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

Pioneros del hidrógeno verde revelan sus proyectos en Chile

Engie y Enel encabezan consorcios que ya cuentan con iniciativas en marcha. Otros actores locales se están sumando paulatinamente.

Comenzó la carrera por el hidrógeno verde en Chile. Empresas como Engie, Enel, Porsche, entre otras, ya delinean sus proyectos ligados al denominado combustible del futuro que promete dejar atrás a la energía contaminante del petróleo y el carbón. Según los expertos, nuestro país corre con ventaja en esta industria, ‘ya que la principal característica del hidrógeno verde es que para su producción se requiere el uso de los abundantes recursos energéticos renovables de los cuales Chile dispone’, dice el gerente de estudios del gremio energético Acera, Darío Morales.

A este combustible se le denomina ‘verde’, porque para producir hidrógeno se separan sus moléculas de las del oxígeno en el agua. Históricamente esto se hacía usando combustibles fósiles. Esta separación también se puede hacer con energía eléctrica o gas natural, pero la fórmula más amigable con el medio ambiente es producirlo con energía solar y eólica.

Pero no todo es sustentabilidad. Las cifras potenciales de este negocio ya seducen a los inversionistas. Según Global Market Insights, este es un mercado que en seis años más podría tener un valor a nivel mundial de US$160 mil millones; McKinsey habla de oportunidades de inversión por US$475 mil millones al 2030. Y Chile no quiere quedarse atrás.

‘Desde el Ministerio de Energía estamos monitoreando y colaborando con más de 20 proyectos que están en distintas etapas de desarrollo para la producción y uso de hidrógeno verde, así como sus más importantes derivados: amoniaco, metanol y combustibles sintéticos’, cuenta el ministro Juan Carlos Jobet, quien calcula que en unos 30 años esta industria podría exportar del orden de los US$35 mil millones, algo parecido a lo que hoy es el cobre.

Proyectos concretos

Si bien una veintena de empresas trabajan en pilotos ligados a transporte y generación, son dos los consorcios que han anunciado proyectos con mayores detalles. Engie conforma uno de ellos. La multinacional francesa considera estratégico este combustible, al punto de instalar su base de operaciones globales para el hidrógeno verde en Chile. ‘Tenemos un firme compromiso global con ser pioneros en su desarrollo y la compañía trabaja en diversos proyectos, siendo los más avanzados HyEx, que estamos desarrollando junto a Enaex, e Hydra, que estamos trabajando en consorcio con Mining3 y Corfo’, afirma Axel Leveque, CEO de Engie Chile.

HyEx es un proyecto de 2 mil MW de energía renovable, que energiza una planta de producción de hidrógeno verde de 1.600 MW por la electrólisis del agua, lo que alimenta una planta llamada Haber Bosch que transforma este hidrógeno junto con el nitrógeno del aire en amoniaco. El plan tiene dos etapas: una planta piloto industrial de energía solar de 36 MW en la Región de Antofagasta, cuya operación se espera iniciar en 2024, donde se probará la tecnología por dos a tres años, y una segunda fase con otra planta donde se desarrollará el proyecto completo antes de 2030.

Hydra, por su parte, es un proyecto ferroviario de minería que reemplaza los motores diésel por baterías de última tecnología y celdas de combustibles a hidrógeno. Este prototipo implicará una inversión de US$1,5 millones.

En tanto, Enel Green Power Chile (EGP) —filial de Enel Chile— ya anunció que junto a AME, operador de la central El Campesino, y posibles socios como ENAP, Siemens Energy y Porsche, desarrollarán una planta para la producción de hidrógeno verde a través de un electrolizador alimentado por energía eólica, en Cabo Negro, en la Región de Magallanes. Se espera que HIF, como se denominó al proyecto, entre en servicio en 2022, lo que la convertiría en la primera planta de este tipo en producir el combustible en el país.

Según el gerente general de EGP Chile, James Lee Stancampiano, ‘para Enel, Chile siempre ha sido un laboratorio de innovación’. Recuerda que en Diego de Almagro desarrollaron la primera planta solar a gran escala, así como la primera planta geotérmica de Sudamérica, Cerro Pabellón. ‘Ha llegado el momento de desarrollar el potencial del hidrógeno verde y Chile es un lugar perfecto donde implementar esta tecnología. Se estima que la presencia de recursos naturales abundantes, como viento y alta radiación solar permitirá tener un costo de la producción de hidrógeno verde más competitivo que en otros lugares del mundo’, puntualiza.

Los que prometen

Esos dos consorcios no son los únicos. Esta semana, el gerente general de AES Gener, Ricardo Falú reconoció que también competirán. Según fuentes de la firma norteamericana, están a las puertas de anunciar su primera iniciativa. En la misma línea, la también generadora Colbún, del grupo Matte, también inició sus trabajos, ‘para dar un valor adicional al portafolio de proyectos de energías renovables que ya estamos desarrollando por cerca 1.800 MW’, dice su CEO Thomas Keller.

Pero toda industria requiere regulación. Para ello, el próximo 3 y 4 de noviembre se desarrollará (vía Zoom) el Green Hydrogen Summit Chile 2020, la cumbre más relevante de la industria a nivel mundial, organizada por el Ministerio de Energía, Corfo y la Sociedad Alemana para la Cooperación Internacional (GIZ). En la ocasión, el Gobierno lanzará la estrategia nacional para el hidrógeno verde, y posteriormente pretende lanzar un reglamento que formalice al mercado nacional.

Fuente: La Segunda

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