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

Hidrógeno Verde: el combustible del futuro puede ser chileno

El desarrollo que ha logrado Chile en cuanto a la matriz de energías renovables solares pueden convertir al país en uno de los principales productores de este elemento, de manera amigable con el medioambiente.

¿Qué tienen en común naciones como Chile, España, Inglaterra, Alemania, Holanda y Francia? La respuesta es que estos seis países han establecido el año 2050 como meta para alcanzar la carbono neutralidad, es decir, que el país pueda consumir todo el dióxido de carbono que genera con un impacto medioambiental igual a cero. Para lograrlo, el Gobierno chileno ideó una hoja de ruta que se enfocará en recuperar los bosques, potenciar la electromovilidad y las energías renovables, lograr el retiro de las centrales termoeléctricas a carbón, y el desarrollo del hidrógeno verde, entre otras medidas.

Este último combustible, ha sido catalogado como una “revolución”, como el “combustible del futuro” o también como “la nueva maravilla” y Chile tiene, según expertos, una gran posibilidad de transformarse en uno de los principales productores mundiales. Pero, ¿qué es el hidrógeno verde?

El combustible del futuro

El elemento que más abunda en el planeta es el hidrógeno, y en la actualidad existen distintas formas de obtenerlo. En un 95% se produce a nivel mundial desde el gas natural, petróleo y el carbón, llamado “hidrógeno gris”, el cual tiene un método industrial poco amigable con el medio ambiente, siendo responsable del 1% de las emisiones de gases de efecto invernadero a nivel global. Pero, también existe un proceso llamado “electrólisis”, método que consiste en separar el hidrógeno y el oxígeno de la molécula del agua (H2O), mediante la aplicación de electricidad.

Si la descomposición de la molécula de agua es a partir de electricidad que proviene en un 100% de energías renovables, se le denomina “hidrógeno verde”.

El hidrógeno ha sido utilizado históricamente como combustible en refinerías, en la producción de amoníaco y en la industria acerera, entre otras, pero actualmente se han desarrollado nuevos usos, lo que ayudará en la reducción de emisiones en industrias, así como también para proporcionar el combustible para camiones, transporte público o embarcaciones, transformándolo en un potencial reemplazante del petróleo y otros combustibles fósiles en estos procesos.

¿Por qué Chile?

Para la Agencia Internacional de Energía, Chile podría llegar a producir 160 millones de toneladas de hidrógeno verde al año, doblando la demanda actual de hidrógeno en todos sus tipos, y según estimaciones de Bloomberg, el precio del hidrógeno verde será competitivo con el diésel en aproximadamente 10 años más.

Para los expertos, Chile se puede convertir en un líder mundial en producción, con una industria que se puede transformar en nuevo polo de progreso para el país y que cuenta con el potencial necesario para transformarse en un sector productivo tan esencial como es en la actualidad la minería del cobre. Para el director de Estudios de Acera, el momento para actuar es ahora, buscando no solo convertir a Chile en exportador del elemento. “Es necesario que el país aproveche la oportunidad de usar sus recursos naturales como una palanca para participar en aquellas etapas de mayor valor agregado dentro de la cadena de valor del hidrógeno. Sería una lástima que nos quedemos sólo en la exportación de hidrógeno verde y no participemos también en la exportación de tecnología, conocimiento y capital humano para esta industria global. Para que esto se haga realidad, debemos trabajar con sentido de urgencia”.

Y si bien el norte del país tiene una riqueza importante en cuanto a la energía solar, la zona sur del país destaca por su potencial en el desarrollo de energías eólicas. “Desde esta perspectiva, no hay limitación en cuanto al lugar de producción de hidrógeno verde, siempre y cuando el 100% de nuestra electricidad sea producida con fuentes renovables”.

Chile crece en ERNC

En los últimos años, Chile se ha convertido en uno de los principales países a nivel mundial para el desarrollo de energías renovables, que buscan mitigar los efectos del cambio climático, generando energía sostenible y no contaminante. Según el listado Climatescope 2019, elaborado por Bloomberg NEF, el país se encuentra en el primer lugar de Latinoamérica y en el segundo lugar en el mundo, detrás de India, como mercado emergente atractivo para la inversión en este tópico entre un total de 104 países.

En junio, las energías renovables conocidas como “no convencionales” representaron el 18.2% de la matriz energética nacional, con una participación acumulada a julio de 2020 correspondiente al 19,2% de la matriz eléctrica, según información entregada en el informe de Estadísticas del Sector de Generación de Energía Eléctrica Renovable del mes elaborado por Acera. A ello se suma el aporte de la energía hidráulica convencional, con lo cual las energías limpias llegaron a 38,7% a julio de 2020.

El avance de las energías renovables aumenta el valor que tendrá para el país la producción de hidrógeno verde.

Fuente: Enel

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