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 26-03-2021
Nace la Asociación Peruana de Hidrógeno: “H2 Chile forma parte de nuestros aliados”

Daniel Cámac, presidente de la entidad, señala a ELECTRICIDAD que la idea es convertir a la región en un líder de la energía del futuro, donde destaca el potencial de energías renovables que existe en el país vecino y el norte de Chile.

Seguir trabajando de la mano con Chile es una de las expectativas que plantea Daniel Camác, presidente de la recién nacida Asociación Peruana de Hidrógeno (H2 Perú), que pretende fomentar el desarrollo de una nueva industria con este recurso energético, donde la cooperación con los países de la región es un aspecto relevante para avanzar en este industria.

En entrevista con ELECTRICIDAD, el ejecutivo señala que tanto Perú como Chile tienen un alto potencial de energía solar, en el que se puede trabajar para la producción del hidrógeno verde, por lo que también destaca los lazos creados con la Asociación Chilena de Hidrógeno (H2 Chile).

Perspectivas
¿Cuál es el potencial que tiene Perú para producir H2 verde?

Perú tiene un potencial enorme por sus características geográficas de proveer una energía limpia a los peruanos y más, a largo plazo, de crear un mercado de exportación a aquellos países que carecen de fuentes renovables para generar su propio hidrógeno verde. Efectivamente, el Perú cuenta con una de las radiaciones solares más altas del planeta: 5,5 a 6,5 kWh por m2 y presenta un excelente recurso eólico en las zonas de Ica, Piura, Trujillo y Lambayeque. Hacia este objetivo de país exportador de hidrógeno verde, es necesario adoptar un compromiso integral que involucre a las autoridades del sector público y organismos privados para construir una red de producción y transporte que permita un acceso fácil a este recurso energético limpio.

Considerando el recurso gasífero, ¿Qué perspectivas tiene Perú para producir hidrógeno?

Considerando sus recursos en gas natural con el yacimiento de Camisea, Perú también tiene la oportunidad de desarrollar hidrógeno azul a costo competitivo. Producir hidrógeno a partir de gas natural y usando la tecnología de captura y almacenamiento de carbono (CAC) es una opción muy seria para considerar: no es un hidrógeno totalmente libre de carbono, pero emite poco CO2. En un país como Perú, tenemos la inmensa ventaja de poder ser líderes en la producción de ambos hidrógenos, verde y azul.

¿Cuál es la capacidad instalada de Perú en energías renovables, como base para la producción de hidrógeno verde?

Según la Agencia Internacional de la Energía, Perú contaba a finales de 2019 con algo más de 6.600 megavatios de potencia renovable: 5.741 megas hidráulicos; 372 eólicos; 341 solares; 186 de bioenergía (173 bagazo + 13 de residuos renovables municipales). En 2020 entraron en operaciones cuatro centrales de energías renovables por casi 60 MW de capacidad.

Perú es un país minero, ¿Cómo ve el potencial de esta industria para el uso de hidrógeno verde y dónde se podría usar?

Si, Perú es un país minero y la minería es uno de los grandes consumidores puntuales de energía en el país, por ejemplo, en la minería del cobre sólo la mitad recae en electricidad y la otra mitad son combustibles fósiles (90% diésel). Aunque se pueda usar electricidad 100% renovable en minería aun faltaría descarbonizar la otra mitad de la energía utilizada, y es allí donde el hidrógeno verde puede ayudar. Es una pieza clave en el proceso de transición energética a emisiones netas cero de CO2, puesto que hay actividades que van a ser difíciles de electrificar como, por ejemplo, transporte marítimo o aéreo, camiones mineros (dumper) o procesos industriales. El H2 verde además ofrece la posibilidad de integrar un porcentaje de energías renovables mucho mayor pudiendo entregar energía limpia las 24h del día y sin comprometer la estabilidad del sistema.

El hidrógeno verde permite hacer más sustentables muchos usos de la energía y utilizar electricidad renovable en aplicaciones “no electrificables”; como por ejemplo en vehículos pesados de minería CAEX, vehículos de largo alcance (camiones, buses, barcos y aviones), o aquellos que operan 24/7 (grúa horquilla). El hidrógeno verde puede ser utilizado como insumo para otros procesos industriales: en refinerías, fundiciones, para producción de amoniaco (fertilizantes, explosivos industriales). La ventaja es que, en todos estos usos, el hidrógeno no genera emisiones de gases de efecto invernadero, luego puede ser un pilar fundamental en la descarbonización de la economía.

¿Cuál es el plan de H2 Perú en el corto plazo?

Observando el panorama global y regional, las ventajas excepcionales que tiene el Perú para producir hidrógeno verde y el potencial para su economía, junto con Carlos Diez Canseco y Gaelle Dupuis decidimos crear H2 Perú, Asociación Peruana de Hidrógeno para explorar el alcance de las oportunidades, la importancia que significa para el país y proponer una estrategia adecuada, junto con las organizaciones que están asociando. Se espera a través de esa asociación, sin fines de lucro, lograr un compromiso integral que involucre a las autoridades y organismos privados para construir una red de producción y de transporte que permita un acceso fácil a este recurso energético limpio.

Se busca generar el ecosistema del hidrógeno en Perú, para a la vez educar sobre hidrógeno verde, organizar espacios de interacción que nos permite intercambiar visiones, experiencias, y necesidades para identificar, vincularnos con nuestras homólogas a nivel internacional; tener representatividad ante los actores y autoridades del sector energético en Perú realizar estudios que nos permiten proponer una hoja de ruta país y ofrecer un marco operativo necesario al desarrollo de pilotos.

Cooperación
¿Cómo será el trabajo de colaboración con H2 Chile?

H2 Chile forma parte de nuestros aliados y nos está apoyando desde que nació esa idea. Gracias por su asesoría y experiencia previa hemos podido avanzar rápidamente con la creación de la asociación. Seguiremos trabajando de la mano, así como con las demás asociaciones de hidrógeno de Suramérica, para convertir la región en un líder de la energía del futuro.

¿Cómo aprecia el potencial de las energías renovables entre chile y Perú para producir hidrogeno?

El sur del Perú y el norte de Chile son espacios con recursos importantes de energía solar que pueden verse potenciadas con el desarrollo integrado de soluciones en hidrógeno. De todas formas, es un camino a explorar en el futuro.

Fuente: Revista Electricidad

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