La Agencia Internacional de la Energía define la energía solar como aquella que se puede extraer de la luz solar que llega a la tierra y ser transformada en otras formas de energía útil, como energía térmica o eléctrica.

La luz solar puede ser convertida de manera directa en energía eléctrica, a través de celdas fotovoltaicas o bien en energía calórica a través de equipamiento de concentración solar.

En los sistemas de aprovechamiento térmico, el calor recogido en los colectores solares o concentradores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades como, por ejemplo, obtención de agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para fines de calefacción, aplicaciones agrícolas, y la producción de electricidad a través de un proceso termoeléctrico.

Por su parte, los Paneles Fotovoltaicos, que constan de un conjunto de celdas solares, se utilizan para la producción de electricidad y constituyen una adecuada solución para el abastecimiento eléctrico tanto en áreas rurales como desérticas, que cuentan con un recurso solar abundante. La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede utilizarse en forma directa, o bien ser almacenada en baterías para utilizarla durante la noche.

Fuente: Internacional Energy Agency

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La energía eólica es aquella energía cinética que se encuentra disponible en una masa de aire en movimiento (viento). Según la Administración de Información de la Energía de los EE.UU. esta energía ha sido utilizada por el ser humano desde, al menos, el año 5.000 A.C.

Los aerogeneradores son dispositivos diseñados para transformar la energía cinética del viento en energía eléctrica. Producto de intensas actividades de investigación y desarrollo, su diseño aerodinámico ha tenido importantes variaciones desde sus orígenes a la fecha. En la actualidad, el diseño más común consiste en una turbina de tres palas) montadas sobre una torre. La turbina está acoplada mecánicamente a un generador eléctrico. La cantidad de energía que un aerogenerador puede transformar en electricidad dependerá, además de la velocidad del viento, de la altura de la torre y del largo de sus palas.

Fuente: EIA – U.S. Energy Information Administration

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La bioenergía se define como la energía contenida en la biomasa. La biomasa corresponde a cualquier materia orgánica que esté disponible de manera renovable, tales como residuos de animales, plantas, cultivos o deshechos orgánicos.

Dependiendo de la biomasa que se utilice, la bioenergía puede ser utilizada como energía térmica, a partir de la quema directa, o bien a partir de un proceso de transformación en un combustible gaseoso (biogás) o en un combustible líquido (biocombustible).

Fuente: Agencia Internacional de la Energía

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La Asociación Europea de la Energía Oceánica plantea que hay, al menos, cuatro formas de extraer el contenido energético disponible en los mares: tecnología undimotriz, mareomotriz, de gradiente térmico y de gradiente de salinidad.

La tecnología undimotriz extrae energía del movimiento de las olas, de igual forma, la tecnología mareomotriz aprovecha las mareas o corrientes marinas. Por su parte, la tecnología de gradiente térmico aprovecha las diferencias de temperatura entre la superficie y las aguas profundas, y, por último, está la tecnología gradiente de salinidad.

Chile es un país que tiene más de 4.500km de costa y una tradición naval importante, por lo que se estima que la energía de los mares puede jugar un rol, tanto a nivel de provisión de energía a la red como en aplicaciones descentralizadas. Con el propósito de aprovechar estas ventajas, nuestro país ha estado preparando sus capacidades tecnológicas poniendo en marcha una serie de iniciativas público-privadas, que buscan entender mejor el tipo de recurso de recurso y su disponibilidad en el territorio, evaluar los impactos ambientales y sociales, así como también preparar el capital humano necesario para facilitar la implantación de esta tecnología cuando esta esté en condiciones de competir en el mercado.

Fuente: Ocean Energy Europe

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La energía eléctrica producida a partir de la energía potencial contenida en un volumen de agua ubicado a una cierta altura se denomina energía hidroeléctrica. En Chile, se utilizan generalmente dos tipos de centrales, de embalse y de pasada.

Las centrales de embalse interrumpen el curso normal de un río con el propósito de controlar la acumulación o liberación del agua almacenada, lo que permite gestionar la cantidad de energía producida. Las centrales de pasada desvían momentáneamente una parte del caudal de un curso de agua, con el propósito de dejarla caer sobre una turbina que produce la electricidad. Una vez terminado el proceso, el agua es devuelta al cauce natural.

La energía hidroeléctrica es renovable y su disponibilidad depende principalmente de los ciclos hidrológicos. Es del caso señalar que la Ley General de Servicios Eléctricos, en su artículo 225, define que serán consideradas como Medios de Generación Renovables No Convencionales, aquellas centrales hidroeléctricas cuya potencia conectada sea inferior o igual a los 20 MW.

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La energía geotérmica de alta entalpía es aquella en forma de calor que está disponible bajo la superficie terrestre, a profundidades relativamente bajas, producto de la presencia de magma a alta temperatura.

Una forma de extraer esta energía es aprovechar yacimientos de agua o vapor subterráneo que estén cercanos a la fuente de calor.

El calor extraído en la superficie se utiliza para producir vapor a presión que alimenta a una turbina encargada de la producción de electricidad. Finalmente, en las centrales de ciclo cerrado, el agua es reinsertada al yacimiento con el propósito que absorba nuevamente la energía térmica disponible.

Por su parte, la energía geotérmica de baja entalpía aprovecha las propiedades de aislación térmica de la parte más superficial de la corteza terrestre. A unos pocos de metros bajo tierra, la temperatura se mantiene estable durante el año en algunas decenas de grados Celsius. Con el propósito de aprovechar este fenómeno, se instala un circuito de cañerías bajo tierra, y se hace circular lentamente un líquido caloportador que en la superficie está a temperatura ambiente. Independientemente de cuál sea la temperatura ambiente, el líquido, al circular por las cañerías, equilibra siempre su temperatura con de la tierra. Así, si la temperatura ambiente es menor a la del interior de la cañería, entonces el líquido absorbe temperatura, mientras que, si el ambiente tiene una temperatura superior, entonces baja su temperatura.

Existe una gran variedad de formas para aprovechar la geotermia de baja entalpía, tanto para calefacción, refrigeración y agua caliente sanitaria. Una forma que ha probado ser eficiente es el uso de bombas de calor.

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Los sistemas de almacenamiento de energía no producen energía por sí mismos, sino que permiten absorber energía desde una fuente en un momento determinado, y entregarla en otro momento para su consumo.

Según lo indica el Centro de Sistemas Sustentables, de la Universidad de Michigan, las tecnologías de almacenamiento están siendo desarrolladas, al menos, desde la primera mitad del siglo XIX. No hay una única forma de clasificar los sistemas de almacenamiento, sin embargo, lo más común es hacerlo a partir de la forma de energía que es almacenada. Así, es posible distinguir los sistemas de almacenamiento eléctricos, químicos, electroquímicos, mecánicos, hidráulicos y térmicos.

A la fecha, los sistemas de almacenamiento de energía se han masificado en aplicaciones donde no se requieren altos volúmenes de energía. Sin embargo, la investigación y desarrollo en esta área tomó fuerza, primero con la crisis del petróleo en EE. UU. de los años 70s y, más recientemente, a partir del impulso dado por la industria de la movilidad eléctrica.

Desde la perspectiva de las aplicaciones en la red eléctrica, que requieren grandes volúmenes de energía, los sistemas de almacenamiento más comunes son los de bombeo. Estos emulan la operación de una central hidroeléctrica, ya que utilizan energía eléctrica para bombear grandes volúmenes de agua hacia un depósito ubicado a una cierta altura, almacenando la energía en forma de energía potencial. Para extraer la energía, se deja caer el agua sobre una turbina, la cual está acoplada a un generador eléctrico.

Con los últimos desarrollos tecnológicos, el almacenamiento electroquímico en formas de baterías ha ido aumentando la cantidad de energía almacenable, al mismo tiempo que ha reducido considerablemente sus costos de inversión.

El primer sistema de almacenamiento conectado a la red eléctrica instalado en Chile está en la Subestación Eléctrica Andes, y fue puesto en servicio en 2009.

Fuente: Center for Sustainable Systems (University of Michigan)

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ACERA: “Más participación de renovables en generación es habilitante para un transporte eléctrico”

Reglamentos, modelos de negocio y metas de energías renovables vinculadas a electromovilidad son los temas sobre los que el Director de Estudios de ACERA expone en entrevista con Portal Movilidad.

Las energías renovables y el almacenamiento no dejan de ser cuestiones relacionadas directamente con la electromovilidad. En esta oportunidad, Felipe Gallardo, director de Estudios de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (ACERA), dialoga con Portal Movilidad.

¿Qué rol cumplen las energías renovables en la electrificación del transporte?

Para avanzar en la electrificación de los consumos energéticos de segmentos que actualmente se suministran principalmente a partir de combustibles fósiles, como por ejemplo el transporte, es fundamental disponer de una matriz de generación eléctrica basada en tecnologías renovables libre de emisiones.

De lo contrario, se podría caer en el sinsentido de no suministrar combustibles fósiles directamente a los medios de transporte, pero utilizarlos para generar la energía eléctrica que se proporcionará a los vehículos eléctricos, redundando en un proceso ineficiente y contaminante.

¿Cuánto colabora en el fomento de la electromovilidad que se superen los niveles de generación de energías renovables por sobre las fósiles?

En esta línea, una mayor participación de energías renovables en la generación eléctrica se puede considerar como una de las condiciones habilitantes requeridas para realizar un proceso de transición desde un transporte basado en motores de combustión interna hacia uno basado en la electromovilidad.

¿Bajo qué marco normativo se rigen hoy las ERNC?

La Ley N°21.505, como principal medida, habilita a los sistemas de almacenamiento stand-alone para participar en las transferencias de energía y potencia. En esta línea, más que elaborar un reglamento especifico asociado a esta Ley, se requiere modificar una serie de reglamentos y normas técnicas existentes en función de esta disposición.

Por otra parte, la Ley N°21.505 considera disposiciones que buscan fomentar a los sistemas de almacenamiento a nivel residencial.

Entre ellas, se habilita a los sistemas de almacenamiento que están asociadas a vehículos eléctricos para participar en el segmento Net Billing, el que anteriormente estaba restringido exclusivamente a medios de generación basados en Energías Renovables No Convencionales (ERNC).

Atendiendo al reglamento de la ley de almacenamiento y electromovilidad, ¿qué aspectos observan desde ACERA que no pueden quedar afuera y que impactan directamente en el sector de vehículos eléctricos?

En función de lo anterior, se debiese actualizar el reglamento y la norma técnica del segmento Net Billing, de manera de establecer las condiciones bajo las cuales se producirá la participación de este tipo de sistemas de almacenamiento.

¿Observan que se pueden generar nuevos modelos de negocio en la vinculación entre las energías renovables, el almacenamiento y la electromovilidad?

Los sistemas de almacenamiento se caracterizan por su naturaleza multiservicio, es decir, tienen la capacidad de realizar prestaciones en los distintos mercados en los cuales se organiza nuestra regulación, siendo probablemente los más relevantes: energía, potencia, servicios complementarios y transmisión.

Desde la perspectiva del mercado de energía, los sistemas de almacenamiento permitirían gestionar la energía de centrales con recursos variables (como por ejemplo centrales solares fotovoltaicas y eólicas), permitiendo inyectar dicha energía en diferentes momentos del día, incluso en aquellas horas en donde no está presente el recurso primario de generación.

¿En qué contribuirían?

Esta medida contribuiría a evitar los recortes/vertimientos de energía ERNC y disminuir la exposición a Costo Marginal cero que algunos de los titulares de este tipo de centrales experimentan en la actualidad.

¿En la potencia ocurre igual?

En el mercado de potencia de suficiencia ocurre algo similar, ya que los sistemas de almacenamiento permiten realizar gestión de la energía, de manera de que esta pueda ser inyectada al sistema en aquellas horas en las cuales existe un mayor riesgo de que la demanda eléctrica no puede ser satisfecha.

¿Y en la electromovilidad?

Por otra parte, en el caso de que aumente la penetración de la electromovilidad, dicho parque automotriz constituirá una demanda eléctrica relevante, la cual podría ser gestionada, de manera de que no realice la carga de este tipo de vehículos en aquellas horas más críticas para el sistema.

¿Con la transmisión qué ocurre?

Respecto al segmento de transmisión, un sistema de almacenamiento permite maximizar el nivel uso de la infraestructura existente, ya sea mediante sistemas de almacenamiento de larga duración que acumulen grandes volúmenes de energía eléctrica durante horas de congestión para posteriormente ser inyectada al sistema cuando exista capacidad de transmisión disponible, o bien, mediante sistemas de almacenamiento de corta duración que permitan implementar sistemas de control de transferencias sobre las líneas de transmisión existentes.

En definitiva, ¿cómo colaborarían los servicios complementarios en la electromovilidad?

En cuanto a los Servicios Complementarios, los sistemas de almacenamiento podrían realizar prestaciones en servicios de balance como, por ejemplo, control de frecuencia, y en gestión de demanda.

En esta línea, probablemente el principal desafío para viabilizar la participación de la electromovilidad en este tipo de mercados es disponer de segmento de vehículos eléctricos relevante en cuanto a su tamaño, que esté dispuesto a coordinarse para otorgar este tipo de prestaciones.

¿Creen que estará listo el sistema y mercado de las energías renovables para alimentar un parque vehicular cada vez más eléctrico?

Una de las metas que se ha establecido el país, en el marco de la crisis climática, hace referencia a lograr la carbono neutralidad hacia el año 2050, objetivo que podría incluso cumplirse antes de lo previsto, conforme se concreten oportunamente las condiciones habilitantes necesarias para ese fin.

En ese sentido, es relevante destacar el importante crecimiento que ha experimentado la industria ERNC durante los últimos años y, en particular, su participación en la matriz de generación eléctrica del país, alcanzando un 33% del total de generación eléctrica durante 2022.

¿Cómo observan el escenario en este sentido?

Si bien se proyectan escenarios favorables para el desarrollo de la industria renovable dentro de los próximos años, para poder alcanzar las metas propuestas es necesario disponer de una serie de condiciones habilitantes que permitan transitar hacia un matriz energética libre de emisiones.

Probablemente la más relevante sería la electrificación de consumos energéticos, que actualmente son provistos por fuentes fósiles (climatización, transporte, procesos industriales, etc.), toda vez que en primer lugar se descarbonice la matriz eléctrica de generación.

Entonces, ¿cómo avanzar en la electrificación de consumos?

Para avanzar con este último punto, es necesario disponer de un marco regulatorio que contenga las señales de certidumbre e incentivos correctos para el óptimo desarrollo de nuevas inversiones en centrales renovables y sistemas de almacenamiento, la construcción oportuna de infraestructura de transmisión y las adecuadas políticas para la operación del sistema, entre una serie condiciones clave que propone el Estudio encargado por ACERA “Análisis y propuesta de una Ruta de Referencia para alcanzar cero emisiones en el sector de Generación de Energía Eléctrica en Chile”.

Si la industria no cuenta con las condiciones necesarias de forma oportuna, será difícil cumplir las metas que Chile se ha propuesto.

Fuente: Portal Movilidad

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