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

¿Cuál es la ruta para lograr la “ambición climática” en Chile?

Luego de la COP25 el deseo de conseguir una reducción de las temperaturas en el mundo aumentará durante 2020. Todos los sectores coinciden que la forma en que se genera y consume energía debería ser el principal foco. Pero, también es clave aumentar las NDC de Chile y conseguir la Ley de Cambio Climático.

Antes, durante y después de la COP25 se repetían varios términos como NDC, cambio climático o gases de efecto invernadero (GEI). Pero hay uno que se acuño en París el 2015 y que comenzó a tomar más fuerza. Se trata del concepto de ‘ambición climática’, que luego de haber sido implantado casi como un mantra en el encuentro organizado entre Chile y España hace un poco más de dos semanas, será la bandera de lucha del 2020.

La idea es que ‘las partes’ que negociaron en la capital española, lleven este himno hacia las empresas, los gobiernos locales y, finalmente a la ciudadanía, para crear conciencia de camino a la COP26 en Glasgow. Pero, ¿qué significa realmente esta ambición y cómo se debería llevar a cabo?

Según Alex Godoy, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería y director del Centro de Investigación en Sustentabilidad, UDD, para que Chile pueda lograr esa ambición más allá de la inserción de las energías renovables en la matriz eléctrica, debe avanzar en la sustitución de energéticos no eléctricos, es decir, combustibles fósiles como el diésel, gas natural, entre otros. ‘Eso sólo se logrará por medio de la convergencia de tecnologías entre renovables e hidrógeno y que al final impactará en términos logística y transporte, climatización, sistemas de respaldo de suministros eléctrico, hasta el propio uso doméstico en hogares’, comenta.

De hecho, un poco más del 50% de la responsabilidad de los GEI corresponden al sector energía, por lo que los principales dardos de la ambición están puestos ahí. Según Carlos Finat, director de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento, Acera AG, dice: ‘Estamos convencidos de que el recambio a tecnologías renovables, en particular las no convencionales (ERNC), como parte de una transición energética total, es clave para mitigar el cambio climático. Siendo el sector más emisor, es la respuesta más inmediata y eficiente social, ambiental y económicamente’.

Cabe mencionar que Chile aún no ha actualizado oficialmente su NDC (Contribución Nacional Determinada para bajar los Gases de Efecto Invernadero). De hecho, el documento propuesto por el gobierno se publicó para observaciones, pero aún no se conoce la versión final.

Sector forestal

En el segundo lugar de los sectores con más emisiones está la agricultura e industria forestal. Para Francisco Sierra, gerente de estudios de la Corporación Chilena de la Madera (Corma), para esta área ‘la ambición ambiental se traduce en aumentar la superficie de bosques con forestación, tanto de bosque nativo como de plantaciones, que contribuyan a mitigar rápidamente las emisiones’, comenta. Incluso, se pusieron la meta de plantar 63 millones de árboles nativos en el corto plazo.

Mariana Hermosilla, directora ejecutiva de la agrupación Líderes Empresariales por la Acción Climática (CLG Chile), estima que, para nuestro país, modificar su aparato productivo hacia uno bajo en carbono es muy beneficioso en términos de costo-beneficio. ‘La transformación de la generación eléctrica hacia una renovable es fundamental para poder impulsar la electrificación de la vida diaria. No sólo la iluminación, sino la cocina, la calefacción y, por supuesto, el transporte público’, comenta.

Incluso, Margarita Ducci, directora ejecutiva de Red Pacto Global Chile, refuerza la responsabilidad del sector privado: ‘Sus contribuciones se hacen más importantes que nunca y deben contemplar este nuevo escenario para limitar el calentamiento global y aportar a dos desafíos: alcanzar la neutralidad de carbono al año 2050 y evitar que el planeta aumente su temperatura más de 1,5°C’.

Sonar la alarma

Pero quien ha hablado mucho de ambición climática (incluso de emergencia o crisis) es Greta Thunberg, la activista que se ha enfrentado a empresarios y gobiernos con sus argumentos. Según los representantes en Chile del Fridays For Future (FFF) -entidad fundada por la adolescente sueca-, para tener más ambición el primer paso es ‘sonar la alarma’. O sea, ‘reconocer que el planeta atraviesa por una crisis climática y ecológica que nos pone en peligro. Reconocer que la causa es un sistema de producción global basado en la extracción de combustibles fósiles y en la explotación de la tierra por el beneficio de unos pocos’, comentan las voceras locales de FFF, Ángela Valenzuela y Carolina González. Agregan: ‘Creemos que toda acción debe estar basada en el concepto de justicia climática, que se rige por cuatro valores: equidad, participación, transición justa y ambición’.

Raúl O’Ryan, director del centro UAI-Earth, estima que Chile tiene varios focos para lograr esta ambición. ‘Uno de ellos es la Ley de Cambio Climático, que ya anunció el gobierno; así como una NDC mucho más ambiciosa. Pero, sobre todo, hacer énfasis en una mayor eficiencia energética en el desarrollo del país, algo que claramente tiene que ver con la industria de la energía, que tiene que cambiar sus procesos’, dice el académico, reconociendo que la descarbonización en que está Chile es un excelente camino.

Fuente: La Tercera – Pulso

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