda de más parques eólicos, sino también de los incentivos para cambiar algunos procesos de fabricación dentro del país, a medida que los desarrolladores reciban créditos fiscales por adquirir equipos de origen local, como se incentiva a través del Crédito Fiscal a la Inversión (ITC).

En esta industria altamente competitiva, los fabricantes que puedan ofrecer productos que mantengan los niveles más altos de rendimiento óptimo manteniendo al mínimo los gastos de capital, operativos y de mantenimiento surgirán como líderes del mercado en la próxima década, independientemente del OEM.

SOBRE EL AUTOR

Muhammad Usman es analista de Power Grid en PTR y se especializa en análisis de mercado de aparamenta de media y alta tensión. Le apasiona el futuro libre de SF6 y la digitalización en el sector energético y trabaja en estrecha colaboración con los clientes para brindar soluciones efectivas. Tiene una maestría en Ingeniería de Sistemas Energéticos y ha contribuido a las reformas del mercado en el sector eléctrico de Pakistán a través de un proyecto de USAID.