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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Energías limpias continúan su avance, colaborando con el propósito de la carbono neutralidad al 2050

Este año se integrarán a la matriz energética energías sustentables equivalentes a todo lo que ha ingresado en los últimos trece años. Junto a ello, en el desafío de la carbono neutralidad, destacan iniciativas como el Plan de Cierre de Centrales a Carbón, la Ley de Eficiencia Energética y la Estrategia Nacional de Hidrógeno Verde.

En Chile se están tomando acciones concretas para combatir el cambio climático. Una muestra de ello es que, solo durante este año, se integrarán a la matriz energética energías limpias equivalentes a todo lo que ha ingresado en los últimos trece años. El Ministerio de Energía trabaja en torno a esta materia teniendo como propósito la carbono neutralidad al 2050, haciéndose cargo de este desafío e impulsando una serie de iniciativas que apuntan en esa dirección. Una de ellas, es el reemplazo del carbón por energías limpias a través del Plan de Cierre de Centrales a Carbón, que espera cerrar todas las centrales a carbón a 2040, con una primera fase al 2024.

‘Ya llevamos casi 20% de avance, y este año cerraremos tres centrales más. De hecho, al 2024 habremos cerrado el 30% de la generación a carbón’, detalla el ministro de Energía y Minería, Juan Carlos Jobet. La autoridad explica que esto tiene un efecto muy positivo para las comunidades donde están ubicadas las centrales, que son zonas con mucha concentración de industrias. ‘Además, nos va a permitir reemplazarlas por energías renovables que, además de ser baratas, nos hace independientes energéticamente’, comenta.

EFICIENCIA ENERGÉTICA

Otro eje estructurante de la carbono neutralidad al 2050 es la eficiencia energética. Este año, justamente comenzó a regir la Ley de Eficiencia Energética, a través de la cual se exigirá a los grandes consumidores de energía que implementen sistemas de gestión de la energía e informen sus consumos energéticos; y, por otra parte, que las viviendas nuevas tengan un etiquetado como el que hoy tienen los electrodomésticos. Exigirá, también, nuevos estándares de eficiencia energética para el parque vehicular nuevo que se comercialice en nuestro país, promoviendo la electromovilidad. Y uno de los aspectos más destacados es que esta ley declara al hidrógeno, expresamente, como combustible. Así lo detalla el ministro Jobet, quien subraya que hay que considerar que la eficiencia energética es la medida más importante para alcanzar la meta de la carbono neutralidad en Chile, aportando cerca del 35% para la reducción de emisiones.

‘Asimismo, por medio de nuestra Estrategia de Electromovilidad, nos hemos comprometido a lograr al 2040 que al menos el 40% de los vehículos livianos y el 100% de los vehículos de transporte público sean eléctricos’, señala.

ESTRATEGIA NACIONAL DE HIDRÓGENO VERDE

Al mismo tiempo, otro pilar clave es el hidrógeno verde. En noviembre del año pasado se lanzó la Estrategia Nacional en torno a este tema, a través de la cual se propusieron los siguientes objetivos: tener 5 GW de capacidad de electrólisis en desarrollo al 2025, producir el hidrógeno verde más barato del planeta para el 2030, y estar entre los tres principales exportadores para 2040. ‘Estamos avanzando en varios frentes. Por ejemplo, esta semana anunciamos junto a Corfo la realización de una ronda de financiamiento para ejecutar proyectos mayores a 10 MW antes de terminar el 2025, y para ello, se entregará un máximo de 30 millones de dólares a uno o más proyectos’, comenta la autoridad. El ministro Juan Carlos Jobet añade que la estrategia contempla el desarrollo del combustible en distintas etapas.

‘En la primera, se busca que el hidrógeno producido sea utilizado por nuestras industrias clave de manera que puedan bajar su huella de carbono y ganar competitividad. Una vez que la industria esté consolidada, podremos exportar el hidrógeno. El desarrollo de esta industria nos abre la oportunidad de generar un cambio de paradigma en la matriz productiva de nuestra economía en tan solo una generación. Cuando lanzamos la estrategia en noviembre, contábamos con veinte proyectos para desarrollar hidrógeno verde, y ya hemos más que duplicado ese número: hoy hay más de cuarenta proyectos para producir o consumir hidrógeno verde en Chile’, enfatiza. En este camino, uno de los principales desafíos es posicionar a Chile como líder mundial en la producción y exportación de este combustible y sus derivados.

El ministro Jobet recalca que esto traerá enormes beneficios al país, y además abrirá nuevas oportunidades de inversión a los actores del sector eléctrico. También, comenta que están trabajando una guía para proyectos especiales, que tendrá como objetivo entregar más información sobre el proceso que deben llevar a cabo estas iniciativas, y guiarlas con los permisos y otras consideraciones que deberán tener. ‘El hidrógeno viene a complementar perfectamente a las ERNC, es una forma de almacenar y utilizar la energía en aplicaciones donde la electricidad directa no es eficiente, como en los camiones, por ejemplo. Chile tiene el potencial de producir hasta 70 veces más electricidad de la que necesitamos, debido a que tenemos la mejor radiación solar del mundo en el norte y las mejores condiciones de viento en el sur para producir eólica.

Este excedente de energía limpia, podríamos exportarlo y apoyar así además a la descarbonización de otros países’, sostiene. La autoridad agrega que considerando que la energía solar y eólica continúan reduciendo sus costos de producción, se puede anticipar que el hidrógeno verde se irá haciendo competitivo para varios usos en esta década. En este escenario, una línea fundamental del plan de acción que contempla la Estrategia de Hidrógeno Verde es la formación de capacidades e innovación. Ello se traduce en conectar a los distintos actores, entre ellos la academia y los centros de formación, para identificar brechas y formar las capacidades nacionales requeridas por la industria. ‘Queremos fomentar las actividades de educación, investigación, desarrollo e innovación asociadas al hidrógeno verde, con especial énfasis en aquellas aplicaciones de interés nacional, que nos permita convertir a Chile no solo en un país productor y exportador de hidrógeno verde, sino que también ser un referente mundial en la formación de técnicos especialistas en esta materia’, concluye.

Fuente: El Mercurio

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