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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Actualidad

Publicado el 29-03-2021
Biministro Jobet: “Nos hemos propuesto a 2030 producir el hidrógeno verde más barato del planeta”

“Nuestras estimaciones nos muestran que con menos del 1% del agua que hoy día usa la minería en sus procesos, podría producirse todo el hidrógeno que necesita para reemplazar el 100% del diésel que ocupa en sus camiones y equipos”, resaltó el secretario de Estado.

La importancia del hidrógeno verde, y las oportunidades que representa para Chile este combustible fueron los tópicos que marcaron el inicio de la nueva temporada del Networking “Club de la Minería” Online Series 2021, que organiza la Asociación de Proveedores Industriales de la Minería (Aprimin).

La actividad se inició con las palabras de Philippe Hemmerdinger, presidente de la gremial, quien se refirió a la gestión de la asociación en pro del desarrollo de la industria minera, destacando los esfuerzos que las diversas compañías están llevando a cabo para garantizar la continuidad operacional del sector minero.

Por su parte, Sergio Hernández, director ejecutivo de Aprimin, hizo una revisión de las diversas acciones que ha llevado a cabo la gremial, como la planificación de la Asociación para este año, su relación con las autoridades del sector, y en entregar su visión ante temas que generan inquietud en la industria, como es el caso del proyecto de ley royalty minero.

A continuación, el biministro de Energía y Minería, Juan Carlos Jobet, se refirió a los beneficios y oportunidades que ofrece el hidrógeno verde, al ser un combustible que se puede producir a partir de agua y energía, reemplazando los combustibles fósiles en transporte, industria y edificación.

La autoridad comentó que el hidrógeno verde requiere relativamente poca agua para producirse. “Nuestras estimaciones nos muestran que con menos del 1% del agua que hoy día usa la minería en sus procesos, podría producirse todo el hidrógeno que necesita para reemplazar el 100% del diésel que ocupa en sus camiones y equipos”, resaltó.

Junto con aseverar que la estimación de distintos bancos es que al año 2050, éste puede ser un mercado de US$2,5 trillones, haciendo hincapié en que “el costo de producción depende principalmente del costo de la electricidad, y por eso Chile tiene un potencial tan grande”.

Posición privilegiada

En el marco de su presentación, la autoridad mencionó que un estudio de la consultora McKinsey & Company muestra que Chile sería a 2030 el único país con un costo de producción de hidrógeno menor a US$1,5/kg.

“Esperamos que a 2030 Chile esté produciendo hidrógeno a US$1,3/kg en Magallanes, a US$1,4 en el norte, y a alrededor de US$1,8 en la zona central”, detalló.

Además, aseguró que “el costo de producción en Chile es tan bajo que más que compensa la desventaja relativa que tenemos por distancia (respecto a los mercados compradores). La ventaja que sacamos en costos de producción nos permite más que compensar la desventaja que tenemos porque estamos más lejos de los mercados de Asia o Europa”.

“Nuestra geografía nos ayuda porque podemos exportar a través del Océano Pacífico, desde el norte, a los mercados de Asia y la costa oeste de Estados Unidos; y por la Patagonia a los mercados de Europa y la costa este”, indicó.

Aplicaciones en la industria

En su intervención en la actividad organizada por Aprimin, la autoridad señaló que “nos hemos propuesto a 2030 producir el hidrógeno verde más barato del planeta y ser uno de los tres mayores exportadores de hidrógeno verde y sus derivados al año 2040”.

“Creemos que el hidrógeno va a tener un rol central en hacer más verde, reducir la huella de carbono de otras industrias. La minería por ejemplo tiene plena conciencia de que cada día más debe reducir su huella de carbono para ser competitiva en los mercados internacionales, es una presión que está recibiendo de sus clientes, pero también de sus inversionistas, y de muchos otros actores relevantes”, indicó.

Además de resaltar que “en la demanda local vemos potencial en distintas industrias, en el uso de hidrógeno en las refinerías, en la producción de amoniaco, que es por ejemplo un insumo para los fertilizantes, los explosivos, en transporte, en camiones mineros, en las redes de gas, porque entre paréntesis, el hidrógeno se puede inyectar en las redes de gas natural, para ser usado en las industrias y en los domicilios”.

Fuente: Revista Electricidad

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