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 18-06-2020
Camino a una minería “más verde”: energía renovable representará 45% del consumo a 2023

Según cifras del Ministerio de Minería, en tres años más casi la mitad del consumo eléctrico del sector minero mantendrá una fuente renovable. Una buena noticia para el medio ambiente, ya que es el segundo sector más consumidor de energía después del transporte. Para los expertos, se trata de algo relevante, no exento de desafíos, que permitirá darle mayor legitimidad social a un sector vital para nuestra economía, además de un valor agregado para los compradores que busquen adquirir cobre con mayor responsabilidad ambiental.

Reemplazar fuentes de energías fósiles por renovables como una forma de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y llegar a la carbono neutralidad en 2050. Ese es el principal desafío que distintas empresas mineras del país han tomado de manera personal y que busca que en tres años más, el 45% del consumo eléctrico del sector provenga de una fuente renovable.

‘Si uno hace un orden de quiénes son los sectores que más consumen energía y, sobre todo, energía que genera emisiones de gases de efecto invernadero, después del sector transporte, que es casi puro fósil, en segundo lugar está la minería en lo que podemos llamar como un sector que por consumir ciertos tipos de energía genera gases de efecto invernadero. Entonces, lo que haga la minería es muy relevante a nivel de consumo energético del país’, dice Claudio Seebach, presidente ejecutivo de Generadoras de Chile.

Hoy, la incorporación de energías renovables en el sector minero alcanza los 13 TWh/año al año, lo que mitigaría 5,27 millones de toneladas de Co2 al año. Las empresas que actualmente tienen los mayores contratos de suministro de energías renovables son Escondida, Spence y AngloAmerican. ‘La incorporación y licitación de 13 TWh/año de energías renovables por parte de las mineras es una muy buena noticia para el país, ya que esto equivale aproximadamente al 25% del consumo de energía residencial que tuvo Chile en 2018, según el último informe del uso de energía de los hogares del Ministerio de Energía. Es decir, es el consumo energético de unas 1.608.000 viviendas, si se considera que en promedio cada hogar consumió 8.083 kWh/año’, señala el ministro de Minería Baldo Prokurica.

Que la minería comience a incorporar fuentes renovables de energía no es algo de larga data. Hasta hace poco, las energías sostenibles eran más caras que las tradicionales, pero con los avances tecnológicos se ha logrado hacerlas más competitivas. ‘El potencial de energía renovable que tenemos en Chile permitiría abastecer una demanda eléctrica 70 veces más grande que la actual. Avances importantes como este en la minería demuestran que es posible aprovechar estos increíbles recursos renovables para reemplazar fuentes de emisiones contaminantes con una alternativa local, sin emisiones y de alta competitividad’, afirma el ministro de Energía Juan Carlos Jobet.

Este avance trae también beneficios en otros ámbitos. ‘Una mayor contratación de energía proveniente de fuentes renovables gatilla un círculo virtuoso, al estabilizar los ingresos de dichas plantas, hacerles por tanto más barato el financiamiento y, con ello, impulsar su mayor presencia en la matriz energética’, señala Nicole Porcile, socia de Anagea Consultores.

Expertos añaden que junto a los beneficios medioambientales, hay económicos. ‘El uso de energía renovable en los procesos productivos mineros permitirá transformar el cobre chileno en un cobre ‘más verde’, el que será cada vez más valorado en los mercados internacionales. En segundo lugar, se reducen los contaminantes locales, mejorando la calidad de vida de los trabajadores. En el caso del hidrógeno, un camión minero puede consumir 2.000 kg de diésel al día, mientras que podría realizar el mismo trabajo con menos de 300 kg de hidrógeno. Por último, un mayor uso de fuentes renovables permite transformarnos en un país más independiente en términos energéticos y tener una estructura de costos más estable y de suministro local seguro’, añade Jobet.

Un cobre ‘más verde’ será para Carlos Finat, director ejecutivo de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera), un atributo diferenciador en el largo plazo: ‘Creemos que pronto los consumidores de minerales van a comenzar a diferenciar estos commodities según su huella de carbono, privilegiando aquellos con menor impacto. Chile está en la mejor posición para exportar cobre y otros minerales ‘verdes’, con muy bajas emisiones asociadas a su extracción y refinación’.

Desde el Ministerio de Minería concuerdan: ‘Chile ha sumado metodologías para medir la trazabilidad de sus metales en el marco de la cadena de suministro o abastecimiento responsable. Es aquí donde el país tiene una gran oportunidad, ya que a nivel mundial las empresas están interesadas ya que les asegura un producto final de calidad y que se elabora bajo adecuadas condiciones laborales y socioambientales. Por tanto, garantizar esto nos hace más competitivos en la industria mundial, sobre todo con los países que son nuestros principales compradores como China, Japón, EE.UU. y Europa’, indica Prokurica.

Daniela Desormeaux, socia de SignumBOX Inteligencia de Mercados, agrega que la trazabilidad es relevante en términos de huella de carbono medida en todo el proceso: ‘El propósito principal por el cual los países se han propuesto ambiciosos objetivos en relación a la electromovilidad es reducir las emisiones de gases con efecto invernadero por parte del sector transporte (responsable de entre un 15% a 20% de las emisiones globales de Co2); sin embargo en este contexto no solo es relevante cuánto Co2 emite el vehículo, sino que cuánto se emitió en la producción y fabricación de todos sus componentes, incluyendo el cobre, es decir, la huella completa. Este concepto va más allá: tiene que ver con la trazabilidad completa de los materiales y componentes, que además considera el consumo de agua y temas relacionados con el entorno’.

Desafíos en el área

La incorporación de energías renovables no está exenta de retos. ‘Son dos los grandes desafíos que tendrá la minería en los próximos años con respecto al uso de la energía. El primero será alcanzar el 100% de uso de fuentes limpias y renovables, no solo en lo que se refiere a energía eléctrica sino también en lo relacionado con sus procesos térmicos (…) El segundo desafío es reducir el uso de diésel al mínimo y sustituirlo por electricidad limpia o hidrógeno producido con electricidad limpia. Esa es una ventaja que tiene Chile y debemos aprovecharla’, señala Finat.

Desde Energía recalcan las oportunidades del hidrógeno verde. ‘Vemos la gran oportunidad de utilizar el hidrógeno en los camiones mineros. La minería puede ser un promotor del crecimiento de este nuevo energético en el país, el que tiene el potencial de llegar a ser una industria del mismo tamaño que el cobre. Estamos frente a una tremenda oportunidad país de propiciar un círculo virtuoso entre las que podrían ser dos de las industrias más importantes para el progreso de nuestro país’, sostiene Jobet.

Para Nicole Porcile lo logrado hasta ahora es una señal valiosa, pero no suficiente. ‘La buena noticia es que la nueva ley tributaria permite la compensación de emisiones, más allá de los límites del cambio tecnológico y, en ese contexto, emergen tres desafíos: los compromisos de largo plazo con generadores renovables que permitan rentar sus inversiones, la compensación y mitigación de emisiones y el apalancamiento de la minería a otros sectores mediante mecanismos de compensación de emisiones. Un ejemplo podría ser promover las plantaciones forestales que beneficien a comunidades, democraticen los beneficios de la minería, preserven el medio ambiente y contribuyan al cumplimiento de las metas nacionales de reducción de gases de efecto invernadero’, explica.

Para Seebach el reto es asegurar un flujo de energía constante durante todo el día. ‘Ahí surgen algunas oportunidades como la capacidad de almacenar energía, como son las hidroeléctricas de bombeo, las centrales termosolares, el almacenamiento eléctrico en baterías de litio y el hidrógeno verde’, dice.

Joaquín Villarino, presidente ejecutivo del Consejo Minero, añade que la variabilidad del flujo de energía impone un desafío para la operación del sistema eléctrico en términos de respaldo con otras fuentes, funcionamiento de centrales térmicas, mayores inversiones en transmisión y mayor provisión de servicios complementarios.

Fuente: El Mercurio

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