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 30-08-2021
Carbono neutralidad al 2050: La compleja y desafiante meta que marcará este siglo

El último informe científico del IPCC, publicado hace unas semanas, fue un llamado de emergencia mundial sobre la importancia de reducir y compensar las emisiones de gases de efecto invernadero, para evitar las consecuencias más dramáticas del calentamiento global. Si bien Chile está avanzando, a nivel global se trata de un reto que implica cambios profundos en el estilo de vida.

Sequías extensas, olas de calor, cambios en los patrones de precipitaciones, inundaciones y aluviones incluso en países no tropicales. El Panel Intergubernamental de Cambio Climático (IPCC) fue tajante en su último informe al confirmar que el calentamiento global es provocado por la acción humana, que ya hay consecuencias irreversibles, que la meta de limitar a 1,5ºC el aumento de la temperatura del planeta, estaría fuera del alcance y que los eventos climáticos extremos como largas sequías, olas de calor, inundaciones y aluviones, seguirán siendo cada vez más frecuentes.

Estas muestras visibles del cambio climático no son las únicas y la ciencia nos ha venido alertando cada vez con más urgencia, dados sus impactos en infraestructura, biodiversidad y en la vida cotidiana.’Ya estamos en un punto de no retorno, y tenemos que tratar de mantener las condiciones de habitabilidad que tenemos hoy, porque si no, nos va a costar mucho más en términos económicos y sociales. Por eso tenemos que cumplir la carbono neutralidad’, advierte Andrea Rudnick, directora ejecutiva del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2.

Dada la evidencia de que la causa de este acelerado cambio climático es la acumulación de gases de efecto invernadero en la atmósfera (donde el más conocido es el dióxido de carbono, CO2), es clave reducir sus emisiones y capturar tanto como lo que se produce. ‘La carbono neutralidad se logra cuando alcanzamos un equilibrio entre lo que emitimos a la atmósfera desde las fuentes provocadas por el hombre con la cantidad que se almacena en los sumideros de carbono’, detalla Rudnick.

Y eso es lo que se busca en instancias internacionales, como el Acuerdo de París de 2015. Este insta a los países a alcanzar la carbono neutralidad durante la segunda mitad de este siglo, lo que implica el reto de reducir las emisiones de carbono (por ejemplo, fomentando la electromovilidad y optando por energías renovables en la generación eléctrica) y capturar más desde la atmósfera (por ejemplo, reforestando).

Para alcanzar el objetivo, los países deben comprometerse con metas de corto plazo de reducción de emisiones (contribuciones determinadas a nivel nacional, NDC, por su sigla en inglés), que se deben ir actualizando cada cinco años, cada vez con objetivos más ambiciosos.

Las metas de Chile

Nuestro país ha cumplido con este mandato internacional. A través del proyecto de ley marco de cambio climático, que se tramita en el Congreso, Chile será uno de los primeros países en fijar por ley la meta de ser carbono neutral al 2050, es decir, en el plazo más exigente propuesto por el Acuerdo de París. Asimismo, en abril de 2020 presentó metas más ambiciosas de reducción de emisiones al año 2030 que las que se había impuesto en 2015.

‘Nuestro país reflejó su compromiso con la actualización de su NDC, con metas ambiciosas al año 2030 en línea hacia la carbono neutralidad y resiliencia al 2050, siendo ampliamente reconocida a nivel nacional e internacional por el fuerte incremento en su ambición’, destaca la ministra del Medio Ambiente, Carolina Schmidt.

A juicio de Rudnick, ‘no hay ningún país cuyas metas estén a la altura del Acuerdo de París’. Sin embargo, destaca el trabajo de Chile: ‘El país va bien encaminado y es urgente que se apruebe el proyecto de ley marco, que nos va a permitir avanzar sin depender de las voluntades políticas de quienes estén en el gobierno de turno, sino que tener un marco legislativo para avanzar sostenidamente frente al cambio climático’.

La hoja de ruta chilena a la carbono neutralidad tiene un fuerte énfasis en el sector energético, puesto que es el responsable de dos tercios de las emisiones de carbono nacionales. Las acciones clave son el retiro de las centrales a carbón (previsto para 2040), el mayor uso de fuentes renovables de generación eléctrica, la expansión de la electromovilidad en el transporte público y, más a futuro, el desarrollo de una industria local de hidrógeno verde.

‘Es una oportunidad histórica de inversión sustentable para Chile, que tiene la posibilidad de generar energías limpias más costoeficientes del planeta. De hecho, según un estudio del Banco Mundial, la carbono neutralidad permitirá incrementar el PIB en 4,4% al 2050’, destaca Schmidt.

El escenario mundial

Pero Chile es solo uno de los 197 países que deben lograr la carbono neutralidad. Y uno de los temas centrales de la COP25 de 2019 fue intentar que más países se comprometieran con esta meta; idealmente, al 2050. Si bien no todos se comprometieron, sí se logró que 121 asumieran esta tarea.

Para movilizarlos, fue clave la Alianza por la Ambición Climática, liderada por Chile desde septiembre de 2019. Como en las COP las decisiones se toman solo si se logra la unanimidad de los países, esta alianza permitió involucrar y destacar a aquellos que decidieron elevar sus compromisos.

Pero uno de los aspectos más valiosos de la alianza es que se abrió a más actores, como gobiernos locales, ciudades, empresas, universidades y conglomerados financieros. Para sumarlos a la carbono neutralidad, tiene un rol clave el high-level champion de la COP25, Gonzalo Muñoz, quien ha trabajado de la mano con Nigel Topping, high-level champion de la COP26 que se realizará en noviembre en Glasgow, para dar continuidad a las acciones en los preparativos de este encuentro.

Actualmente, los dos champions, en el marco de la Alianza por la Acción Climática, están movilizando fuertemente tres campañas: Glasgow Financial Alliance for Net Zero, Race to Resiliance y Race to Zero. Esta última es la que apunta directo al compromiso de los actores no estatales con la carbono neutralidad al 2050.

‘Pasamos de tener cero compromisos el año 2019, cuando recién lanzamos, a tener hoy en actores no estatales aproximadamente un 20% del PIB del mundo ya comprometido. Cuando eso lo sumamos a los compromisos de los Estados, ya estamos sobre el 75% del PIB del mundo comprometido con la carbono neutralidad’, subraya Muñoz.

Los puntos de quiebre

Según explica, Race to Zero definió ‘puntos de quiebre’ al año 2030 para 30 sectores de la economía como retail, moda, vehículos livianos, aviones, barcos, cemento, acero, comida, océanos, entre otros, con el objetivo de que al menos un 20% de los principales actores de cada uno de esos sectores se sume con acciones concretas que permitan acelerar la trayectoria de descarbonización de su sector. Por ejemplo, que los fabricantes de autos comprometan una fecha en la cual van a dejar de construir vehículos de combustión interna.

‘Estamos impulsando que se sumen y se comprometan a algún tipo de cambio en formas, tecnologías, en prácticas, para que la curva de descarbonización pase de una curva lineal a una curva exponencial. Nuestro compromiso es llegar a Glasgow con al menos 10 de estos 30 sectores habiendo cruzado el punto de quiebre y que al menos el 20% de las grandes empresas de cada sector hayan cambiado la trayectoria, porque sabemos que eso genera un efecto dominó’, dice Muñoz.

Destaca que hay sectores más avanzados, como el de generación eléctrica, la minería y algunas empresas automotrices de nivel mundial que se han comprometido con dejar de producir motores de combustión interna, incluso antes de 2030. De hecho, la Unión Europea anunció este 2020 que en 12 años dejará de permitir la venta de autos que funcionen con combustibles fósiles.

Sin embargo, Muñoz afirma que otros rubros están más retrasados, como la industria del petróleo, el acero, la aviación y el transporte marítimo.

Otro elemento que está incidiendo en mayor compromiso con la meta es el cambio de postura de Estados Unidos. Con la nueva administración, la potencia volvió al Acuerdo de París y a comprometerse con bajas significativas de emisiones, lo que es clave dado que es uno de los mayores emisores del mundo. Esto alimenta esperanzas entre los expertos.

‘Es claro que Estados Unidos está de vuelta en el mundo del cambio climático, y ya se está planteando como un líder. De hecho, está volviendo a buscar alianzas con China para tener metas más ambiciosas; es la forma de seguir avanzando’, asegura Rudnick.

Fuente: El Mercurio

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