Discover 100 inspiring solutions to climate issues sourced from all over the world !

Urban Windmills

Blowing Hot and Cold

After years of strong growth, the Spanish market for small wind turbines is in the doldrums, stalled by declining government support and kilometers of red tape. Technological innovation is one way to get windmills moving again.

Denisse Cepeda, Cinco Días (Spain) 


Read more on Les Echos (in French) or on Cinco Dias (in Spanish).


Cinco Dias
Denisse Cepeda

Imagine you’re on vacation in Madrid and your cell phone battery dies while you are out seeing the sights. Not to worry, throughout the city, there are small wind turbines about two meters high and similar to portable fans that serve as handy recharging stations. This scenario is not yet a reality, but it could be if the Spanish market for small wind turbines gets moving again. The technology already exists.

“The potential for small wind turbines is enormous,” said Juan de Dios Bornay, CEO of the Alicante-based company Bornay, a pioneer in harnessing wind power since 1970. The company produces 800 small turbines annually; its various models (600 – 6,000 watts) are designed for homes that are not connected to an electricity grid as well as for powering telecommunications towers and water pumps.

Bornay has 6,000 installations in 50 countries, with overseas sales accounting for some 40 percent of the company’s €6 million turnover. That percentage looks set to increase: This year, Bornay opened a branch in the United States. “There are a number of states that are taking a major stake in renewable energy and are providing financial support, with flexible funding and tax breaks linked to investments,” said Bornay.

According to the World Wind Energy Association, there were almost a million small wind turbines installed around the world at the end of 2015, with a combined capacity of 945 MW. China accounted for 43 percent of global capacity, followed by the USA (25 percent) and UK (15 percent). A report by Research and Markets predicted this industry would grow by 20 percent between 2016 and 2022. Spanish companies, which export technology worth €2.9 billion annually, are going after this new business.

Growth in their home market, however, has slowed after years of robust growth. According to the Asociación Empresarial Eólica (Wind Power Business Association), wind energy accounts for nearly 20 percent of all electricity in Spain (23,026 MW capacity at the beginning of 2017), and the sector employs 22,468 people. These figures would have been higher were it not for the 2013 government reforms that cut subsidies and guaranteed revenues to Spain’s energy sector—hitting renewables particularly hard.

These reforms put the brakes on the 2011-2020 Strategic Renewable Energies Plan, which had predicted that as of 2015, some 20,000 small wind turbines (between 1.5 and 3 kW) would be installed annually. Julio Amador, head of the Masters program in Renewable Energy and the Environment at the Polytechnic University of Madrid (UPM), estimates that currently, only about 9,000 are installed in the entire country.

In terms of capacity, the Plan had anticipated 35,750 MW by 2020, up from 20,676 MW in 2010. But from 2011 to 2015, only 2,360.5 MW of new wind capacity were installed—and none at all were added in 2015.

The situation is further aggravated by excessive red tape, including the need for numerous permits from regional and national authorities. What’s more, the process is just as complex for small-scale projects as it is for large-scale ones. “You should be able to have an installation like ours up and running in three months,” said Bornay. “But the reality is that, after a year and a half, you’re still running around from one government office to another.”

Another difficulty is production costs. “It’s a vicious cycle: When there’s no demand, no market, you can’t scale up,” Bornay said. Wind turbines cost about €5,000 euros per kW. That means that if you want to meet the electric demands of your home with a small wind turbine, the total cost will be €15,000, given that you’ll probably need 3kW. If the 2011-2020 Strategic Renewable Energies Plan had been carried out as intended—without the 2013 cuts to subsidies and guaranteed revenues—the cost would likely have come down to approximately €1,900 per kW by now.

Bornay has realized that for the time being, the only way to make wind power more affordable is through innovations that will reduce production costs and increase efficiency. For the past three years, he has been working on an ambitious project known as I+D. With funding from the Center for the Development of Industrial Technology (CDTI) and input from the Polytechnic University of Valencia, he has developed a wind turbine that is in the testing phase. “Our goal is to reduce labor and production costs by 70 percent, increase efficiency by 20 percent at low wind speeds, and work within an urban environment,” said Bornay. “We are shooting for installation costs of €2,000 to €2,500 per kW.”

Polytechnic University of Madrid’s Julio Amador said the real potential for small wind turbines lies in cities. “Vertical axis wind turbines can be more useful for buildings. An example is the Sacyr company’s building en Paseo de la Castellana.” Luxury hotels and landmark buildings are other possible markets. For now though, small wind turbines in Spain are used mostly for water pumps in agricultural areas, usually as a hybrid system with photovoltaic power or, to a lesser extent, to supply power to the grid through mini parks. But even their growth will be limited, said Amador, due to strong competition from solar energy which has experienced an ongoing drop in price.

Wind power still holds great appeal as a clean renewable energy source, and technological advances are beginning to address the lingering problems of unpredictable wind speeds, noise, vibrations and high production costs. All that is needed to get the Spanish market growing again is better financial and regulatory support—the type manufacturers such as Bornay are beginning to enjoy in overseas markets.

Vous êtes en vacances à Madrid. La batterie de votre téléphone mobile défaille au moment où vous visitez les sites touristiques. Aucun souci : la ville regorge de petites turbines éoliennes de près de deux mètres de haut qui fonctionnent comme ces ventilateurs utilisés pour recharger les téléphones portables. Ce scénario encore imaginaire pourrait se réaliser si le marché espagnol des petites turbines éoliennes redémarrait. La technologie existe déjà.

Selon Juan de Dios Bornay, directeur de Bornay, une société pionnière dans l’exploitation de l’énergie éolienne, « Les petites turbines électriques représentent un gisement énorme ». Fondée en 1970, l’entreprise située à Alicante fabrique 800 petites turbines par an. Ses nombreux modèles (600 à 6 000 watts) conviennent aux habitations raccordées à aucun réseau électrique ainsi qu’aux tours de télécommunications et aux pompes hydrauliques génératrices d’électricité.

Bornay exploite 6 000 installations dans 50 pays, les exportations représentent près de 40 % des 6 millions de son chiffre d’affaires – un pourcentage qui semble voué à augmenter. Cette année, Bornay a ouvert une filiale aux États-Unis. « De nombreux états s’engagent résolument dans la voie des énergies renouvelables et les soutiennent au moyen de financements souples et d’avantages fiscaux liés aux investissements », commente le dirigeant.

D’après l’Association mondiale de l’énergie éolienne (World Wind Energy Association), on recensait presque un million de petites turbines éoliennes dans le monde à la fin de l’année 2015, pour une capacité combinée de 945 MW. La Chine représentait 43 % de la capacité totale, suivie des États-Unis (25 %) et du Royaume-Uni (15 %). Pour ce secteur d’activité, un rapport de Research and Markets tablait sur 20 % de croissance entre 2016 et 2022. Les entreprises espagnoles, fortes d’exportations technologiques estimées à 2,9 milliards d’euros chaque année, profitent de cette nouvelle manne.

Or, après des années de croissance solide, l’activité de leur marché domestique a ralenti. D’après l’Association espagnole d’entreprises du secteur de l’éolien Empresarial Eólica, l’énergie éolienne représente près de 20 % de l’ensemble de l’énergie en Espagne (soit 23 026 MW de capacité début 2017), et le secteur emploie 22 468 collaborateurs. Ces chiffres auraient été plus élevés, si le gouvernement n’avait pas lancé les réformes de 2013 qui ont supprimé les subventions et les revenus garantis du secteur espagnol de l’énergie – touchant de plein fouet les énergies renouvelables.

Ces réformes ont mis un frein au Plan stratégique pour les énergies renouvelables 2011-2020. Chaque année et jusqu’en 2015, celui-ci prévoyait l’installation de près de 20 000 petites turbines éoliennes (entre 1,5 et 3 kW). Julio Amador, responsable du master spécialisé dans les énergies renouvelables de l’Université polytechnique de Madrid, estime qu’aujourd’hui, seules quelque 9 000 turbines ont été installées sur l’ensemble du territoire espagnol.

Le plan visait 35 750 MW de capacité installée d’ici 2020, plus de 20 676 MW en 2010. Or, de 2011 à 2015, seuls 2 360,5 MW de nouvelles capacités de production d’énergie éolienne ont vu le jour – aucun en 2015.

L’excès de bureaucratie participe à l’aggravation de la situation, notamment la nécessité d’obtenir de nombreux permis auprès des autorités régionales et nationales. De plus, les projets, de faible comme de large envergure, se heurtent à la même complexité. Juan de Dios Bornay s’impatiente « Vous devriez pouvoir mettre en route une installation telle que la nôtre en trois mois », puis ajoute « En réalité, au bout d’un an et demi, vous êtes toujours ballotté d’un bureau à un autre ».

Autre difficulté : les coûts de production. « C’est un cercle vicieux : quand il n’y a pas de demande, pas de marché, vous ne pouvez pas croître », déplore Juan de Dios Bornay. Le coût des turbines éoliennes s’élève à près de 5 000 € par kW. Pour satisfaire la consommation d’une habitation équipée d’une petite turbine éolienne, pour un besoin estimé à 3 kW, il faudra débourser 15 000 €. Si la mise en œuvre du Plan stratégique pour les énergies renouvelables 2011-2020 avait suivi son cours initial – sans la suppression des subventions et des revenus garantis en 2013 –, ce coût aurait probablement baissé et avoisinerait aujourd’hui les 1 900 € par kW.

Pour le dirigeant de Bornay, à l’heure actuelle, l’unique moyen d’infléchir le prix de l’énergie éolienne est de poursuivre les innovations en vue de réduire les coûts de production et d’améliorer l’efficacité. Ces trois dernières années, il a participé à un projet ambitieux baptisé I+D. Avec un financement du Centre de développement des technologies industrielles (CDTI) et le soutien de l’Université polytechnique de Valence, il a mis au point une turbine éolienne aujourd’hui en phase de test. « Nous souhaitons réduire les coûts de laboratoire et de production de 70 %, augmenter l’efficacité de 20 % à faible vitesse de vent et améliorer le fonctionnement en milieu urbain », annonce-t-il. « Nous visons des coûts d’installation de 2 000 € pour un prix de 2 500 € par kW. »

Julio Amador de l’Université polytechnique de Madrid affirme que les villes abritent le véritable potentiel des petites turbines éoliennes. « Les turbines éoliennes à axe vertical conviennent parfaitement aux immeubles, comme celui de la société Sacyr dans le Paseo de la Castellana». Hôtels de luxe et bâtiments de prestige offrent une multitude d’autres débouchés. Or, à ce jour, les petites turbines éoliennes sont surtout utilisées dans les zones agricoles pour approvisionner les pompes hydrauliques, en général sous forme de systèmes hybrides combinés à l’énergie photovoltaïque ou, dans une moindre mesure, pour fournir de l’électricité au réseau par le biais de mini-parcs. Mais pour Julio Amador, leur croissance elle aussi devrait rester modeste, à cause de la concurrence féroce de l’énergie solaire, dont les prix ne cessent de baisser.

Source d’énergie renouvelable propre, l’énergie éolienne continue d’exercer une forte attractivité, et la recherche en matière d’innovations commence à prendre en compte les problèmes qui subsistent : difficulté à prévoir la vitesse du vent, bruit, vibrations et cherté de la production. Pour retrouver le chemin de la croissance, il manque encore au marché espagnol un meilleur soutien financier et réglementaire – des vents favorables qui, sur les autres marchés, commencent à porter les fabricants d’éoliennes, comme la société Bornay.

Call for projects
Share an innovative solution!
Are you a project leader/business tackling climate issues? Do you offer an innovative solution with a strong social impact?
Through Solutions&Co your project/business could gain international coverage, bringing you new audiences, thanks to publication in leading economic media. Tell us about your initiative so we can consider it for the next edition of Solutions&Co!

Nous utilisons des cookies pour optimiser votre expérience en ligne. En poursuivant votre navigation sur ce site, vous acceptez l’utilisation de ces cookies. Plus d'informations

Accepter les cookies vous assurent une navigation optimale sur le site. Si vous continuez de naviguer sur ce site sans changer les paramètres des cookies ou en cliquant sur "j'accepte" vous consentez à leur utilisation.