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 17-12-2020
En diez años, el 70% de las emisiones mundiales podrían ser reemplazadas por energías limpias

La disminución de los precios de celdas solares y baterías, entre otras tecnologías verdes, están volviendo más competitivas a estas fuentes de energía, en comparación con las basadas en combustibles fósiles. Ello estaría acelerando la descarbonización del planeta.

El sábado recién pasado el Acuerdo de París cumplió cinco años. Firmado por la mayoría de los países, nació con el objetivo de frenar el aumento de la temperatura del planeta en 2º C, pero su progreso no ha sido del todo auspicioso.

Durante la Cumbre sobre la Ambición Climática, que coincidió con el aniversario del acuerdo, el Secretario General de las Naciones Unidas António Guterres aseguró que el mundo aún no va en la dirección correcta. Esto porque los compromisos no se están cumpliendo y porque el CO{-2} sigue teniendo niveles récord. Por eso llamó a todos lo países a declarar Estado de Emergencia Climática.

Si bien muchos números aún están lejos de lo que se necesita para que el planeta sea carbono neutral, no todo estaría perdido. Según el informe ‘El efecto París: cómo el acuerdo climático está reconfigurando la economía global’, elaborado por la consultora internacional SYSTEMIQ —que trabaja en el cambio climático y los Objetivos de Desarrollo Sostenible y que es parte del grupo de empresas sustentables de Naciones Unidas Global Compact—, las energías limpias podrían ser tan competitivas para 2030 que reemplazarían el 70% de las emisiones contaminantes del planeta.

Solo cinco años atrás, al mismo tiempo que se logró el Acuerdo de París, las energías solares y eólicas, así como las baterías de los autos eléctricos, casi no podían competir con las soluciones tradicionales basadas en combustibles fósiles. Sus costos no las hacían atractivas.

Pero en 2020, las soluciones limpias ya son competitivas en sectores de la economía que juntos son responsables de cerca del 25% de las emisiones del planeta. Si se continúa en el mismo camino de inversión e incentivos, asegura el informe, estas podrían reemplazar casi tres cuartas partes de las emisiones globales. La clave estaría en dónde poner el foco.

‘Si suficientes países usan sus programas de recuperación de covid-19 para escalar las industrias sin carbono, estos cambios remodelarán la economía en los próximos diez años’, aseguró Nicholas Stern, director del Instituto de Investigación Grantham de Cambio Climático y Medioambiente del London School of Economics, Reino Unido, al comentar el informe.

Punto de quiebre

Antes de la COP25, presidida por Chile y realizada en Madrid en diciembre pasado, la sensación de avance del Acuerdo de París era más bien negativa, dice Sebastián Vicuña, director del Centro de Cambio Global UC. Eso cambió en menos de un año.

‘Son varias cosas concatenadas las que han permitido el cambio. Entre ellas está el vuelco que tendrá Estados Unidos con el triunfo de Joe Biden (y su anuncio de volver al Acuerdo de París, del que Donald Trump se excluyó). Y también el compromiso de China, publicado en septiembre pasado, de ser carbono neutral para 2060’, asegura el científico. ‘Esto es una bola de nieve (positiva) que está arrastrando todo; capitales, financiamiento, posturas políticas, tecnología’, agrega. Y está provocando un punto de quiebre.

En 2009, cuando se debatía sobre el desarrollo de HidroAysén, se argumentaba que Chile se quedaría sin suministro eléctrico si no se realizaba ese proyecto, recuerda el científico. ‘Hoy la capacidad de energía solar instalada en el país ya superó lo que se proyectaba con esas represas’, dice.

Los cambios drásticos en las proyecciones se ven por todos lados, asegura el informe. Siguiendo con el ejemplo de la energía solar, en 2014 la Agencia Internacional de Energía pronosticó que el precio promedio de esta bajaría a 0,05 dólares por kW/h en 36 años, es decir para 2050. Pero esa reducción ya se logró y solo en un sexto del tiempo estimado.

Y en 2016, se proyectaba que para mediados de siglo los autos a combustión interna serían el 60% del total del parque automotor. Pero con el actual desarrollo de su versión eléctrica, solo se necesitarán cuatro años más para que estos últimos tengan precios equivalentes a los vehículos tradicionales.

Mientras que la industria de las proteínas alternativas (que incluye carne de origen vegetal, insectos y carne cultivada) en solo dos años ha crecido 29%. Se proyecta que para 2030 crezca más de dieciocho veces, algo vital si se considera el impacto de la producción de proteínas animales en el cambio climático.

‘El que las soluciones cero emisión y sus mercados estén creciendo más rápido que lo esperado es bueno porque ponen en curso las reducciones que se necesitan para llegar a los 2º C de aumento de temperatura’, dice Raúl O’Ryan, investigador del (CR)2 y académico de la Facultad de Ingeniería y Ciencias de la Universidad Adolfo Ibáñez.

Y esto genera una dupla necesaria; el compromiso ambiental y el mercado. ‘La búsqueda de estrategias cero emisiones y el que los países se estén comprometiendo a cumplir con determinadas metas empuja al mercado a entregar respuestas. Y este está respondiendo rápido’, explica el especialista.

Pero para seguir en este camino, opina O’Ryan, el aliento al desarrollo de las tecnologías limpias tiene que ser explícito. ‘Los países deben asumir una recuperación pospandemia sustentable y eso debe darse en todas las áreas donde hay que intervenir’, dice.

Fuente: El Mercurio

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