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: proyectos de generación a diésel no tienen justificación en sistema eléctrico

Carlos Finat, director ejecutivo del gremio, señala a ELECTRICIDAD que este tipo de iniciativas tendría un impacto «marginal» en la estabilidad y seguridad del suministro.

Una crítica a los proyectos de generación de respaldo que usan la tecnología diésel y que entrarían en operaciones durante este año, sumando 550 MW de capacidad instalada, realiza la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera A.G.), debido a que estiman que es contraproducente al proceso de descarbonización que se impulsa en el país, además de estimar que dichas iniciativas no se justifican en el sistema eléctrico.

Carlos Finat, director ejecutivo de la asociación gremial, sostiene a ELECTRICIDAD que estos proyectos de respaldo también tendrían un impacto marginal en la estabilidad y seguridad en la operación del sistema eléctrico.

Justificación

¿Cómo ven en Acera la puesta en marcha de proyectos de generación a diésel que entrarían en operaciones este año?

La preocupación principal es que son proyectos innecesarios, que no tienen justificación desde el punto de vista de las necesidades del sistema eléctrico. Obedecen más bien a una oportunidad de negocio legítima del suministro, pero que en la práctica no van a prestar un servicio.

¿Cómo se puede entender que en la práctica no será efectivo el servicio por potencia?

Esas unidades tienen un costo variable de operación muy alto, justamente por operar con diésel. Entonces estarían disponibles para el sistema cuando eventualmente se requiera anteponer una falla, o por la recuperación de servicio cuando el sistema se va en blackout. Hay que tomar en cuenta que el sistema hoy en Chile tiene una sobre instalación, donde hay un margen de seguridad y de reserva muy importante. Hay motores instalados, por lo que te preguntas cuánto aportan a la seguridad del sistema y, en ese contexto, estimamos que su aporte es marginal.

¿Hay una cuantificación de que tan marginal podría ser?

No. Eso requiere un análisis bastante matemático que lamentablemente no se hace, porque si se hiciera saldría a la vista.

¿Qué tan contraproducente son estos proyectos en el marco de descarbonización?

Tiene un efecto inmediato, y es que esas centrales que en la práctica son remuneradas solo por potencia, diluyen la bolsa de potencia que se paga en el año entre más centrales. El monto que se paga por potencia en el año es un monto que está determinado por la regulación. Si hay más centrales que optan a ese pago, el pago que reciben las centrales individualmente es más bajo, lo cual está bien, pero estamos viendo que estas centrales que entran a competir son innecesarias, por lo que podrían entrar a operar proyectos limpios. Entonces ahí es donde se genera un desincentivo, mientras más potencia instalada hay, menos es el pago unitario por potencia.

Se argumenta que tipo de proyectos entregarán estabilidad y seguridad al suministro eléctrico.

Es marginal, es muy discutible, no hay una matemática de eso, pero el coordinador que es un organismo llamado a levantar las alertas en caso de que el sistema no cumpla con la normativa de seguridad, no ha permitido ningún documentos, en el cual se diga que se necesitan este tipo de centrales. Si se ve el plan con que la CNE hace las estimaciones tarifarias, no aparecen estas centrales. Entonces, nadie con una visión sistémica está diciendo que se necesitan. Ellos son agentes privados y están en toda la libertad de hacerlo, pero creo que eso obedece a una falla a la regulación actual que no limita el pago a la cantidad necesaria, que se justifica económicamente eficiente en este tipo de centrales, sino que admite que se vayan instalando todas las centrales que uno quiera.

¿Esto se relaciona con el futuro reglamento de transferencia de potencia que se está viendo en el ministerio de Energía?

Así es. Por eso, lo que nosotros estamos planteando es que se vaya a un pago de remuneraciones de potencia eficiente, en la cual se tomen en consideración la eficiencia económica como la ambiental.

A nivel internacional ¿conoce algún estudio que afecte a la carbono neutralidad este tipo de centrales?

El factor de emisiones de diésel por MWh son relevantes, siendo las más altas generadas. Si una central a gas natural emite 117 libras de CO2 por unidad de energía, una central diésel emite 161,3 libras de CO2 por unidad de energía, es decir, casi un 50% más.

Si se ven las declaraciones de impacto ambiental, estos proyectos dicen que van a operar, en lo peor de los casos, unos cientos de horas al año, porque son tan caras que, en operaciones habituales, prácticamente no salen despachadas y solamente se requerirían cuando haya una falla mayor, pero -si no estuvieran- tampoco los resultados de recuperación de servicio van a ser tanto peores.

¿Cómo ve el futuro escenario en caso de posibles fallas o restricciones, para que puedan entrar a operar este tipo de respaldos?

Si se presenta una falla intempestiva, como la salida de una central grande que tiene que ser remplazada rápidamente, el sistema opera con reservas en giro. Se define con un estudio económico que hace el Coordinador Eléctrico Nacional y, en ese caso, no se despachan esas centrales, sino que se despachan centrales a carbón más caras, o a gas. Esto se necesita solo cuando el costo es muy alto, como es el caso de un blackout parcial o total.

Fuente: Revista Electricidad

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