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 18-10-2021
Crisis y compromisos climáticos: cómo llegan los grandes emisores a la COP26

China, Estados Unidos, India, la Unión Europea y Rusia han hecho más ambiciosos sus objetivos, pero los organismos internacionales aseguran que el avance todavía es lento.

Con los contagios y muertes por covid-19 a la baja en gran parte del planeta, los ojos del mundo han vuelto a centrarse en las grandes amenazas globales, con el cambio climático al tope de la lista. Las principales potencias han reforzado sus compromisos climáticos, pero todo indica que se quedarán cortos en su gran objetivo: ser carbono neutrales. La mayoría de los grandes contaminantes han fijado 2050 o 2060 como fecha máxima para alcanzar las emisiones 0, pero solo llegarán a un 40% de recorte para esos años, según la última Perspectiva Energética Mundial de la Agencia Internacional de Energía. El reporte da cuenta de que los compromisos climáticos mundiales no son suficientes y llamó a enviar una ‘señal inequívoca’ con políticas concretas en la Conferencia de Naciones Unidas sobre Cambio Climático en Glasgow, Escocia (COP26). Así llegan los principales emisores de CO2 a esa cita clave:

Principal contaminante

China es, por mucho, el país con mayores emisiones de CO2 del mundo, pero el Presidente Xi Jinping afirma que llegarán a su tope antes de 2030 y que bajarán a 0 en 2060. Lo que el mandatario no ha dicho es cómo alcanzará ese ambicioso objetivo, mientras el uso de carbón —que representa más del 70% de su matriz energética— aumenta, pese a que Xi asegura que su país ‘reducirá gradualmente’ el uso de este combustible a partir de 2026. La pandemia y los confinamientos llevaron a una reducción de las emisiones de cerca de un 25% en el primer trimestre de 2020, pero hacia el final del año la contaminación había vuelto a la normalidad. A esto se suma la crisis energética que vive el país debido a la escasez de carbón y que podría impactar en sus objetivos climáticos. Del lado positivo, China ha hecho del uso de energías renovables uno de sus objetivos nacionales y se ha planteado que representen el 25% de su matriz para 2030. El país asiático genera más energía solar que cualquier otro en el mundo y sus plantas de energía eólica generaron más del triple que las de cualquier otro país en 2020. ‘China ha hecho avances para descarbonizar su economía. El país ha sido el número uno en inversiones en energías renovables en 9 de los últimos 10 años. Aunque hubo períodos en que una gran cantidad de energía solar y eólica no llegó a la matriz debido a problemas administrativos y de hardware’, dijo a ‘El Mercurio’ Jennifer Turner, directora del Foro Ambiental de China del Wilson Center.

Cambio de rumbo

Desde que llegó a la Presidencia de EE.UU., Joe Biden dijo que la lucha contra el cambio climático sería una de las prioridades de su gobierno y ha tomado varias medidas en ese sentido, partiendo por la decisión de retornar al Acuerdo de París, el pacto global para frenar el cambio climático. En abril renovó los compromisos del país para alcanzar emisiones 0 para 2050 y prometió reducirlas en 50% para 2030. El mandatario también ha ordenado a agencias federales implementar políticas amigables con el clima y revisar las medidas en dirección contraria aprobadas por su predecesor, Donald Trump. Además, ha establecido grupos interministeriales de alto nivel para facilitar la coordinación, planeamiento e implementación de medidas contra el cambio climático, y revocó el permiso del oleoducto Keystone XL, una arteria planeada para enviar crudo canadiense a EE.UU., el segundo país con más emisiones del mundo. Pese a estas medidas, los avances de Washington para cumplir sus objetivos climáticos son ‘insuficientes’, según Climate Action Tracker, una colaboración de dos organizaciones científicas, Climate Analytics y NewClimate Institute. Uno de los factores que juegan en contra de Biden es que varias de sus principales medidas para combatir el cambio climático forman parte de su plan de infraestructura de US$ 1,2 billones y de su presupuesto de US$ 3,5 billones, que todavía están en discusión en el Congreso.

Efecto de la pandemia

Su rápido crecimiento económico ha hecho de India el tercer emisor de gases de efecto invernadero en el mundo, aunque históricamente sus emisiones per cápita son bajas. El gobierno del país se comprometió a reducir sus niveles en al menos un 33% para 2030 y conseguir que 40% de su matriz energética sean energías renovables para ese mismo año. Sin embargo, la crisis económica producto de la pandemia retrasó esos esfuerzos. El Ejecutivo lanzó un plan de estímulo que potenció actividades e industrias con un impacto negativo en el medio ambiente al, por ejemplo, aumentar el consumo de combustibles fósiles y el uso no sostenible de tierras. Un paquete de estímulo más reciente intentó revertir esa situación al destinar más de US$ 3.000 millones al desarrollo de energías renovables, pero el continuo uso de carbón en el país disminuye el impacto de estas medidas. A esto último se suma la crisis energética que enfrenta, al igual que China, y que llevó al gobierno a ordenar que las importaciones de carbón aumenten en un 10%.

Medidas concretas

La Unión Europea (UE) es uno de los bloques que se han tomado más en serio la lucha contra el cambio climático. El año pasado, por ejemplo, aprobó el Pacto Verde que reforzó los objetivos de reducción de emisiones hasta un 55% para 2030 y del 100% en 2050. La UE también adoptó la Ley Europea del Clima que hace vinculantes los nuevos objetivos de emisiones y de neutralidad. Sin embargo, la gran falencia de los avances del bloque está en el consumo de carbón, que no se ha reducido mucho, y en las dificultades para asegurarse de que los Estados miembros implementen las medidas adoptadas por Bruselas. Esos problemas llevaron a Climate Action Tracker a calificar de ‘insuficiente’ la respuesta general de la UE, aunque es uno de los pocos que obtienen una nota de ‘suficiente’ en sus objetivos de emisiones 0. Una calificación mejor (‘casi suficiente’) obtuvo Reino Unido, que dejó de formar parte de la UE el año pasado y que ha impulsado sus propias medidas con el objetivo de reducir las emisiones en 68% para 2030 y llegar a 0 para 2050. ‘Reino Unido va en la dirección correcta, pero no ha hecho lo suficiente para ser carbono neutral antes de 2050, aunque está más cerca que otros países. Esto es en parte porque tiene objetivos más ambiciosos que antes y también porque el gobierno ha mostrado ciertas contradicciones en sus medidas’, aseguró a este diario Matthew Paterson, profesor del Instituto de Investigación Ambiental de la Universidad de Manchester.

Graves falencias

Rusia, el quinto país más contaminante del mundo, es uno de los que tienen las medidas más laxas para enfrentar el cambio climático, por lo que su estrategia fue calificada como ‘críticamente insuficiente’ por Climate Action Tracker. Esta semana el Presidente Vladimir Putin dijo que su país aspira a ser carbono neutral en 2060. No obstante, el World Resources Institute plantea que necesitará reformas sustanciales, porque con sus medidas actuales sus emisiones aumentarán al menos hasta 2050 y necesitaría más de 80 años para llegar a 0. A esto se suma que, hasta ahora, la estrategia energética del país se ha basado en expandir el uso y producción de combustibles fósiles —Rusia es uno de los mayores productores mundiales de petróleo—, sin potenciar la generación de energías renovables. Sin embargo, la semana pasada el gobierno reveló un plan nuevo que incluye cambiar gradualmente la generación de energía en plantas a carbón por hidroeléctricas, centrales nucleares y energías renovables.

Fuente: El Mercurio

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