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 renovables en América Latina: iniciativas regionales para una transición verde

La región se posiciona como un destino atractivo para inversionistas en proyectos que buscan el desarrollo de tecnologías limpias.

Los desafíos que plantea el cambio climático han puesto en el centro de las miradas a las energías limpias. La reciente inauguración de la primera planta termosolar de América Latina en el desierto de Atacama representa el último hito en una serie de proyectos e inversiones en aumento en la región, una de las más limpias del mundo en términos energéticos, que buscan el avance a un futuro más descarbonizado.

El 5% de las emisiones de carbono (CO2) mundiales se produce en la región, y tiene condiciones, según expertos, favorables para la inversión en proyectos de energías renovables, por la gran cantidad de recursos para desarrollar energía fotovoltaica y eólica. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables (Irena), la inversión se estima en unos US$ 45.000 millones anuales a 2050, un aumento de más del 10% con respecto a los planes y políticas actuales. En un continente fuertemente golpeado en su economía por la pandemia, la transformación de las energías verdes podría generar tres millones de puestos de trabajo hacia mediados de siglo, junto a una disminución en un 21% de las emisiones de carbono para 2030, y un rendimiento económico de entre 3 y 8 dólares por cada dólar invertido.

El uso de energías renovables ayudaría, además, a reducir la brecha social en el sector eléctrico, pues en áreas remotas donde actualmente escasea la energía, el uso de energía solar permitiría electrificar poblados rurales, afirman especialistas.

‘Un cambio de perspectiva’

Uno de los proyectos más ambiciosos es la iniciativa regional Energía Renovable en Latinoamérica y el Caribe (Renewable Energy in Latin America and the Caribbean, Relac), lanzada en septiembre pasado y que es liderada por Colombia, Chile y Costa Rica, y que busca aumentar la proporción de energías renovables al menos hasta un 70% en 2030.

‘La Relac es un cambio de perspectiva (…). Es un aumento muy agresivo, por supuesto, y además, muestra la ambición que tiene la región, la oportunidad de negocios, que los países están comprometidos con la transición energética hacia un futuro descarbonizado y, además, se suman otros actores no gubernamentales como el banco Interamericano de Desarrollo (BID), la Organización Latinoamericana de Energía (Olade), lo apoya el Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EE.UU., la Irena; entonces la región sigue innovando y ahora con una iniciativa de liderazgo’, señala a este diario Leonardo Beltrán, investigador del Instituto de las Américas y miembro del consejo de Energía Sostenible para Todos (SEforALL).

Dentro de las energías limpias, la solar es una de las principales en expansión. En el 2019, la capacidad total de la región aumentó en unos 12 gigavatios (GW) y la Irena resalta que esta podría multiplicarse 40 veces para 2050, llegando a más de 280 GW.

Proyecciones recientes del Consejo Mundial de Energía Eólica (GWEC) estiman que América Latina incorporará 22,3 GW de capacidad eólica de 2021 a 2025 gracias a nuevos proyectos en Brasil, Chile, México, Argentina y Colombia. Los primeros cuatro países dominan la inversión en capacidad de energía renovable en la región, aumentándola un 43% en 2019 hasta un récord de US$ 18.500 millones.

‘Existen muchas oportunidades en América Latina para el desarrollo de energía renovable. La prevalencia de la energía hidroeléctrica proporciona una fuente de energía firme para complementar las fuentes intermitentes de energía renovable. También existen oportunidades para expandir tecnologías más nuevas como el hidrógeno’, comenta a ‘El Mercurio’ Lisa Viscidi, directora del Energy, Climate Change & Extractive Industries Program, de Diálogo Interamericano.

El hidrógeno verde se posiciona como una de las alternativas más atractivas para sustituir los combustibles fósiles. En Magallanes se construirá una planta productora de combustibles a base de hidrógeno, la primera de su tipo en Chile. En México y Perú, en tanto, también evalúan elaborar estrategias nacionales respecto al hidrógeno verde.

Oportunidades

Aun así, son pocos los países que han establecido una guía concreta hacia un futuro en carbono neutro. En Centroamérica, Costa Rica lidera con un Plan Nacional de Descarbonización hacia 2050. El Salvador, en tanto, ha avanzado hasta tener un 66,2% del total de su capacidad eléctrica instalada en energías renovables y posee, además, la planta solar con la infraestructura de almacenamiento más grande en Centroamérica, el proyecto de Capella Solar, y pronto completará la planta eólica más grande de la zona, en Santa Ana.

‘En América Latina y el Caribe, numerosos países han sido líderes en la adopción de tecnologías de energía limpia. La región tiene una de las matrices energéticas más limpias del mundo, en parte debido a una gran dependencia de la energía hidroeléctrica. De hecho, algunos países como Costa Rica, Uruguay y Paraguay producen casi el 100% de su electricidad a partir de fuentes renovables. En términos de energía renovable no hidroeléctrica, al menos 15 países han agregado 32 GW de capacidad a través de subastas de energía renovable, según nuestros cálculos. Las subastas de suministro de energía han tenido éxito en atraer inversiones, contribuyendo con más de US$ 46 mil millones desde 2015. Las tecnologías solares y eólicas ahora son competitivas en costos con las fuentes tradicionales de combustibles fósiles en la región, lo que las hace viables a los precios de la energía del mercado’, comenta Viscidi.

Para Beltrán, otra de las oportunidades es la eficiencia energética, donde podrían ahorrarse hasta US$ 35 mil millones. Ahí destaca ‘el Observatorio de Sistemas de Gestión de la Energía de América Latina y el Caribe, donde la idea es visibilizar los beneficios que aporta la eficiencia energética para los sectores industriales y comerciales’.

La cumbre del clima COP26 -programada para noviembre en Glasgow, Escocia- hará énfasis en la importancia de poner fin a las energías dependientes del carbono y la adopción de otras de tipo renovable. Ante ello, la región enfrenta varios desafíos.

‘Por un lado, se necesitarán grandes cantidades de capital para poner en marcha sistemas de energía con bajas emisiones de carbono. Los gobiernos se enfrentan a una crisis fiscal debido a la dificultad económica resultante del covid-19, y la inversión privada se ve obstaculizada por el alto grado de riesgo político’, apunta Viscidi.

Fuente: El Mercurio

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