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 11-06-2020
Opinión - Coronavirus: Una oportunidad para conciliar las necesidades a corto y largo plazo

Columna de Darío Morales, Director de Estudios de ACERA.

El mundo en general, y los países latinoamericanos en particular, nos estamos viendo enfrentados a una de las mayores crisis sanitarias de los últimos tiempos. Los efectos del Covid-19 (coronavirus) en nuestra calidad de vida, en nuestros empleos y en nuestras relaciones personales son aún inconmensurables.

Sin embargo, a pesar de su fuerza, al parecer esta crisis sanitaria será transitoria y, por consiguiente, en algún tiempo más podremos progresivamente retomar nuestras actividades habituales. En este contexto, más temprano que tarde, llegará el E momento en que como individuos y como sociedades, deberemos poner en marcha un ambicioso plan para recuperar el tiempo perdido durante la crisis, recuperar nuestra calidad de vida, nuestros empleos y nuestras relaciones personales. Así, en un tiempo más nos veremos enfrentados a tomar la decisión sobre si este ambicioso plan deberá seguir las recetas de desarrollo que teníamos previo a la crisis, o bien aprovecharemos la destrucción creada por la crisis para construir un nuevo modelo de desarrollo económico y social.

Existe al menos un cierto nivel de consenso en el hecho de que la forma en que la humanidad ha explotado los recursos naturales no sólo ha provocado una crisis ambiental sin precedentes, sino que también ha creado las condiciones para que cada vez con más frecuencia surjan nuevos tipos de patógenos con la capacidad de ser transferidos desde animales a humanos. Desde otra perspectiva, los altos niveles de contaminación ambiental que viven muchas de las ciudades de Latinoamérica hace que los problemas respiratorios se agudicen y amplifiquen la gravedad de los efectos del COVID-19. Por lo anterior, si no hacemos las cosas de manera diferente, viviremos este tipo de crisis con cada vez mayor frecuencia.

La relación entre la crisis sanitaria actual y el problema ambiental es, al parecer, evidente. Así las cosas, la buena noticia es que el enfocarnos hoy en superar la crisis sanitaria no se opone a mantener firme el compromiso con seguir haciendo frente a la crisis ambiental y el cambio climático. Es más, es absolutamente necesario abordar ambos problemas de manera coordinada. Así, como pocas veces, tenemos la oportunidad de conciliar las necesidades del corto plazo con aquellas de largo plazo.

Desde una perspectiva económica, los países deberán entonces implementar medidas agresivas que permitan recuperar el tejido empresarial destruido, al mismo tiempo que deberán hacer frente a situaciones fiscales con altos niveles de déficit. En este sentido, una línea de trabajo necesaria es el fomentar la aparición y fortalecimiento de sectores económicos que aprovechen las ventajas de la provisión local de bienes y servicios estratégicos, de alto valor agregado y resilientes a los efectos adversos de las crisis económicas, ambientales y sociales.

Algunos países desarrollados ya están acuñando el concepto de “Green Recovery” o recuperación verde como una manera de movilizar recursos hacia la idea de que, el único modelo de desarrollo que nos va a permitir superar tanto la crisis sanitaria actual como la crisis climática es aquel que esté centrado en una economía sustentable, en el sentido más amplio posible.

Recientemente, la Unión Europea ha lanzado una propuesta de 750.000 millones de euros precisamente para apoyar a los países miembros en el desarrollo e implementación de políticas públicas relacionadas con esta recuperación verde. En su mensaje de lanzamiento, la presidente de la Comisión Europea, Ursula von der Leyen, destaca que este plan busca transformar la crisis actual en una oportunidad para invertir en el futuro, potenciando empleos, así como también la resiliencia de la sociedad y del medio ambiente.

La mayoría de los países latinoamericanos basamos nuestro modelo de desarrollo en un modelo industrial extractivo, es decir, luego de la extracción de recursos naturales viene la producción (nacional o internacional) de bienes y servicios y la posterior disposición de los residuos generados por la actividad económica. Es precisamente este modelo lineal el que tiene como efecto que, a mayor crecimiento económico implica mayor capacidad de extraer recursos.

El trabajar por desacoplar el crecimiento económico de la depredación del medio ambiente puede parecer algo, no sólo imposible, sino que muy oneroso para países cuyas cuentas fiscales se encuentran muy desbalanceadas. Nada más lejos de la realidad. El fundamento central de un cambio de paradigma, desde una economía extractiva lineal hacia una economía circular, se basa en hacer el uso más eficiente posible de los limitados recursos disponibles.

La búsqueda de esta eficiencia económica tiene por esencia el disponer de la mayor cantidad de bienes y servicios posibles, extrayendo la menor cantidad de recursos y disminuyendo al máximo la generación de residuos. De esta forma, una consecuencia natural de este proceso es la creación de nuevos modelos de negocios posibles, nuevas empresas y cadenas productivas de mayor valor agregado y más resilientes a golpes externos.

En el nuevo paradigma de desarrollo económico que debe surgir luego de esta crisis, las energías renovables pueden jugar un rol muy importante. Hemos visto que en tiempos de crisis la importación de combustibles fósiles se hace cada vez compleja, tanto por el comportamiento estratégico de los países productores, como por las dificultades propias de la importación. Adicionalmente, los requerimientos de personal en las etapas de operación y mantenimiento de las centrales termoeléctricas fósiles presentan dificultades adicionales debido a las restricciones de desplazamiento y de distanciamiento social.

Por su parte, las inversiones en centrales de generación renovables presentan costos y tiempos de desarrollo mucho menores, generando empleos locales de alta especialización. Al mismo tiempo, durante su etapa de operación no requieren de insumos energéticos provenientes de otros países y debido a su alto nivel de automatización no requieren de mucho personal en terreno.

Por otro lado, debido al enorme impacto que la energía tiene en todos los sectores productivos, es fundamental que su producción se haga de la manera más barata y sustentable posible. Mirando la realidad de la mayoría de los países de Latinoamérica, para lograr lo anterior, parece evidente que la energía renovable surge entonces como la mejor alternativa posible.

Hoy tenemos la oportunidad cierta de transformar esta crisis en el punto de inflexión para que nuestros países pasen a una nueva etapa de desarrollo. ¿Estamos dispuestos a aprovecharla?

Fuente: Revista Energía Perú

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