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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Editorial: Dos décadas moviendo las fronteras de lo posible

Por: ACERA

Este año celebraremos el 20º aniversario de ACERA. Y en época de balances y recuentos, hacemos también el valioso ejercicio de mirar más atrás, y poner en contexto la envergadura de lo que hemos logrado como industria ERNC y como país, para entender los desafíos que tendremos que superar para seguir en la misma senda.

Hace dos décadas, en el año 2003, cuando se fundaba ACERA, la principal Asociación de Energías Renovables y Almacenamiento de nuestro país, la participación de las fuentes ERNC en la matriz de energía eléctrica de Chile era prácticamente nula. Por aquel entonces, eran permanentes las expresiones  de  escepticismo  y  descrédito  por parte  de muchos especialistas, expertos e incluso autoridades de la época, quienes no consideraban siquiera posible dar cabida a las energías renovables en la matriz eléctrica chilena.

Afortunadamente, a fuerza de un trabajo mancomunado, entre la sociedad civil, las empresas privadas y las señales regulatorias que los sucesivos gobiernos supieron dar para instalar a las energías renovables como factibles y competitivas, logramos alcanzar una inmensa proporción de las inversiones que actualmente se están ejecutando en nuestro país; y esas voces tuvieron que callar…por un tiempo.

Diez años después, en 2013, el  Presidente de la República de la época señalaba en su cuenta anual a la Nación, que en materia energética se estaban enfrentando serias dificultades debido al alza de los precios internacionales de los combustibles fósiles, sumado a la severa sequía que en ese entonces ya se extendía por 4 años, y que se requeriría más que duplicar nuestra capacidad de generación durante los próximos 12 años, dentro de lo posible, con energía más económica, limpia y segura.

Tanto en el 2003 como en el 2013, en ACERA ya sabíamos que la única opción de Chile para avanzar tanto en seguridad e independencia energética como en mayor competitividad y menores precios, era apostar definitivamente por las ERNC. Luego en 2015, y frente a la evidencia científica que le dio sustento al Acuerdo de París, y los años posteriores, que pusieron a Chile como un país líder en la lucha contra el cambio climático, la senda marcada por ACERA no fue más que reforzada y ratificada.

En las licitaciones de suministro eléctrico del año 2013 el precio promedio adjudicado fue de 129USD/MWh, mientras que en las licitaciones del año 2021, con una alta participación de empresas con ERNC, el precio promedio adjudicado fue de 24USD/MWh. Esto da cuenta de la gran competitividad y reducción del precio de la energía que las renovables han aportado  a nuestro país.

La generación anual de ERNC del año 2013 representaba sólo un 5,85% del total. En contraste, el 2022 cerramos el año con una generación ERNC equivalente a un tercio de la matriz eléctrica, es decir, en sólo 10 años, la participación renovable se ha incrementado en casi 6 veces.

Esa misma fecha, muchas de esas voces autorizadas afirmaban que la meta de un 20% de energías renovables al 2025 era un sueño imposible, de quienes ya estábamos impulsando desde ACERA el desarrollo de energías limpias. El hito se cumplió 5 años antes de lo estipulado por la Ley.

Y cuando miramos la historia en perspectiva, podemos mostrar con evidencia que cuando nuestra Asociación, hace ya 20 años, fundamentó su quehacer en la promoción de las energías limpias, en tiempos en que enfrentábamos mucha oposición y escepticismo, sabíamos que se necesitaba seguir perseverando para lograr la independencia energética que Chile necesita.

Todos estos logros, sin duda, fueron obtenidos con ahínco, mucho trabajo y basados en la demostración técnica, la capacidad de innovar en los métodos, modelos de negocio y sobre todo en la regulación, muchas de las cuales tuvieron su origen en propuestas que ACERA fue entregando a sucesivas autoridades tanto en el Ejecutivo como en el Parlamento.

Esta labor incansable, es lo que ha ido moviendo las fronteras de lo posible, centrado en la transición energética y los compromisos locales, nacionales e internacionales de disminución de emisiones que involucra al sector eléctrico. No a través de la condescendencia, sino del trabajo serio, con fundamento técnico y también con una claridad coherente en el propósito. 

Y el propósito, a 20 años desde la fundación de ACERA, sigue siendo el mismo: lograr una mayor penetración de energías renovables y de almacenamiento, acelerar la descarbonización y reducir  las emisiones del sector  eléctrico, y  corregir  todas  aquellas distorsiones que, anquilosadas en un diseño regulatorio obsoleto, diseñado para un pasado eléctrico hidro-térmico, favorecen y premian aún a las energías fósiles y contaminantes.

En este año 2023 las energías renovables y el almacenamiento ya no son un proyecto, una declaración de intenciones o un sueño, son la realidad de nuestro país y la única forma que tiene el  sistema  eléctrico  nacional  para  seguir  expandiéndose,  en  consistencia  con la  urgencia climática, las demandas de la ciudadanía y el cumplimiento de nuestros compromisos en materia medioambiental y de justicia en la transición energética.

Y sin embargo, junto con el optimismo de las buenas cifras de la performance de las energías renovables en el 2022, estamos también en un momento de inflexión, con baches y grandes retos para esa senda de acciones que requerimos como país para ser capaces de concretar la anhelada transición energética de nuestro sector.

Se requieren soluciones regulatorias urgentes que permitan a la industria renovable reducir los impactos negativos de los costos marginales cero, y reducir las cantidades de energías limpias y renovables que no se pueden aprovechar y que hoy se reemplazan por energías fósiles, caras y contaminantes. Asimismo, es apremiante que la infraestructura de transmisión se utilice al máximo de sus capacidades, aprovechando la tecnología existente y adoptando criterios de operación flexibles que permitan un uso eficiente de la energía renovable de nuestro país.

Daremos así, las primeras señales para continuar con la transición energética y corregir la situación actual -donde al contrario de lo que sucede en otros lugares del mundo- en nuestro mercado eléctrico se da la paradoja de que quien contamina cobra y quien no contamina paga. Por tanto,  reiteramos que así como hemos conseguido y alcanzado muchos éxitos en materia de avances en ERNC en 20 años, no podemos quedarnos en la autocomplacencia sin señalar, los  múltiples  desafíos  y  obstáculos  que  como  industria  renovable  y  de  almacenamiento deberemos superar a partir de este 2023 para seguir avanzando fuerte y decididamente en la transición energética de nuestro país, liderada por un trabajo público privado para el cual es necesario dialogar y comprender que esta transición energética es más compleja y desafiante de lo que puede parecer.

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