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

Publicado el 19-05-2020
Ministerio de Energía adelanta los cuatro ejes de la estrategia nacional de hidrógeno verde a 2050

Considera, entre otros, crear un marco regulatorio, análisis de políticas internacionales y un plan de acciones concretas a 2025.

Desde hace un tiempo que el desarrollo del hidrógeno verde -producido con electricidad proveniente de fuentes renovables- se ha tomado la agenda de los expertos en Chile, argumentando que podría ser la llave del crecimiento económico sostenible.

A mediados de 2019, Corfo realizó un estudio para la hoja de ruta del hidrógeno verde, cuyos avances servirán de base para una estrategia que será liderada por el ministerio de Energía. Hoy, por primera vez, el gobierno revela los cuatro lineamientos del plan que será entregado antes de fin de año. ‘El hidrógeno verde es una de las mejores oportunidades que tenemos como país para desarrollar una nueva industria (…) es una unión virtuosa, ya que genera crecimiento económico y desarrollo, y es amigable con el medio ambiente’, afirma el ministro de Energía, Juan Carlos Jobet.

La estrategia consta de cuatro ejes: desarrollar regulación para su uso y producción; analizar planes y políticas del combustible a nivel internacional; convocar a ministerios, mundo privado y la academia para elaborar la hoja de ruta -que tendrá un plan de acción a 2025- y la identificación de proyectos que estén desarrollando privados para analizar opciones de cofinanciamiento. Jobet señala que esta estrategia es una de las palancas para cumplir la meta de carbono neutralidad a 2050, en el marco del Acuerdo de París. Por ello, la actualización de las Contribuciones Nacionalmente Determinadas (NDC, su sigla en inglés) establece que la generación de hidrógeno verde representará entre el 18% y 27% de la reducción de Gases de Efecto Invernadero (GEI), al reemplazar a los combustibles fósiles. ‘Analizamos cuál es nuestra estrategia hacia la meta de carbono neutralidad y al mirar qué palancas tenemos para cumplirla, el hidrógeno verde se sitúa como fundamental’, dice.

Según el Ministerio de Energía, el 96% de la producción de hidrógeno mundial se realiza con combustibles fósiles (hidrógeno gris), en tanto Chile tiene una oportunidad para producir hidrógeno verde con energías renovables a precios competitivos. ‘Debiera ser capaz de producir 1 kilo de hidrógeno verde a US$ 1,5 y US$ 2 a 2030, más barato que el diésel, sin considerar que este último podría pagar impuestos adicionales para hacerse cargo de las emisiones de CO2’, señala Jobet.

Hacia una regulación

Para definir los ejes, se identificaron tres brechas principales en el país: falta de conocimiento general sobre beneficios y oportunidades; falta de regulación, de experiencia y conocimiento. Uno de los ejes es ‘desarrollar la regulación para habilitar todos los usos y la producción del hidrógeno verde’, dice Jobet. La normativa será elaborada participativamente a través de un Comité Consultivo y mesas técnicas lideradas por la cartera de Energía.

Un segundo frente -que ya fue realizado- consta del análisis de estrategias y políticas de los seis países líderes en hidrógeno verde -Alemania, Austria, Australia, Estados Unidos (California), Japón y el Reino Unido. Este benchmark concluyó que la estrategia chilena debe cubrir ‘aspectos de educación, regulación, mercado y sociedad (…) Algunos países incluyen subsidios para promover el desarrollo de mercado, lo cual no será simple de replicar en Chile. Por ejemplo, Alemania destinará al menos 8 mil millones de euros en incentivos directos al hidrógeno en los próximos años’, afirma.

Otro pilar es el trabajo interministerial y la elaboración de un plan de acción a 2025. Esto contará con el apoyo de un consejo asesor, clave para construir ‘una estrategia con apoyo transversal y que tenga continuidad en el tiempo’, comenta el ministro. Este consejo -que tendrá su primera reunión el próximo 3 de junio- estará compuesto por el exPresidente Ricardo Lagos; la exsecretaria ejecutiva de la Comisión Nacional de Energía y vicepresidenta de Icare, Vivianne Blanlot; el exministro de Medio Ambiente, Marcelo Mena; el Champion de la COP25 y fundador de Triciclos, Gonzalo Muñoz; el economista, Klaus Schmidt-Hebbel, y la directora ejecutiva de la Fundación Observatorio Fiscal, Jeanette von Wolfersdorff.

El cuarto eje busca identificar proyectos privados que estén usando hidrógeno verde en Chile, como pilotos de buses, grúas horquilla, calderas, entre otros. Por ejemplo, están trabajando con ENAP en un proyecto de pequeña escala de energía eólica y están armando un concurso para cofinanciar estudios de preinversión con fondos de la Unión Europea, donde el hidrógeno será un área de acción prioritaria.

Citando a la consultora McKinsey, Jobet indica que hay oportunidades de inversión para este combustible verde por US$ 475 mil millones a 2030 y estimaciones de ventas anuales a 2050 que corresponderían a la mitad del tamaño que tiene hoy el mercado del petróleo en el mundo.

‘La visión general es abordar los desafíos ambientales, económicos, de crecimiento e impacto social, aprovechando nuestras energías renovables para producir hidrógeno verde, que puede ser una industria de exportación y llegar a ser tan importante como la minería de cobre para Chile’, afirma Jobet.

Fuente: Diario Financiero

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