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

Pobreza energética: el relevante rol de las energías renovables para reducirla

Las brechas para acceder a la electricidad, sobre todo en zonas rurales, mejorar en eficiencia energética y en la calidad del suministro, así como también, migrar hacia combustibles más limpios, son los principales desafíos en esta materia.

LA POBREZA ENERGÉTICA es un tema crucial en el actual proceso de transición hacia las nuevas tecnologías que se están incorporando en la industria a nivel mundial, dado que justamente estos avances plantean una serie de oportunidades para reducir la brecha existente en el acceso a la energía, siendo un tema en el que trabaja el Ministerio de Energía y asociaciones gremiales del sector.

El diagnóstico en común entre los especialistas consultados por ELECTRICIDAD: se requiere enfrentar con múltiples medidas a las ccarencias puntuales que sufren 24.500 hogares chilenos que no cuentan con suministro eléctrico, particularmente en aspectos como las brechas en el acceso a energía eléctrica, dificultad de acceso a agua caliente y calefacción (especialmente en zonas rurales), utilización de combustibles contaminantes como la leña, así como también, el alza de los costos energéticos. Ministerio de Energía La principal referencia para abordar este tema en el país es el Mapa de la Vulnerabilidad Energética de Chile, realizado en 2018, donde se actualizaron datos relevantes, como el que 0,4% de la población no tiene acceso al suministro eléctrico, lo que equivale aproximadamente a 24.500 hogares, con una mayor incidencia en el sector rural, especialmente en las regiones de Los Lagos, Coquimbo, Araucanía y Biobío, en que se concentra más de la mitad de los afectados.

El jefe División Acceso y Desarrollo Social del Ministerio de Energía, Julio Cuadra, sostiene que uno de los principales desafíos ‘ha sido disminuir estas brechas, por lo que se estableció el Programa Ruta de la Luz, con la meta de llevar energía eléctrica a los rincones más aislados del país, a través de soluciones seguras y sostenibles para 2.500 nuevos hogares cada año’. Otra meta importante de esta iniciativa es llegar a un máximo de una hora de indisponibilidad del suministro eléctrico por año, a 2050.

‘Para llegar a esa meta estamos trabajando en la diversificación de la matriz energética, aumentar los sistemas de almacenamiento en el Sistema Eléctrico Nacional e implementar los más altos estándares en confiabilidad, resiliencia e integración de las energías renovables’. ‘En este desafío industrial que también involucra el bienestar del país, el Ministerio de Energía está trabajando en una serie de programas e iniciativas para abordar las diferentes dimensiones vinculadas al fenómeno de Pobreza energética. Entre ellas, se destaca la iniciativa Ruta de la Luz, donde, en conjunto con los Gobiernos Regionales desarrollamos proyectos de electrificación rural, que desde 2019 a la fecha ha permitido entregar suministro a 7.125 viviendas’, relata el jefe de División ministerial.

‘Este programa incluye el Plan de Energización de distintas Islas del Archipiélago de Chiloé, donde recientemente inauguramos sistemas eléctricos instalados en las islas Chelín, Teuquelín y Linlín, que hoy permiten entregar energía 24/7 a cerca de 300 nuevas familias’, agrega. Según el personero, además del acceso a la energía, ‘otro de los aspectos a considerar es la calidad del suministro que se mide de acuerdo con la cantidad de horas de interrupción por año’. Miradas gremiales Para Macarena Álvarez, directora de Asuntos Comunitarios y Buenas Prácticas de Generadoras de Chile, si bien ‘es muy importante considerar el esfuerzo que se ha hecho para lograr a nivel nacional una cobertura eléctrica de 99,6%, aún quedan rezagados lugares ubicados en zonas rurales y hay que avanzar en disminuir los cortes del suministro’.

‘Si miramos la pobreza energética únicamente desde la perspectiva de la conexión eléctrica, sin duda se ha avanzado, pero si la miramos desde sus distintas aristas, tenemos una deuda pendiente porque no sólo se trata de acceder, sino de contar con una energía de calidad y libre de contaminación’, afirma la representante gremial. Esto es compartido por Carlos Finat, director ejecutivo de la Asociación Chilena de Energías Renovables y Almacenamiento (Acera A.G.: ‘Los mayores focos resultan de las dimensiones de equidad y calidad. Los costos de energía para los hogares de menores ingresos son importantes y no reciben subsidIos como es el caso de otros servicios básicos. También es una realidad que la aislación térmica de los hogares antes mencionados no es adecuada’. El ejecutivo destaca el avance que registra el abordar esta temática mediante políticas públicas que cuenten con la participación del sector privado. ‘Hasta hace algunos años, la pobreza energética no estaba visibilizada y gracias al trabajo de diferentes organizaciones se ha visibilizado y avanzado en su medición’.

A su juicio, ‘dentro de los caminos a seguir, pensamos que está el mejoramiento de la eficiencia energética de los hogares, ayudas a la calefacción limpia, subsidio focalizado a la energía eléctrica, entre otros’. La calefacción es un eje clave para reducir las brechas existentes. De acuerdo con Julio Cuadra, es necesario apuntar hacia la reconversión de fuentes energética, centrándose en aquellas que no generan emisiones. ‘Entre las regiones de O´Higgins y Aysén, el 69% de los hogares utilizan leña como combustible. En este sentido nuestro desafío es mejorar la calidad o migrar hacia combustibles más amigables como la energía eléctrica’, indica.

Es así como el representante del sector público menciona la labor que se realiza a través del programa Con Buena Energía, el cual ‘busca educar y fomentar medidas de eficiencia energética y ahorro o Leña Más Seca para certificar la calidad y reducir el uso de leña húmeda’, puntualiza Cuadra. ‘A estos esfuerzos, se suma el programa Recambia tu Calor, que forma parte de nuestra Estrategia de Transición Energética Residencial y que permite acceder a un descuento en la tarifa eléctrica, promoviendo el uso de calefactores eléctricos en reemplazo de la leña’, dice el representante entrevistado. ‘Nuestro país tiene el gran desafío de alcanzar la carbono neutralidad en 2050 y la actualización de nuestra Política Energética Nacional busca el acceso universal y equitativo a los servicios energéticos de calidad para eliminar la pobreza energética y alcanzar en el año 2030 el 100% de cobertura eléctrica y el acceso a energía limpia para calefacción, agua caliente sanitaria y cocción de alimentos.

Esperamos que al 2050 el 80% de la energía utilizada para generación de Calor y Frío sea sostenible’, sentencia Cuadra. Contaminación Uno de los impactos de la pobreza energética es la contaminación medioambiental, siendo un tema que Generadoras de Chile ha puesto sobre la mesa. Macarena Álvarez señala que, según los datos de la Encuesta Nacional de Medio Ambiente de 2018, ‘en Chile más del 50% de la población está expuesta a niveles de contaminación por sobre los estándares nacionales de calidad de aire, siendo las ciudades del sur las más afectadas (…) la contaminación del aire es una expresión de la desigualdad energética por la calefacción deficiente y la mala aislación térmica de las viviendas’.

Por ello, la ejecutiva plantea que uno de los mayores retos a nivel nacional es disminuir este tipo de emisiones, vinculadas a la matriz energética secundaria. ‘Hay ciudades en Chile, como Coyhaique, que tienen un promedio anual de material particulado (MP2,5) de 64 ug/m3 (la actual norma nacional establece como límite 20 ug/m3). Esto en gran medida porque en Coyhaique, como en gran parte del sur de Chile, la calefacción de las viviendas y la fuente para cocinar es la leña’, explica. En esta línea, Álvarez recuerda que el 85% del material particulado fino proviene de la quema de leña, razón por la cual en Generadoras de Chile han activado acciones en conjunto con la Corporación de Desarrollo Tecnológico (CDT) de la Cámara Chilena de la Construcción, la Agencia de Sostenibilidad Energética y un grupo de empresas en un proyecto piloto de calefacción eléctrica. Esta labor, según detalla, ‘considera la medición de variables clave como consumo energético y contaminación intra y extra domiciliaria en el uso de leña en aproximadamente 80 hogares de la zona centro sur del país y el reemplazo de los calefactores a leña por bombas de calor para climatización eléctrica y su combinación en algunos casos con el uso de paneles solares para energizar dichos sistemas’.

Finalmente, la ejecutiva resalta el trabajo que realiza con la Red de Pobreza Energética (RedPE), que es una iniciativa que cuenta con el apoyo institucional de la Universidad de Chile a través de la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo, además del respaldo de tres centros de investigación Fondap (CR2, SERC y CEGA). La iniciativa incorpora a investigadores de al menos nueve universidades y representantes de la sociedad civil, generando espacios de diálogo con algunas unidades del Estado, para contribuir ‘al diseño de políticas públicas que permitan alcanzar un acceso universal y equitativo a servicios energéticos modernos, confiables, sustentables y asequibles para toda la población nacional, en línea con las metas propuestas por Energía 2050 y parte del desafío planteado por el Objetivo de Desarrollo Sostenible 7’. ‘Estamos desarrollando con la RedPE un reporte, que publicaremos en enero, y que tiene como objetivo visibilizar el estado actual de la pobreza energética a nivel país, pero también poniendo foco en los territorios’, asevera Álvarez.

Fuente: Electricidad

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