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 02-09-2019
Carlos Finat, Director Ejecutivo de ACERA: “No creemos que la ciudadanía sepa sobre la importancia del retiro de las centrales a carbón”

Confía que en 2040 se logrará desplazar la totalidad de la generación termoeléctrica, pero advierte que Gobierno y sector privado deben saber comunicar a la ciudadanía el contexto de la contención de la crisis climática que afecta a todos.

Chile será sede de la COP25, la cumbre de las Naciones Unidas sobre el cambio climático que se desarrollará entre el 2 y 13 de diciembre en el Parque Bicentenario de Cerrillos.

Nuestro país llegará hasta este encuentro mundial con varias iniciativas; entre ellas, la meta de lograr al año 2040 la descarbonización de la matriz energética. Ello dará pie, entonces, a que nuevas formas de energía, especialmente las llamadas ‘renovables’ —como la solar, eólica y marina— tengan la posibilidad de ser protagonistas.

Carlos Finat, director ejecutivo de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento, Acera A.G., entrega su visión.

‘Meta factible’

—Chile se ha fijado la meta de lograr la descarbonización energética para el 2040, ¿de qué manera asumen las empresas asociadas a Acera el desafío de reemplazar esa diferencia de potencial?

—La meta para el 2040 busca alcanzar un sistema de generación de energía eléctrica con emisiones netas cero. Es una meta ambiciosa, pero totalmente factible, que —además— nos alinea con el desafío de Chile de alcanzar emisiones netas cero para el 2050.

Las empresas asociadas a Acera, dentro de las que también se encuentran las propietarias de termoeléctricas convencionales, firmantes del cronograma de salida de centrales a carbón anunciado hace unos meses por el Presidente Sebastián Piñera, están en condiciones de alcanzar ese desafío en los próximos 20 años.

Si miramos hacia atrás, en menos de diez años, Chile logró pasar de prácticamente cero a una participación cercana al 18% de Energías Renovables No Convencionales (ERNC), cifra que llevamos en lo que va de 2019. Con las bajas de precio de las tecnologías ERNC que se esperan, junto con la llegada del almacenamiento de energía a precios competitivos, no vemos problemas en desplazar para el año 2040 la totalidad de la generación termoeléctrica.

—¿Qué oportunidades y dificultades ve en el camino?

—Las oportunidades las vemos principalmente en la participación en el mercado de la generación eléctrica y —en el futuro cercano— en el de almacenamiento de energía. La oferta de energía barata y limpia podría activar el uso de electricidad para el reemplazo de los combustibles contaminantes en la movilidad y transporte (electromovilidad que ya está presente en Chile), y en los usos domésticos para calefacción y cocina, también una gran oportunidad.

Por el lado de las dificultades, un importante desafío que hay que vencer es la disponibilidad de un sistema de transmisión y de distribución eléctrica acorde con el de un país que haga uso intensivo de la energía.

—¿Cuál es la cantidad de energía que las ERNC deberían ser capaces de producir en 2040 para que el país continúe su desarrollo?

—Eso dependerá —entre otras cosas— del crecimiento del país y del avance de la electrificación de los sectores de movilidad y transporte, junto con los usos domésticos de la electricidad. Una estimación, conservadora a nuestro juicio, es la que publicó el Coordinador Eléctrico Nacional en enero de este año, que indica que el crecimiento del consumo de electricidad entre 2019 y 2038 será de, al menos, 75%, lo que a 2040 podría significar un crecimiento cercano al 80% con relación al año en curso.

—¿Se interesarán los inversionistas nacionales y extranjeros en apoyar este esfuerzo?

—No nos cabe duda de que sí. Mientras Chile mantenga las condiciones que lo han convertido en un destino privilegiado para las inversiones en energías renovables, es decir, estabilidad regulatoria, mercado abierto, bajo nivel de corrupción, entre otras, debería mantenerse el interés de los inversionistas. Sin ir más lejos, el último informe Climatescope, desarrollado por Bloomberg NEF, indicó que Chile es el país con más oportunidades para establecer proyectos de energías renovables, dentro de un universo de 103 naciones en vías de desarrollo.

Importancia de comunicar

—¿Cree que la ciudadanía tiene clara la importancia de la descarbonización energética?

—En general, no creemos que la ciudadanía sepa sobre la importancia del retiro de las centrales a carbón y las que usan otros combustibles fósiles, como gas y diésel. Pensamos que todos, Gobierno y sector privado, debemos estar comunicando permanentemente esa importancia en el contexto de la contención de la crisis climática que estamos viviendo y que afecta justamente a toda la ciudadanía.

—¿Cuáles son los próximos proyectos que, según Acera, deberían potenciar las ERNC?

—Más que proyectos, son necesarias la incorporación del almacenamiento de energía y la expansión del sistema de transmisión. Estas son, sin duda, las materias más importantes a potenciar para un desarrollo óptimo de las ERNC.

—¿En qué ámbitos Chile posee potencial para ERNC no explotadas?

—En todas las tecnologías ERNC existe un margen muy importante de potencial no explotado: solar, eólica, minihidro, bioenergía, marina y geotermia. Una estimación gruesa del potencial no explotado equivale a unas 80 veces la demanda actual de electricidad del país.

Fuente: La Segunda

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