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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Francesco La Camera, IRENA: “Las energías verdes son imparables y crecerán significativamente en los próximos años”

A la cabeza de la Agencia Internacional de Energías Renovables, destaca que Chile ha asumido el papel de líder regional para la promoción de la transición energética y está muy avanzado en el desarrollo de políticas, regulaciones y estrategias en la materia.

‘El mundo necesita hacer la transición a emisiones netas cero (de gases de efecto invernadero). Y la innovación es la columna vertebral de la transición energética global basada en energías renovables’. Así lo asegura a ‘El Mercurio’ el director general de la Agencia Internacional de Energías Renovables (IRENA), Francesco La Camera. El alto funcionario internacional, de nacionalidad italiana, fue uno de los oradores de la Clean Energy Ministerial (CEM 12) y el Mission Innovation Ministerial (MI-6). Ambos encuentros, que se desarrollan en Chile desde el pasado lunes y culminan este domingo, constituyen la mayor cumbre a nivel ministerial sobre energías limpias del planeta. Debido a la pandemia, las sesiones han debido realizarse a través de una plataforma de streaming abierta.

—Tanto CEM12 como MI-6 buscan acelerar la transformación energética. ¿Cree que esto es posible ahora mismo?

‘Estamos en una carrera contrarreloj, pero es posible. El tiempo es el elemento crítico en nuestros esfuerzos globales para acelerar la transición energética. 2021 es un año clave con la transición energética y las ambiciones netas cero como temas centrales que se encuentran en todas las reuniones mundiales, desde esta Cumbre CEM/MI, G7 y G20, hasta el Diálogo de alto nivel del Secretario General de la ONU sobre Energía y COP26 a finales de este año. Cada vez más países están aumentando sus ambiciones climáticas para 2030 y estableciendo objetivos netos cero para 2050’.

—¿Cuándo podrían las energías renovables convertirse en la fuerza motriz del planeta?

‘Las energías verdes son imparables y crecerán significativamente en los próximos años. Durante la última década, las energías renovables han dominado entre los nuevos proyectos. Y a pesar de la incertidumbre, en 2020 se agregó un récord de más de 260 GW de capacidad renovable a nivel mundial, mientras que la energía derivada de combustibles fósiles continuó su tendencia a la baja. Tan solo América Latina ha aumentado su capacidad renovable instalada en un notable 4%. En países como Paraguay, Uruguay o Costa Rica sus sistemas de energía dependen de fuentes renovables prácticamente en su totalidad. La perspectiva de IRENA prevé una participación global en la energía del 90% en 2050. Creemos que el futuro sistema energético se basará en energías renovables y se complementará con hidrógeno verde y bioenergía moderna’.

Según La Camera, el desarrollo económico no se verá comprometido por la protección del medio ambiente. ‘Las oportunidades socioeconómicas serán enormes. Invertir en la transición creará de 3 a 4 veces más puestos de trabajo que en los combustibles fósiles. En los próximos tres años, las inversiones en transición pueden agregar seis millones de nuevos puestos de trabajo en todo el mundo. En general, se prevé que los empleos del sector energético empleen a 100 millones de personas en 2050’, dice el funcionario internacional, quien dirigió la delegación italiana en tres versiones de la COP.

—¿Qué papel puede jugar Chile en esta transformación?

‘En primer lugar, Chile ha asumido el papel de líder regional para la promoción de la transición energética y está muy avanzado en el desarrollo de políticas, regulaciones y estrategias para promover el uso de energías renovables y tecnologías de energía limpia. IRENA y Chile somos socios cercanos en una iniciativa regional que tiene por finalidad lograr un objetivo regional renovable del 70% de la generación de energía para el 2030. ‘Energía renovable para América Latina y el Caribe’ (RELAC) trabaja con países como Colombia y Costa Rica para superar los desafíos que obstaculizan el despliegue de renovables en América Latina. Además, Chile es parte de la ambición global de los países que se comprometieron con una economía neutra en carbono para 2050, eliminando gradualmente la energía de carbón existente en los próximos tres años. En particular, destaco este esfuerzo realizado en estrecha coordinación con el sector privado, que puede proporcionar valiosas lecciones aprendidas para otros países del mundo’.

—¿Cuáles son los principales obstáculos a los que todavía se enfrentan las energías renovables para desplazar a los combustibles fósiles?¿Cómo enfrentarlos?

‘Por ejemplo, todas las plantas de carbón en proceso deberían abandonarse para buscar soluciones más adecuadas desde el punto de vista económico y medioambiental. Debemos evitar una doble vía para la transición energética donde algunos países rápidamente se vuelven verdes y otros permanecen atrapados en el sistema basado en fósiles del pasado. La perspectiva de IRENA muestra que podemos lograr un cambio seguro para el clima con una inversión adicional del 30% sobre los planes actuales, en un total de 130 trillones de dólares de inversión para la transición energética para 2050. Pero esto también significa una redirección masiva del dinero de los combustibles fósiles hacia activos verdes. Esto no es todo capital del estado, pero las decisiones de inversión deben ir de la mano de políticas y regulaciones de apoyo para garantizar que las capacidades industriales y económicas estén alineadas con los objetivos de recuperación y transición’.

—¿Qué opina del hidrógeno verde como fuente de energía? ¿En qué áreas podría ser más eficiente?

‘El hidrógeno verde puede cambiar las reglas del juego para la transición energética y proporcionar una forma rentable de descarbonizar sectores ‘difíciles de electrificar’ como la industria y el transporte. La perspectiva de IRENA proyecta que el hidrógeno podría representar alrededor del 10% de los esfuerzos de mitigación de CO2 necesarios para lograr un sistema de energía neta cero para 2050. La economía del hidrógeno verde está mejorando constantemente. La caída de los costos de la energía solar y eólica, a su vez, está reduciendo los costos del hidrógeno verde. A medida que los costos caigan aún más, el hidrógeno verde será competitivo en costos o más barato que el hidrógeno de combustibles fósiles en esta década’.

Fuente: El Mercurio

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