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

Nuevos proyectos renovables añaden más de 3.100MW al sistema este año

En lo que va de 2020, 61 iniciativas de este tipo empezaron sus pruebas o entraron en operación. Otras 39, actualmente en construcción, estarían funcionando antes de fin de año.

Ni la pandemia ha podido detener el avance de los proyectos de energías renovables en el país y el objetivo de descarbonizar la matriz eléctrica nacional para el año 2040. Según datos entregados por el Ministerio de Energía, al 30 de junio había 36 centrales de generación en fase de pruebas, con una potencia neta de 640MW, de las que el 54% corresponde a tecnología eólica y el 35%, a solar. Mini hidro, biogás-biomasa y gas natural completan las iniciativas. Pero no sólo eso. Desde el inicio de 2020, 61 proyectos renovables iniciaron operación comercial o fase de pruebas, totalizando 893MW que se suman al sistema, mientras que 39 de los proyectos que están en construcción -por 2.251MW- comenzarían a funcionar antes de fin de año.

‘La gran mayoría de los proyectos que se pondrán en servicio en los próximos meses es de carácter renovable. Esta batería de iniciativas es un paso más hacia la descarbonización y la carbono neutralidad, en la medida que todas ellas contribuyen a desplazar otras fuentes de generación térmica que hoy en día representan la mayor porción de la energía eléctrica generada en nuestro país’, destaca el subsecretario de Energía, Francisco López.

En total, según los antecedentes recabados por el Ministerio de Energía y provistos por la Comisión Nacional de Energía y la Corporación de Bienes de Capital, 71 centrales se encontraban en construcción en junio pasado, con una inversión de US$ 10.916 millones y un aporte de 5.970MW.

En cuanto a capacidad, el 91% de las centrales en construcción empleará energías renovables y el 76% corresponderá a Energías Renovables no Convencionales (ERNC), siendo las tecnologías solar y eólica las más relevantes. A nivel de inversión, las más significativas son la hidroeléctrica y la solar.

Entre esos proyectos destaca Cerro Dominador, ‘pues su capacidad de almacenamiento representa un cambio de paradigma fundamental para una mayor penetración de energía renovable variable como son la solar y eólica’, explica el subsecretario.

En paralelo, 33 proyectos de transmisión se encontraban en construcción en junio, con inversiones por US$ 796 millones y una longitud de líneas que alcanza los 708 kms. En términos de inversión, las obras lineales representan el 62%, mientras que las subestaciones concentran el 38% restante. Las más relevantes se encuentran en las regiones de Los Lagos y Metropolitana-O´Higgins.

‘A pesar de las dificultades que está viviendo Chile y el mundo en los últimos meses, el interés de las empresas por hacerse parte de esta transición energética no ha disminuido’, comenta López. Coincide el director ejecutivo de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera), Carlos Finat: ‘El sector de energía ha dado continuidad a los puestos de trabajo relacionados a la operación, mantenimiento y construcción de las plantas renovables’.

Desafíos

Para Camilo Rice, CEO de Auraer, el desarrollo de proyectos de energía renovable es clave para ‘asegurar la disponibilidad y la resiliencia de la distribución energética, con los sistemas fotovoltaicos y otros de energías renovables con guarda en baterías y otros proyectos con vectores energéticos, como los proyectos Power to X’. Estas tecnologías, explica, permiten transformar la electricidad en hidrógeno verde u otros hidrocarburos, descentralizando y asegurando la generación y la disposición de la energía para el consumo.

A juicio de Juan Francisco Richards, gerente de Nuevos Negocios de Gasco GLP, pese al avance del mercado de generación de ERNC distribuida y al ajuste de los modelos de negocios, hay retos en el segmento de proyectos en prosumidores (productores-consumidores), y la generación a gran escala enfrenta problemas ‘de congestión de redes y un quiebre de señal de eficiencia entre generación y consumo’.

Richards advierte que, si los proyectos no se integran ‘con inteligencia y coordinación’, pueden afectar la ‘estabilidad financiera de la industria y el acceso final del consumidor a una fuente renovable, competitiva y de calidad’, o incluso las metas de carbono neutralidad. Por eso, dice, es importante ajustar los modelos regulatorios y de mercado a la potencialidad de las nuevas tecnologías, poniendo al consumidor en el centro.

Proyectos a futuro

Con todo, hay expectación en el sector por lo que ocurrirá en los próximos años. Sólo en el mes de junio, 22 proyectos de energía ingresaron al Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental (SEIA): 21 centrales de generación, por US$ 891 millones y capacidad de 933W, y una obra de transmisión, por US$ 12 millones.

En total, proyectos de generación renovables por cerca de 12.000MW se encuentran en el SEIA, y desde el Ministerio de Energía estiman que en 2021 entrarían en operación 36 iniciativas, con capacidad de 4.081MW e inversiones por US$ 8.122 millones.

Mientras, en la cartera trabajan por perfeccionar el marco normativo para viabilizar el ‘aprovechamiento de nuestros recursos energéticos propios, de la mano de inversionistas nacionales y extranjeros’, dice López. Otro desafío es avanzar ‘de manera acelerada’ en las obras de transmisión necesarias para transportar el alto potencial de energía renovable.

‘Hay mucho interés en todo lo que son proyectos de transmisión, con una participación bastante importante tanto de empresas constructoras como de nuevos inversionistas’, precisa Juan Carlos Olmedo, presidente del Coordinador Eléctrico Nacional.

Para el subsecretario, todo esto evidencia la solidez y confianza del sector energético nacional, e incluso más: no descarta un eventual adelanto del Plan de Descarbonización llevado adelante por el Ministerio de Energía.

Fuente: Diario Financiero

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