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 12-03-2021
Opinión - El proceso de descarbonización será un importante aporte a la NDC de Chile

Columna de Paola Hartung, Vicepresidenta de ACERA A.G.

En Chile el sector que explica el mayor volumen de emisiones de Gases de Efecto Invernadero (GEI) es el de Energía, el que según el Balance Nacional de Emisiones 2019, representa el 78% de las emisiones de GEI del país. Dentro de esta categoría, la industria de la generación de energía eléctrica es la de mayor importancia, con un 41,5 %, seguida de un 31,3 % de Transporte, 18,7 % de industrias manufactureras y de la construcción, y un 8,5 % de otros sectores.

Las ventajas de Chile en cuanto a la disponibilidad de fuentes primarias para la generación eléctrica mediante fuentes renovables y el hecho de que es esperable un proceso de electrificación de la demanda energética que hoy descansa en combustibles fósiles, sugiere que sea justamente el sector de la Energía el cual debería tener la prioridad para reemplazar las fuentes de generación contaminantes por fuentes limpias. De igual forma, en el sector transporte los esfuerzos debieran enfocarse en el reemplazo de los combustibles fósiles por electricidad que, generada con fuentes limpias, ofrece un importante potencial adicional de mitigación de emisiones.

Hay varios estudios que han explorado la “trayectoria” que podría seguir el sector eléctrico para reemplazar las centrales termoeléctricas por centrales basadas en fuentes renovables. Todos ellos aportaron resultados preliminares que permiten pensar en un retiro de las centrales a carbón y diésel antes de 2040 y que existe también la oportunidad de retirar las centrales a gas o una parte de ellas antes de 2050.

Sin embargo, para gestionar y viabilizar una descarbonización acelerada, es imprescindible identificar los principales habilitantes y condicionantes que permitan que el cierre de las centrales a carbón se realice de manera gradual, sin afectar la seguridad del Sistema Eléctrico Nacional (SEN). Y es crucial, además, incorporar los aspectos técnicos-económicos y ambientales que resguardan a los propios consumidores de energía, así como también las condiciones que permitan hacerse cargo de los desafíos impuestos por la Contribución Nacional Determinada (NDC) de Chile.

El compromiso a nivel país constituye un desafío de proporciones para Chile, especialmente si se considera la magnitud de los cambios necesarios para alcanzar a nivel nacional la meta de emisiones netas cero, ya que solo faltan 30 años para llegar al 2050. En un contexto de cambios sociales, técnicos y económicos que son necesarios para alcanzar la citada meta, el plazo parece bastante estrecho.

Sin embargo, hemos presenciado con optimismo cómo la meta de la “Ley 20/25”, que definió que un 20% de la energía producida en Chile al año 2025 fuera proveniente de Energía Renovable No Convencional (ERNC), se ha cumplido cinco años antes, y que diversas proyecciones de expertos del mercado convergen en que los objetivos de la Política Energética 2050 se cumplirá 20 años antes, con una matriz que aportará el 70% de su energía con fuentes renovables hacia el año 2030. Creemos que Chile sí puede comprometer un importante aporte a su NDC a través del actual proceso de descarbonización del sector eléctrico.

Estos asombrosos resultados para nuestro país han sido fruto de reglas de mercado adecuadas, de una sostenida baja en los costos de las energías renovables y de nuevas tecnologías que complementan esta nueva forma de operar de los sistemas eléctricos. Si adicional a este extraordinario resultado quieren explorarse alternativas para acelerar aún más el proceso de descarbonización, esto debe ser avalado por estudios técnicos y económicos que permitan garantizar en todo momento una provisión de electricidad segura, suficiente, a precios accesibles para los consumidores y con plazos adecuados que le permitan a nuestro parque renovable prepararse para operar exitosamente.

Fuente: Reporte Sostenible

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