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

Estudio de ACERA A.G. señala que es posible retirar las centrales a carbón en torno a 2030

Se dieron a conocer los resultados del Estudio “Ruta de Referencia para Alcanzar Cero Emisiones en el Sector de Generación de Energía Eléctrica en Chile”, que analizó distintos escenarios de cierre progresivo, primero de centrales a carbón y luego de centrales a gas y diésel.

El proceso de una completa descarbonización de la matriz eléctrica debe ser llevado a cabo mediante la implementación oportuna de un conjunto de políticas públicas que permitan conciliar la urgencia climática con la provisión de energía de manera segura, económica y sustentable. Cualquier tropiezo en ese camino, podría traducirse tanto en un aumento de las emisiones como de los costos de la energía.

Este es el escenario descrito por la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera A.G.), donde se dieron a conocer los resultados finales del estudio «Ruta de Referencia para Alcanzar Cero Emisiones en el Sector de Generación de Energía Eléctrica en Chile», encargado por el gremio a la consultora SPEC, en colaboración con el Instituto de Sistemas Complejos de Ingeniería (ISCI) de la Universidad de Chile, y la Universidad Técnica Federico Santa María.

Los principales aspectos del trabajo fueron abordados en un webinar, que contó con la apertura introductoria de la futura directora ejecutiva de Acera, Ana Lía Rojas, quien sostuvo una interesante conversación con Carolina Urmeneta, jefa de la Oficina de Cambio Climático del Ministerio del Medio Ambiente, acerca de la importancia de los resultados del estudio y los objetivos de la estrategia de carbono neutralidad.

«La crisis climática es el gran problema que define nuestra era. Por tanto, la pregunta que debemos hacernos hoy transversalmente ya no es si logramos llegar a un 100% libre de emisiones, sino que el debate ahora es qué, cuánto, cuándo y cómo. Hay un gran sentido de urgencia para cumplir con los compromisos acordados, no sólo a nivel global sino también nacional», planteó Ana Lía Rojas.

Según Carolina Urmeneta, «tenemos un déficit en nuestra ruta en la claridad en la evaluación respecto a la justicia de la meta, en el cómo hacemos esta transición justa, la justicia climática respecto a cómo hacemos esta meta y cómo se involucra y afecta de manera completa a la ciudadanía. Ahí tenemos un desafío que está detectado a nivel internacional, tenemos que reforzarlo en un trabajo conjunto, participativo e inclusivo».

Descarbonización

La investigación analizó distintos escenarios de cierre progresivo, primero de centrales a carbón y luego de centrales a gas y diésel, con el propósito de identificar aquellas condiciones que, en cada caso, se deben cumplir para llevar con éxito el proceso de transición energética. Los análisis demostraron que es posible retirar las centrales a carbón en una fecha en torno al 2030, y las centrales a gas y diésel en el periodo 2035-2040, siempre y cuando se realicen los cambios regulatorios y las inversiones adecuadas para alcanzar este objetivo.

«Es importante destacar que, en todos los análisis, además de la necesidad de desarrollo de una importante cantidad de nuevas centrales de generación renovables, también se requiere que dichas centrales cuenten, por ejemplo, con la tecnología y las habilitaciones normativas para que puedan participar del control rápido de frecuencia y tensión. Contar con estas capacidades implicaría importantes ahorros en infraestructura. Algunas de estas capacidades tecnológicas aún no están completamente disponibles en el mundo, por lo que es fundamental que nuestro país participe activamente en su desarrollo», subrayó Darío Morales, director de Estudios de Acera, quien presentó las principales conclusiones del informe.

Posteriormente, se abrió un espacio de conversación con un destacado panel compuesto por Cecilia Dastres, jefa de Contenidos, Metodología y Asociatividad de la División de Participación y Diálogo del Ministerio de Energía; Céline Assémat, Senior consultant de DNV y Consejera de Acera; Daniela González, socia directora de Domo Legal; Rosa Serrano, PHD Researcher Manchester University, y la moderación de Carlos Finat, firector ejecutivo de Acera.

«Hay un montón de desafíos interesantes de los que tenemos que hacernos cargo para que podamos lograr un sector cero emisiones, primero hay temas de contexto social y es importante que nos hagamos cargo, la energía renovable hoy día ya no es vista como algo tan novedoso, sino que tiene sus resquemores en distintos territorios. Otro gran tema es la falta de confianza generalizada que existe hoy día en la sociedad y, especialmente, hacia la actividad industrial. Lo último tiene que ver con el cambio climático, ya que ese discurso no siempre se alinea con el resto de la sociedad, en Chile hemos estado viviendo estos años todas las consecuencias del estallido social, si no somos capaces de alinear el discurso del cambio climático, de la transición energética, de cómo logramos una matriz energética cero emisiones, con las demandas ciudadanas que son de corto plazo, no vamos a ser capaces de lograr el desafío», resaltó Cecilia Dastres.

Por su parte, Daniela González enfatizó en su opinión cuáles son los principales desafíos para llevar este proceso de transición en forma exitosa: «Articular la conducción de liderazgos que se necesitan en el camino hacia la carbono neutralidad con el manejo y la gestión de las dificultades de corto plazo. Sabemos que hay varias decisiones que se tomaron en este sector, efectos de la pandemia y del estallido social, que se comenzaron a ver en el corto plazo, el agotamiento del fondo de estabilización, el término de la vigencia de la ley de servicios básicos, que probablemente va a afectar las tarifas, entonces es difícil que por un lado estés llamando a incentivar la inversión si para manejar la problemática de corto plazo se toman medidas que son inconsistentes con esa voluntad. Lo principal es generar una consistencia en las medidas que se adopten para gestionar las medidas de corto plazo con el camino difícil e intenso que se debe hacer para la carbono neutralidad».

«Yo veo con preocupación como Chile se va quedando atrás con muchos cambios que son absolutamente necesarios de impulsar para todos los desafíos que requiere la transición energética», reflexionó por su lado Rosa Serrano.

«Ningún cambio tecnológico o administrativo es posible sin mirar hacia la comunidad, un ejemplo de esto fue el cambio a los medidores inteligentes, por tanto, el rol del usuario es fundamental en poder implementar nuevas tecnologías y en todos los desafíos que se nos vienen», agregó.

«La institucionalidad debiera ser más líder en esta transición energética, estar a la vanguardia y proponer soluciones, acompañar a las empresas y no ser un freno en algunos aspectos de la transición. Pienso por ejemplo en los servicios complementarios, donde sabemos que las renovables pueden prestar muchos servicios complementarios y de frecuencia, pero a la fecha no lo están haciendo porque el coordinador no lo está considerando. Otro punto es el impuesto verde, que se ve en el estudio, actualmente no es rentable, no es óptimo económicamente hacer la salida de las centrales a carbón porque no tenemos precio al carbón, vemos que si damos precio a este carbono va a ser mucho más lógico esta transición y da también más incentivos a las centrales renovables para implementarse y a las centrales fósiles para salir», complementó Céline Assémat.

Fuente: Electricidad

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