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

Estados Unidos: Energías limpias superan al carbón por cuarenta días seguidos

El segundo país del mundo en liderar las emisiones de dióxido de carbono (CO2), lleva más de un mes abasteciéndose de energía eléctrica a través de fuentes renovables. Aunque la causa está en la menor demanda por la paralización de actividades, ¿Por qué no planificarlo cómo algo permanente?

El verde e inesperado cambio comenzó el 25 de marzo, cuando la energía solar, eólica e hidroeléctrica produjeron más que el carbón. Pese a que la mayor causa es la paralización de actividades, también influyeron otros factores: la baja demanda produce que el carbón sea la primera fuente de energía que los servicios públicos cortan, las fuentes renovables subsidiadas son más baratas de operar y tienden a estar respaldadas por los mandatos estatales.

También incidió el aumento estacional de energía solar e hidroeléctrica. Todo aquello produjo que Estados Unidos -el segundo país más contaminante con CO2- lleve cuarenta días seguidos abasteciéndose de energía eléctrica, principalmente a través de fuentes limpias.

Según datos de la Energy Information Administration (EIA) de Estados Unidos, las energías renovables “generaron más electricidad que el carbón todos los días en el reciente mes de abril”. El Institute for Energy Economics and Financial Analysis (IEEFA), que lleva a cabo investigaciones y análisis financieros relacionados con la energía y el medio ambiente, había pronosticado que la generación de energía a partir de energías renovables, superaría al carbón en 2021. Pero estas estimaciones se adelantaron, ya que en el primer trimestre de 2020, la generación renovable superó inesperadamente el carbón. Este fenómeno continúa y hay grandes probabilidades de que se mantenga durante todo el año 2020.

La investigadora del Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR)2, coordinadora de la Red de Pobreza Energética y académica de la Facultad de Ciencias Sociales U. de Chile, Anahí Urquiza, explica para Desafío Tierra: “Es una buena noticia, porque demuestra que la transición energética ha avanzado significativamente a pesar de la falta de voluntad política de la autoridad central. Esto demuestra que existen las condiciones de mercado, las tecnologías y la infraestructura para escalar el uso de energías limpias”.

Sin embargo, la experta agrega que “no es suficiente y estamos lejos de las metas de reducción de emisiones que deberíamos cumplir para mantener la temperatura bajo 1,5ºC. Acá las voluntades de las autoridades a nivel internacional son fundamentales, ya que esta disminución del uso de energías sucias debe ser sostenido y definitivo”.

El director ejecutivo de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (ACERA), Carlos Finat, califica como una gran noticia lo que ocurre en Estados Unidos y asegura para Desafío Tierra: “En parte, ese logro se debe a la baja de la demanda que resulta del menor nivel de actividad, que generan las medidas sanitarias que se han tomado contra el COVID19, pero de igual manera, esta situación es un claro indicador de que el sistema eléctrico de USA no depende más del carbón, cuya participación será cada vez menor con el masivo ingreso de las renovables”.

Fenómenos “pasajeros” del confinamiento

“Que en el contexto de confinamiento bajen las emisiones es solo pasajero, suele suceder en las diferentes crisis y si esto no es abordado con esfuerzos profundos de transformación para la reactivación económica, lo que suceda post crisis puede ser totalmente contraproducente: aumentando las emisiones, sacrificando los esfuerzos ambientales por privilegiar actividad económica a cualquier precio, retroceso en los compromisos internacionales por urgencias locales, etc. Esto es realmente peligroso”, asegura Urquiza.

Sobre si estos episodios tendrán efectos de largo plazo, Finat explica: “Aún está por verse cuál será la duración de esta pandemia y, por consiguiente, cuánto durarán las medidas de confinamiento, pero de lo que no cabe duda es que, a su término, la demanda eléctrica va a volver a aumentar y es esperable que la participación de las renovables también aumente, debido a la gran cantidad de proyectos eólicos y solares actualmente en construcción”.

Añade que desde el punto de vista de las emisiones, “la pandemia ha provisto al mundo de un respiro y esperamos que se mantenga en el tiempo y, es acá donde el protagonismo de las energías renovables nuevamente toma fuerza”. El director ejecutivo de ACERA, espera que “con la crisis sanitaria no nos olvidemos de que la crisis climática se mantiene, si no que -al contrario- tomemos mayor impulso”.

Planificar para transformar

Un cambio definitivo como es el que necesitamos, requiere planificación y voluntad. Sobre comenzar a imaginar una transformación permanente hacía energías verdes, Anahí Urquiza, expresa que sin duda es el momento, “el mundo paró y costará volver a moverlo como estaba. Hay dos caminos, o seguimos por las alternativas preexistentes, siempre más fácil y rápido, profundizando la crisis ecológica, o aprovechamos el freno para mover el timón y reactivar la economía bajo un paradigma nuevo, donde la reducción del consumo de productos y de energía directa, la reutilización de los productos, el reciclaje para reutilización de las materias primas y la utilización a gran escala de energías limpias es una condición necesaria”.

Añade que “Este es un dilema colectivo, pero donde tenemos la oportunidad única de reinventarnos, alejándonos de las futuras crisis que sin duda llegarán al mantener el camino tradicional. Ya sabemos que es posible, ahora debemos hacerlo”.

Para Carlos Finat es momento de planificar una “recuperación verde” luego de la pandemia. “Este concepto señala que, para la vuelta a la nueva normalidad, que se dará una vez que la pandemia esté controlada, será necesario realizar nuevas inversiones y esas inversiones deberían privilegiar la sustentabilidad, incluyendo la mitigación de emisiones de GEI. En esa línea, el desarrollo de las energías limpias para seguir avanzando hacia una transición energética total de Chile y el mundo sigue siendo una de las alternativas más eficientes económica, ambiental y socialmente hablando y podría tomar aún más fuerza”.

Fuente: Desafío Tierra

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