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 26-06-2020
Cámara Minera de Chile realizó Webinar sobre Hidrógeno Verde con la participación de Patricia Darez

La Cámara Minera de Chile, en el marco de sus ciclos de seminarios virtuales realizó el webinar: “Hidrógeno Verde, el futuro”, que nuevamente contó con una importante audiencia y en la que los expositores destacaron la importancia que tiene en el mundo actual.

En la ocasión, el Presidente de la Cámara Minera de Chile, Manuel Viera, dijo que la gremial a la que representa está interesada en generar conversaciones en torno a los temas de importancia en la actualidad y, especialmente aquellos que pueden aportar para tener una minería más amigable con el medio ambiente, como es el caso del hidrógeno verde.

Los expositores encargados de dar vida a este encuentro fueron el abogado Gastón Fernández; Carlos Barría, del Ministerio de Energía; la Directora de Acera, Patricia Darez; Erwin Plett, H2 Chile, Colegio de Ingenieros de Chile y Marco Vaccarezza de Fraunhofer Chile.

La presentación de Gastón Fernández, entregó información sobre el vector energético que causó la peor crisis económica y social al país y que puede transformarse en el impulsor de una nueva era de desarrollo; además realizó un análisis del incompleto marco jurídico regulatorio vigente, esto en su presentación titulada: “H2 su origen científico e histórico, marco jurídico y proyección para chile y el mundo”.

En tanto, Carlos Barría, jefe de dos Divisiones en el Ministerio de Energía a cargo de la estrategia de hidrógeno, carbono neutralidad, los estudios de planificación y procesos de definición de la política energética del país, se refirió a la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde. Ocasión en la que describió la motivación del Estado para desarrollarla, enfatizando en los objetivos de cambio climático, desarrollo económico y social del país, entre otros.

A continuación la Directora de la Asociación Chilena de Energía Renovables y de Almacenamiento, Acera, Patricia Darez, centró su ponencia en “Energías Renovables: La clave del éxito para el Hidrógeno Verde”.

Luego, Marco Vaccarezza, Gerente de Desarrollo de Negocios en Sistemas de Energía Solar, en Fraunhofer Chile Research – Cset, se refirió al “hidrógeno verde: tecnología y proyectos en Alemania, perspectivas y oportunidades para la minería chilena”, donde dio a conocer algunos ejemplos del uso de hidrógeno.

Cerró el ciclo de presentación, Erwin Plett, presidente de la Comisión de Energía del Colegio de Ingenieros de Chile A.G. y socio de H2 chile, con su ponencia titulada “Hidrógeno Verde: “El oxígeno para la minería?

Respecto al hidrógeno Verde, la directora de Acera, Patricia Darez dijo que “es una pieza clave en el proceso de transición energética a emisiones netas cero de CO2, puesto que hay actividades que van a ser difíciles de electrificar como, por ejemplo, transporte marítimo o aéreo, camiones mineros (dumper) o procesos industriales. El H2 verde además nos ofrece la posibilidad de integrar un porcentaje de energías renovables mucho mayor pudiendo entregar energía limpia las 24h del día y sin comprometer la estabilidad del sistema”.

En tanto al consultar a Erwin Plett, de H2 Chile, de la Asociación Chilena del Hidrógeno, Colegio de Ingenieros de Chile, por los beneficios que puede aportar al sector minero, señaló que La minería es uno de los grandes consumidores puntuales de energía en el país. “Por ejemplo, en la minería del cobre sólo la mitad recae en electricidad y la otra mitad son combustibles fósiles (90% Diesel). Aunque usemos electricidad 100% renovable en minería nos queda descarbonizar la otra mitad de la energía utilizada, y es allí donde el Hidrógeno Verde puede ayudar”.

Plett agregó que se trata de grandes cantidades de combustibles fósiles pero muy concentrado en muy pocas estaciones de recarga. “Es decir, con muy pocas “hidrolineras” se puede distribuir masivamente el Hidrógeno Verde, y hacer posible la producción de p.ej. cobre verde, un producto premium para la electromovilidad”.

Respecto a los beneficios que el hidrógeno Verde puede aportar al país, Marco Vaccarezza, de Fraunhofer Chile, precisó que tiene muchas ventajas. “Dado que tenemos gran cantidad de energía solar, podríamos producir grandes volúmenes de hidrógeno a bajos costos, generando una nueva industria y ayudando a descarbonizar nuestra matriz energética. Puede combinarse o reemplazar gas natural y diesel en calderas y otros usos térmicos, puede ser una fuente de almacenamiento de energía eléctrica en combinación con baterías y almacenamiento hidráulico, puede ser utilizado en transporte (una vez que estén disponibles vehículos eléctricos que operen mediante celdas de combustibles)”.

Agregó que puede ser utilizado como insumo para otros procesos industriales: en refinerías, fundiciones, para producción de amoniaco (fertilizantes, explosivos industriales). La ventaja es que en todos estos usos, el hidrógeno no genera emisiones de gases de efecto invernadero, luego puede ser un pilar fundamental en la descarbonización de la economía.

“El hecho de contar con energía solar abundante y barata además permite que potencialmente produzcamos grandes cantidades de hidrogeno a gran escala, abasteciendo nuestro consumo interno y también exportando. Muchos países industrializados, como Alemania y Japón, ya están definiendo planes concretos para convertir sus economías hacia el uso de hidrógeno, y no tienen capacidad para producir toda su necesidad internamente, luego deberán importar, y buscarán proveedores excedentarios como Chile. Es una gran oportunidad de negocio para el país”, dijo Vaccarezza.

Finalmente el Presidente de la Cámara Minera de Chile agradeció el gran interés que han suscitados los diversos webinar que se han realizado y destacó la importancia del Hidrógeno Verde, pensando en el sector minero y todas las áreas productivas en las que se podría emplear, lo que será un gran aporte para el país, siempre pensando en la descarbonización e incluso se refirió a la posibilidad de industrializar nuestros minerales. “Se cuenta con un capital intelectual en el país que hay que aprovecharlo, como también hay que buscar las fuentes de financiamiento”.

Fuente: Cámara Minera de Chile

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