Introducción a las
Energías Renovables 		
No Convencionales
						 (ERNC)
Wilfredo Jara Tirapegui es
ingeniero civil mecánico y
MSc en Medio Ambiente de
la Universidad de Santiago
de Chile. Cuenta con una
vasta experiencia en el área
energética, tras desempeñarse
por casi treinta años como
ingeniero de pruebas en las
centrales hidráulicas de Empresa
Nacional de Electricidad S.A.
(Endesa Chile) y como jefe de
las centrales de generación
hidráulica Cipreses e Isla y de
las plantas construidas en la
cuenca del río Laja, todas de
Endesa Chile.
A fines de la década de los noventa asumió nuevas responsabilidades que
lo llevaron a detentar el cargo de Gerente de Generación de la Empresa
de Generación Eléctrica de Lima S.A. (Edegel), responsabilizándose de la
operación y mantenimiento de las ocho plantas eléctricas de la compañía,
de las labores de ingeniería de la producción y soporte técnico a proyectos,
del control de gestión y planificación estratégica, así como también del
desarrollo organizacional de esta empresa.
Actualmente, y desde el año 2000, es Gerente de Medio Ambiente y
Desarrollo Sostenible (GEMADES) de ENDESA Chile para todas las empresas
de la compañía en la región, es decir, Argentina, Brasil, Chile, Colombia y
Perú. A su vez y desde ese mismo ejercicio, ocupa el cargo de Presidente del
Directorio de Fundación Pehuén, entidad sin fines de lucro y constituida por
Pangue S.A., filial de Endesa Chile, con el objetivo de promover programas
para la mejora de calidad de vida de las comunidades pehuenches del Alto
Bío Bío, VIII Región de Chile.
Simultáneamente desde 2005 y hasta la fecha, es Gerente General de
Endesa Eco, filial de Endesa Chile, la que busca el desarrollo de proyectos
de generación eléctrica basados en fuentes de energías renovables.
Asimismo, en el ámbito académico, desde 1974 a la fecha, ha desempeñado
diversas actividades docentes en el marco de programas de pre y post grado
en prestigiosas instituciones universitarias en Chile y Perú, en asignaturas
relativas a las máquinas hidráulicas, contaminación ambiental, desarrollo
sostenible empresarial y energías renovables.
Es autor de “Máquinas Hidráulicas” (1998), libro publicado en Lima,
Perú; co-editor de los libros “Guía de formación ambiental” (2002) y
“Guía de formación en Desarrollo Sostenible Empresarial” (2004), ambos
de Endesa Chile. Es autor de más de 40 publicaciones sobre turbinas,
bombas, centrales hidroeléctricas, estrategias ambientales, cambio
climático (bonos de carbono), energía renovables y Desarrollo Sostenible
Empresarial (DSE).
A la experiencia señalada se suma la de Jefe de la Subdivisión Hidráulica
del Departamento de Armamentos, Astilleros y Maestranzas de la Armada
de Chile (ASMAR) hacia fines de los setenta.
IntroducciónalasEnergíasRenovablesNoConvencionales(ERNC)
con el soporte de:
auspicia:
Wilfredo Jara Tirapegui
© Derechos Reservados
Primera Edición: Agosto de 2006
Tiraje: 3.000 ejemplares
Autor: Wilfredo Jara Tirapegui
Empresa Nacional de Electricidad S.A.
Endesa Chile
Santa Rosa 76
Santiago de Chile
Teléfono (56 2) 630 9000
Fax (56 2) 635 3938
www.endesa.cl
Inscripción en el Registro de Propiedad
Intelectual
N° 156.805
I.S.B.N. N° 956-8191-07-0
Se autoriza su reproducción citando la fuente
Diseño y Producción: Leaders S.A.
Impresión: Fyrma Gráfica
Impreso en Chile / Printed in Chile
INTRODUCCIÓN A LAS ENERGÍAS
RENOVABLES NO CONVENCIONALES (ERNC)
CAPÍTULO Pág
PRESENTACIÓN 4
PREFACIO 6
1 INTRODUCCIÓN 9
2 MARCO CONCEPTUAL 13
2.1 Energía y Medio Ambiente 13
2.2 Energías Renovables No Convencionales (ERNC) 14
2.2.1 Energía Hidráulica 14
2.2.2 Energía Eólica 17
2.2.3 Energía Geotérmica 24
2.2.4 Energía Solar 30
2.2.5 Energía de la Biomasa 39
2.2.6 Energía del Mar 44
3 FOMENTO DE LAS ERNC EN LOS PAÍSES DESARROLLADOS 51
3.1 ERNC en Estados Unidos 51
3.2 ERNC en la Unión Europea 52
3.2.1 Generalidades 52
3.2.2 Legislación 52
3.2.3 Desarrollo de las ERNC en la UE 53
3.2.4 Sistemas de Incentivos 55
3.2.5 Situación de los Principales Países Productores de ERNC de la UE 56
3.3 ERNC en otros países 58
4 UNA MIRADA A LA SITUACIÓN DE LAS ERNC EN CHILE 60
4.1 Fomento al uso de las ERNC 61
4.2 Situación de las ERNC en Chile 62
4.2.1 Energía Hidráulica 62
4.2.2 Energía Eólica 65
4.2.3 Energía Geotérmica 66
4.2.4 Energía de la Biomasa 68
4.2.5 Energía Solar 69
4.2.6 Energía del Mar 70
4.2.7 Comentarios a las ERNC en Chile 70
Glosario 72
Siglas 76
Unidades 77
Bibliografía 78
Anexo Normas Chilenas Relativas a ERNC 80
PRESENTACIÓN
Las necesidades de energía en el mundo de
hoy, obligan a mantenerse permanentemente
actualizado acerca de las tendencias y
aplicaciones en la búsqueda de nuevas
fuentes que aseguren el suministro energético
del planeta. En los albores del siglo XXI,
la sociedad ha desarrollado una fuerte
conciencia de que la solución al problema
del agotamiento de los combustibles fósiles
y los impactos ambientales asociados a su
uso, requiere de los esfuerzos conjuntos de
diversos actores: comunidad, empresarios,
autoridades, centros de investigación y ONGs,
entre otros. Por ello, los países desarrollados
han optado por el fomento y expansión de
las Energías Renovables No Convencionales
(ERNC) como uno de los pilares fundamentales
para disminuir la dependencia energética de
los combustibles fósiles y, a su vez, cumplir
con sus cuotas de reducción de emisiones de
gases de efecto invernadero, suscritas en el
Protocolo de Kyoto.
Bajo estas obligaciones, las empresas
generadoras de electricidad tienen un
rol relevante en el desarrollo de nuevos
emprendimientos que reduzcan l a
dependencia de combustibles como el
carbón y el petróleo, y que -al mismo tiempo-
implique un aumento en el uso de fuentes
renovables no convencionales, como la mini
hidráulica, eólica, biomasa, geotermia, solar,
entre otras.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página
Endesa Chile, a través de su filial Endesa Eco,
busca promover y desarrollar proyectos de
energías renovables y además actuar como
depositaria y comercializadora de los Certificados
de Reducción de Emisiones (CER, por su sigla
en inglés) de gases de efecto invernadero,
que se obtengan de sus proyectos que sean
calificados dentro del mecanismo de flexibilidad
que establece el protocolo de Kyoto (Cambio
Climático), conocido como “Mecanismo de
Desarrollo Limpio” (MDL).
Con esta iniciativa, Endesa Chile pone en
práctica los principios de su política ambiental
en cuanto a integrar la gestión ambiental y
el concepto de desarrollo sostenible en la
estrategia corporativa de la empresa, utilizar
racionalmente los recursos naturales y, en
especial, potenciar el uso de energías renovables
y la investigación y el desarrollo de tecnologías
más limpias y eficientes.
Es en este contexto que me complace presentar
esta publicación, fruto del trabajo dedicado de
su autor, Wilfredo Jara, ingeniero civil mecánico
de la Universidad de Santiago de Chile, tanto en
el ámbito académico como profesional en su labor
como Gerente General de Endesa Eco y Gerente
de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible de
Endesa Chile. El texto pretende constituirse en
un manual introductorio para todo aquél que
desee adquirir los conocimientos básicos sobre
las ERNC, una visión en el contexto global y
regional, las principales tecnologías aplicadas en
los países desarrollados, los instrumentos legales
y administrativos aplicados para su fomento y
un análisis del estado actual y potencial de
desarrollo de las energías renovables en los
países donde Endesa Chile opera y controla
empresas de generación eléctrica en Sudamérica,
así como Endesa en España.
Les invito a recorrer las siguientes páginas
del libro, las que no pretenden sino poner a
disposición del lector una publicación técnica,
basada en la experiencia de Endesa Chile
como pionera en la región en la búsqueda
de alternativas más limpias, sustentables y
respetuosas del medio ambiente en el que se
insertan sus actividades.
Esperamos firmemente seguir sumando esfuerzos
para estimular estas y otras iniciativas para el
estudio y el desarrollo de emprendimientos
basados en las ERNC, de manera de ser un aporte
real a la diversificación de la matriz energética
en Chile y la región.
Rafael Mateo Alcalá
Gerente General
Endesa Chile
El modelo actual de desarrollo se ha basado
históricamente en el uso y explotación de
los recursos energéticos de origen fósil.
Estos combustibles han suministrado las
fuentes energéticas del desarrollo económico
del planeta, de manera intensiva desde el
nacimiento de la Revolución Industrial hasta
nuestros días.
Este acelerado desarrollo, sin embargo, también
ha generado voces de alerta sobre los impactos
ambientales que genera la explotación de
los recursos que, por su lenta velocidad de
regeneración respecto de su explotación,
son clasificados como no renovables (capital
energético). Los impactos ambientales que
estos combustibles generan (cambio climático,
lluvia ácida, capa de ozono, smog), ha obligado
a la comunidad internacional a buscar un nuevo
modelo de desarrollo (Desarrollo Sostenible),
sin comprometer las necesidades de las futuras
generaciones.
A lo anterior se suma la creciente incertidumbre
respecto del suministro de combustibles
fósiles, por el constante clima de tensión en
los países productores de petróleo, y a nivel
local, la necesidad de una diversificación de
la matriz energética en la región y en el país,
que permita sobrellevar de mejor manera los
problemas coyunturales como es el caso de la
reducción del suministro de gas natural desde
Argentina hacia Chile.
En este ámbito, los países desarrollados,
en especial, la Unión Europea han sido los
pioneros en la búsqueda de nuevas alternativas
de suministro energético, en la medida que
tanto los instrumentos administrativos y
PREFACIO
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página
reglamentarios, así como las condiciones
del mercado permiten la entrada de nuevos
emprendimientos energéticos basados en fuentes
no renovables no convencionales. Otra opción
que poco a poco deja atrás los fantasmas del
accidente en Chernobyl, es la nuclear, la que aún
genera temores y aprehensiones por el riesgo que
su utilización generaría. Por ello, las Energías
Renovables No Convencionales (ERNC) aparecen
como una opción limpia, segura y sobre todo
inagotable (ingreso energético).
En Chile, este desarrollo es aún incipiente, con
diversas iniciativas principalmente privadas
que buscan aprovechar los instrumentos
reglamentarios existentes. No obstante,
deben competir en un mercado basado en el
uso de la energía hidráulica a gran escala y la
termoeléctrica a carbón, gas natural y petróleo,
principalmente.
A su vez, los centros de estudios superiores y de
investigación adquieren un rol preponderante en
la formación de profesionales capacitados y en
el estudio del potencial de las diversas fuentes
energéticas en una región determinada.
Esta publicación está basada en el material
docente del autor, en sus cursos de pre y post
grado que dicta en universidades chilenas, y
en la experiencia de Endesa, Endesa Chile e
Ingendesa en estas materias.
El texto está dividido en cuatro capítulos: el
primero, a modo de introducción, sitúa al lector
en el contexto general a nivel global y local
sobre la materia. El segundo capítulo aborda
el marco conceptual, haciendo un recorrido
por las principales implicancias del uso de los
recursos energéticos en el medio ambiente y
una descripción más detallada de las diversas
alternativas del uso de las energías renovables
no convencionales. Se incluyen ejemplos e
ilustraciones de las instalaciones existentes
en distintos puntos del planeta. En el tercer
capítulo se analizan y detallan los diversos
instrumentos para el fomento de las ERNC en
los países desarrollados, tales como reglamentos,
subsidios y certificaciones, principalmente, en
Estados Unidos y la Unión Europea. Finalmente,
en el capítulo cuatro se presenta una mirada a la
situación de las ERNC en Chile, los instrumentos
de fomento existentes y el estado actual de
las iniciativas con energías renovables. Como
complemento se incluye en anexo, el listado de
Normas Chilenas Oficiales relativas a las ERNC y
un glosario de los términos y las siglas utilizadas
en el texto.
De esta forma, se invita al lector a recorrer
estas páginas, ya sea como texto de consulta
o como una herramienta que se constituya en
el punto de partida para la especialización en
una o más áreas de las ERNC. Cualquiera sea el
caso, espero que el objetivo de esta publicación
responda a las expectativas de quienes lo lean,
en especial, aquellos que están decididamente
comprometidos con la temática ambiental, como
lo es Endesa Chile, la cual no dudó en auspiciar
la publicación de este texto. Vaya para ella mi
más sentido agradecimiento.
Wilfredo Jara Tirapegui
Gerente General
Endesa Eco
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página
1. INTRODUCCIÓN
Hace alrededor de 250 años, la población mundial
era relativamente pequeña y la tecnología,
tal como hoy la concebimos, prácticamente
inexistente. Cualquier alteración del medio
ambiente causada por las personas era local
y –generalmente- absorbida por la propia
naturaleza. No obstante, en los últimos dos
siglos se han producido cuatro hechos que han
alterado el medio ambiente, superando esa
capacidad de asimilación.
Primero, un crecimiento explosivo de la
población, lo que ha creado enormes presiones
ambientales, seguido –en segundo lugar- de
nuevos procesos industriales, por lo general en los
países más desarrollados, que alteran el entorno
con sus desechos. Tercero, dicho crecimiento
poblacional y la industrialización han generado
el fenómeno de la urbanización, el movimiento de
personas que migran de pequeños asentamientos
a ciudades y pueblos, lo que intensifica los
problemas ambientales en razón del aumento
de la densidad, tanto de las personas como de
las industrias. Finalmente, y como cuarto punto,
se ha producido también un incremento explosivo
en el uso de la energía, lo que ha acentuado aún
más la tensión ambiental.
El desarrollo de la humanidad ha estado
estrechamente ligado a la utilización de la
energía. El aprovechamiento del fuego o el
viento han marcado hitos importantes en ese
devenir. Un hecho trascendente fue la Revolución
Industrial (siglos XVIII y XIX), relacionada en
sus inicios al uso del carbón. Dentro de este
proceso evolutivo, el empleo masivo del petróleo
nos ha traído comodidad, que hoy caracteriza a
las sociedades más desarrolladas.
Pero, ¿no nos estaremos encaminando al final
de la era del petróleo? Al menos, eso es lo
que indican los futuristas. Podríamos hablar
de la llegada del período “post fósil”, donde
el abastecimiento de energía será factible con
energías no fósiles, donde las renovables son
una clara alternativa. No obstante, para que
dicha institución sea significativa es necesario
trabajar firme desde ahora.
El consumo de energía, en cantidades
significativas y además crecientes, es uno de
los hechos que -en mayor medida- contribuyen
a configurar la actual forma de vida de
una parte importante de nuestro mundo, y
define el esquema económico en el que nos
desenvolvemos. Se puede asegurar que nuestra
sociedad, comparada con la de hace pocas
décadas, es cada vez más intensiva en el uso de
energía y parece que esta tendencia continuará
en el futuro.
Así, la transformación y el uso de la energía
representan el origen de una fracción importante
de los problemas ambientales, en especial, el
uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo,
gas natural, entre otros), que nos afectan, tanto
en el ámbito local, regional y global. De estos
últimos sólo hemos ido tomando conciencia en
las últimas décadas, al comenzar a asumir que
ha aumentado considerablemente la densidad
Figura 1 ...En el ocaso de la era del petróleo?
Introducción Página
demográfica a nivel mundial, donde todos vivimos en una “aldea global” con problemáticas severas,
como el cambio climático, el adelgazamiento de la capa de ozono, la mala calidad del aire urbano,
la lluvia ácida, el smog fotoquímico, entre otros fenómenos antes totalmente desconocidos.
En ese contexto es que las nuevas tecnologías para aprovechar las energías renovables se erigen
como una opción real y necesaria. Ello, a pesar de que los esfuerzos económicos destinados a su
desarrollo llevan poco más de un par de décadas y –por cierto- son muy menores a los invertidos
en otro tipo de energías. En la figura 2 se puede observar la gran brecha que existe en el consumo
mundial de la energía convencional, respecto de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC),
donde la proporción es cercana a 1/100.
Total energía primaria: 410 EJ/año ERNC: 4 EJ/año
En Chile, las ERNC tienen una participación marginal, donde existe sólo un parque eólico (2 MW)
en el sistema aislado de Aysén y algunas pequeñas centrales hidráulicas y de biomasa en las redes.
En tanto, la figura 3 da cuenta de la situación de la potencia instalada de ERNC en Chile, donde se
ha incluido la energía hidráulica sin limitaciones. En ella, se muestra el consumo bruto de energía
primaria en Chile a 2004.
ERNC
Nuclear
Hidráulica
Carbón
Petróleo
Gas
Biomasa
Eólica
Biocombustibles
Solartérmica
Geotérmica
Figura 2
Las ERNC a nivel mundial, una pequeña parte de la energía primaria, pero en crecimiento.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 10
Las energías convencionales que se utilizan para
la generación eléctrica a gran escala presentan
procesos tecnológicos consolidados, basados
principalmente en el uso de combustibles fósiles,
en ocasiones asociados a impactos negativos sobre
el medio ambiente. La gran demanda mundial de
energía permitió el rápido desarrollo del mercado
energético. Afortunadamente, en Chile y -en
especial- en su Sistema Interconectado Central
(SIC), las centrales hidroeléctricas tienen una
participación relevante (59%) como se ilustra
en la figura 5.
Renovables Térmica*
Sistema Hidráulica Eólica Biomasa
MW % MW % MW % MW %
SING 13 0,4 0 0 0 0 3.620 99,6
SIC 4.619 59 0 0 153 2 3.108 39
Aysén 17 50 2 6 0 0 15 44
Magallanes 0 0 0 0 0 0 78 100
Total 4.649 40 2 0,0 153 1,3 6.822 58,7
• Arica
• Iquique
• Antofagasta
• La Serena
• Santiago
• Concepción
• Puerto Montt
• Puerto Aysén
• Punta Arenas
• Valparaíso
Figura 3. Sistemas eléctricos de Chile, potencia instalada a diciembre de 2004.
Fuente: Comisión Nacional de Energía.
SING = Sistema Interconectado del Norte Grande
SIC = Sistema Interconectado Central
*Descontado biomasa
Figura 4.
Consumo bruto de energía primaria en Chile a 2004.
Figura 5.
Capacidad Instalada en el SIC,
según tipo de combustible diciembre 2004.
A diferencia de las anteriores, las ERNC
corresponden a energías provenientes
exclusivamente del aprovechamiento de recursos
naturales renovables. Su desarrollo tecnológico
es todavía incipiente y utiliza mecanismos de
generación con escaso impacto ambiental.
Su participación y penetración en el mercado
mundial, especialmente en la generación
de electricidad, está supeditada al nivel de
crecimiento de los países, con directa relación
a los avances de la tecnología y económicos
que posean.
Petróleo crudo
Carbón
Leña y otros
Hidroelectricidad
Gas Natural
Gas Natural
Carbón
Biomasa
Petróleo
Hidroelectricidad
Introducción Página 11
En suma, resulta evidente que las actividades
humanas relacionadas con el uso de la energía,
tienen un impacto en el medio ambiente. Por
ello, en los últimos años se ha acrecentado la
idea de la necesidad de un cambio del modelo de
desarrollo de la sociedad. De las concepciones
“conservacionistas”, dogmáticas y de fuerte
connotación inmovilista, se ha pasado a la
filosofía del “desarrollo sostenible”, lo que
supone una aceptación del proceso de desarrollo,
pero -a la vez- requiere un fuerte cambio en
los criterios de decisión y en los modos de
actuación, así como en el aprovechamiento y
la gestión de los recursos naturales. Ello, tanto
en el ámbito de las actuaciones públicas como
privadas.
Finalmente, el presente documento entrega un
marco conceptual de las distintas tecnologías
relacionadas con las ERNC, su estatus en el
mundo y una focalización especial a la situación
en Chile, donde ya las autoridades están dando
señales claras de apostar por este tipo de
energía, tales como las modificaciones a la Ley
Eléctrica, el fondo concursable de la Corporación
de Fomento de la Producción (CORFO) para
promover proyectos de generación de energía
a partir de fuentes renovables, el Programa de
Eficiencia energética, por mencionar algunos
ejemplos. De igual forma, el sector privado ha
dado curso a iniciativas concretas en el fomento
y desarrollo futuro de las ERNC en el país.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 12
2. MARCO CONCEPTUAL
2.1	 Energía y Medio Ambiente
Las fuentes de energía explotadas en el mundo
son fundamentalmente no renovables y su
generación se realiza en su mayoría a través de
procesos contaminantes. Por ello, las principales
medidas ambientales concernientes al sector
energético se han centrado en dos ámbitos: el
fomento de prácticas encaminadas a lograr el
mayor grado de ahorro y de eficiencia energética,
y el apoyo a la generación de energía mediante
fuentes alternativas menos alteradoras del
entorno.
El modelo económico y productivo dominante
está asociado a un consumo energético creciente.
Actualmente, el 75% de la energía que se utiliza
procede de combustibles fósiles, cuya combustión
produce grandes cantidades de contaminantes (CO2
,
NOx
, SO2
, material particulado, metales pesados,
etc.), lo que genera una amenaza de carácter
ambiental: cambio climático, adelgazamiento
de la capa de ozono, deterioro de la calidad del
aire urbano, la lluvia ácida, el smog fotoquímico,
etc.
De esta forma, siempre que se tenga un proceso
que utilice combustibles de origen fósil, se
tendrá como productos, además de lo útil (calor),
elementos contaminantes (ver figura 6). Ejemplos
típicos de esta situación se presentan en la
calefacción (NOx
, SO2
, hollines), tráfico vehicular
(NOx, CO, COV, material particulado), industria
(NOx
, SO2
, otros de procesos), generación
termoeléctrica (CO2
, NOx
, SO2
, otros).
De esta forma, en el contexto ambiental, surgen
las energías renovables como respuesta a la
demanda social para reducir las emisiones de
CO2
y otros contaminantes de acción directa.
En la actualidad, se avanza en la penetración
de las energías renovables en la generación de
electricidad, pues su transformación es posible
en la mayoría de las alternativas renovables.
En los países menos desarrollados, para ciertas
comunidades aisladas, a veces no existe otra
opción de generación de electricidad que las
renovables, como es la situación de Chile a través
del programa de electrificación rural del gobierno
(mayores antecedentes en el sitio Web www.cne.cl,
Programa de Electrificación Rural, PER).
En la medida que las energías renovables penetren
en el esquema de producción de electricidad,
podremos evitar o reducir el consumo de
otras fuentes, que global o puntualmente son
potenciales contaminantes.
Sin embargo, la penetración de las energías
renovables es difícil por razones económicas,
ya que su costo final, en general, es superior al
correspondiente a las energías convencionales.
Esta barrera la han solucionado los gobiernos de
los países industrializados, a través de incentivos
específicos al desarrollo y fomento de las ERNC.
Figura 6.
Proceso de combustión.
Aire
(O2
+ N2
+ ...)
Productos
02
; N2
; H2
;
CO; NOX
; SOX
;
HN;
CM
; ...
Calor
Combustible
(Hx
Cy
+ ...)
CÁMARA DE
COMBUSTIÓN
(Temperatura alta)
Marco Conceptual Página 13
2.2	 Energías Renovables
	 No Convencionales (ERNC)
Las energías renovables se caracterizan
porque, en sus procesos de transformación y
aprovechamiento en energía útil, no se consumen
ni se agotan en una escala humana de tiempo.
Entre estas fuentes están: la hidráulica, la solar
(térmica y fotovoltaica), la eólica y la de los
océanos. Además, dependiendo de su forma de
explotación, también pueden ser catalogadas
como renovables aquellas provenientes de la
biomasa y de fuentes geotérmicas.
Su lento desarrollo se debe principalmente a la
estacionalidad de su utilización y al alto grado de
estudios requeridos, tanto para implementarlas
como para almacenarlas, lo que se traduce en
la práctica que satisfagan un porcentaje bajo
(alrededor del 10%) de los requerimientos
energéticos mundiales.
Dependiendo de su forma de aprovechamiento,
las ERNC pueden generar impactos ambientales
significativamente inferiores que las fuentes
convencionales de energía. Además, las ERNC
pueden contribuir a los objetivos de seguridad
de suministro y sostenibilidad ambiental de
las políticas energéticas. La magnitud de
dicha contribución y la viabilidad económica
de su implantación, dependen de elementos
particulares en cada país, tales como el
potencial explotable de los recursos renovables,
su localización geográfica y las características
de los mercados energéticos en los cuales
competirán.
A continuación se presenta un resumen de las
tecnologías relacionadas con el desarrollo de
las ERNC.
2.2.1	 Energía Hidráulica
La energía del agua en movimiento, en ríos u
otros cauces es muy antigua, se remonta a épocas
anteriores a la era cristiana, donde su principal
uso era la molienda de granos, martillos para
trabajos metalúrgicos o transporte de mercancías
mediante barcazas. Lo anterior contribuyó al
desarrollo económico e industrial de muchos
países, desde la Edad Media hasta la Revolución
Industrial. La utilización de la energía hidráulica
para generación de electricidad se inició hace
más de un siglo.
En un curso de agua, la energía que ésta posee
y puede entregar para otros usos, se compone
de un salto (energía potencial respecto de un
nivel de referencia) y un caudal (energía de
movimiento o cinética). De esta forma, se puede
expresar la potencia hidráulica como:
Central Los Molles, Chile.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 14
Figura 7.
Esquema de una Central Hidroeléctrica (turbinas del tipo Pelton).
Potencia hidráulica = Q Hn
Donde,
: Peso específico del agua (1.000 kg/m3
)
Q : Caudal de agua (m3
/s)
Hn: Altura neta (m)
pérdidas
Válvula de Protección
Generador
Hn
Hb
Tubería
Turbina
Transformador
Embalse
Tubería forzada
generador, del transformador). Hoy la tecnología
permite obtener rendimientos altos del conjunto
(superiores al 85%), y bastante superiores a los
rendimientos de las plantas térmicas, para igual
potencia.
En atención a que los saltos disponibles
y caudales varían según las condiciones
geográficas, existen diferentes tipos de turbinas
que se acomodan mejor a unas determinadas
combinaciones de altura y caudal, para obtener
las mejores eficiencias.
Industrialmente, los tipos de turbinas que se
utilizan corresponden a:
b Turbinas Pelton: Grandes alturas, pequeños
caudales.
b Turbinas Francis: Condiciones medias de altura
y caudal.
b Turbinas Kaplan (Hélice): Pequeñas alturas y
grandes caudales.
En la medida que el agua situada en una posición
pierde altura, gana velocidad. La disminución
de la energía potencial se transforma en
energía cinética, salvo las pérdidas debido a
los rozamientos en los conductos.
El agua, con su potencia hidráulica disponible,
pasa por una turbina, la cual la transforma
en potencia mecánica y ésta a través de un
generador, es transformada en potencia eléctrica.
Desde ahí pasa a los transformadores, para luego
iniciar su viaje a los centros de consumo. En
cada uno de estos procesos de transformación
existen pérdidas, con lo cual está asociado el
concepto de rendimiento (de la turbina, del
Válvula de protección
turbina
Página 15Marco Conceptual
Vista en perspectiva de una turbina Francis Sección transversal de una turbina Kaplan de doble regulación
La energía hidráulica es un sistema de generación
que puede almacenar energía, como es el caso de
las centrales de embalse; sin embargo, para otras
condiciones del recurso no es posible almacenar
el agua, como es el caso de las centrales de
pasada.
Por ser la energía hidráulica la de mayor
desarrollo en la mayoría de los países, se asume
que el lector está familiarizado con este tipo
de instalación, de manera que no se entregarán
mayores antecedentes técnicos al respecto.
Aspectos Ambientales
En relación con los aspectos ambientales de las
centrales hidroeléctricas, los impactos que las
actividades pueden generar en el medio ambiente
se presentan en las etapas de construcción y
operación de las instalaciones. Su prevención,
mitigación y compensación se logra con el
estricto cumplimiento de las normativas
ambientales establecidas para cada caso en cada
país y con el cumplimiento de los compromisos
ambientales exigidos en las Resoluciones
Ambientales que autorizan la construcción de
cada proyecto y su posterior operación. Las
acciones emprendidas para prevenir, mitigar,
y compensar los impactos obedecen, en la
mayoría de los casos, a la aplicación de Planes
de Manejo Ambiental aprobados por la autoridad
competente.
Durante la fase de construcción de una
central hidroeléctrica se producen impactos
positivos y negativos sobre los medios físico,
biológico y social del ambiente. Entre las
principales actividades de construcción que
pueden ocasionar impactos sobre estos medios
destacan:
b 	Movimientos de tierra para la construcción de
vías de acceso, instalaciones, campamentos
temporales y otros.
b Remoción de la vegetación existente para
instalar la infraestructura o previo a la
inundación para crear el embalse.
b Intervención de cursos de agua, con
modificación temporal de los flujos y la
calidad de las mismas.
b Construcción de obras permanentes como
presas, edificios o estructuras de transmisión
de electricidad.
Estas actividades producen las siguientes
alteraciones en el medio ambiente:
b Modificación temporal o permanente de los
hábitats de la fauna terrestre y acuática.
b Contaminación temporal del aire por aumento
de las partículas en suspensión y de los
gases de combustión (CO, CO2
, SO2
) por el
movimiento de la maquinaria utilizada en la
construcción.
Figura 8.
Esquema de turbinas Francis y Kaplan.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 16
b	Afectación de grupos humanos en su
propiedad y en sus costumbres.
b	Generación de fuentes de trabajo y activación
de la economía local.
Durante la operación de las instalaciones
hidroeléctricas se pueden producir impactos
ambientales, tales como:
b	Modificación de los ambientes acuáticos que
afectan a la fauna asociada.
b	Variación de la calidad del agua por
sedimentación en los embalses.
b	Variación de los flujos de agua que pueden
ocasionar problemas de erosión de riberas.
La Energía Minihidráulica
Frente a lo presentado precedentemente, se
puede pensar en instalaciones de pequeña
escala (minicentrales) que no requieren grandes
instalaciones y -por ende- su impacto ambiental
es mínimo. No existe un criterio único para
definir el rango de las minicentrales, en algunos
países son hasta 5 MW, en otros 10 MW. Más bien
se rigen por las regulaciones que imponen las
autoridades a las ERNC, en especial relativas a
incentivos económicos.
Las tendencias hacia la aplicación de las
minicentrales pueden considerar tres tipos de
diseño:
b	Central de pasada, que deriva una parte del
caudal que pasa por el río para ser turbinado
en la central y luego la devuelve en otro
punto, aguas abajo del río.
b	Central de canal de riego o de abastecimiento,
es la que se instala aprovechando los
desniveles existentes en las infraestructuras
de regadío o de abastecimiento de aguas para
otras necesidades.
b	Central de pie de presa es la que aprovecha
el salto que origina el embalse ya existente y
que está dedicado a cubrir otras necesidades
distintas a la generación eléctrica (por
ejemplo, embalses para riego).
También la energía minihidráulica puede
ser una buena alternativa de suministro de
electricidad en comunidades aisladas de los
países en desarrollo. Además, las minihidráulicas
pueden proporcionar varios otros servicios a las
comunidades que favorezcan su desarrollo social
y económico. Es el caso del suministro de agua
para usos sanitarios o para la agricultura.
2.2.2	Energía Eólica
El aprovechamiento de la energía del viento
por el ser humano forma parte de las primeras
civilizaciones. La navegación a vela y los
molinos para la molienda de grano son algunas
aplicaciones pretéritas. En épocas más recientes,
fueron útiles para otros fines, como es el caso de
Holanda, donde gracias a los molinos de viento
se bombeó el agua que permitió ganarle terreno
al mar y donde hoy vive una parte importante
de la población de ese país.
La energía cinética del v iento puede
transformarse en energía útil, tanto mecánica
Minicentral Hidráulica, Fundación Huinay, X Región.
Página 17Marco Conceptual
como eléctrica. La energía eólica, transformada
en energía mecánica ha sido históricamente
aprovechada, pero su uso para la generación
de energía eléctrica es más reciente. Existen
aplicaciones de mayor escala desde mediados
de los `70 en respuesta a la crisis del petróleo
y a los impactos ambientales derivados del uso
de combustibles fósiles.
Desde hace un poco más de un par de décadas
se ha utilizado la energía eólica como fuente
de generación eléctrica. Primero en Estados
Unidos, aprovechando ventajas fiscales
(gobierno de Carter), la especial receptividad
de California a este tipo de energía y la
existencia de vientos regulares, se instalaron
numerosos aerogeneradores conectados a las
redes eléctricas. Luego siguió la Unión Europea,
la cual hoy se alza como el primer productor
de electricidad de origen eólico (ver figura 9).
Por otro lado, en la India ha habido un fuerte
desarrollo en los últimos años.
A nivel mundial, el uso de la energía eólica ha
crecido aceleradamente como se ilustra en la
figura 10, donde se destaca que al cierre de
2005, se registraban 59.206 MW de potencia
eólica instalada. Este crecimiento parece que
no parará, pues estudios indican que hacia 2020
la energía eólica sumará más de 1.000.000 MW
instalados.
7.470
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
9.659
13.692
18.041
24.340
31.167
39.295
47.616
59.206
El recurso eólico
El viento es un fenómeno que se presenta en casi
todas las zonas de la Tierra, pero su intensidad
y regularidad es variable. En primer lugar, existe
un esquema general de circulación de aire en la
superficie terrestre, en que en cada hemisferio
aparecen dos franjas de viento frecuentes,
una de latitudes bajas, vientos alisios, y otra
en latitudes por encima del paralelo 40°,
separadas por otras de calma persistentes. La
zona ecuatorial es un área de baja circulación
horizontal de aire. Por otro lado, los accidentes
geográficos condicionan la circulación de vientos
regionales o locales.
Como antecedentes, cabe señalar que las costas
son áreas que frecuentemente disponen de
vientos suaves, brisas marinas y terrestres; los
estrechos de comunicación entre dos mares son
caminos para vientos fuertes; los valles de los ríos
encauzan corrientes de aire paralelas a las aguas;
los pasos en algunas zonas montañosas pueden ser
puntos de vientos; y que el calentamiento solar
diferencial entre una llanura y una montaña puede
dar lugar a un viento local de efecto ladera.
Figura 10.
Energía eólica mundial, crecimiento de la capacidad instalada (MW).
Europa
Figura 9.
Energía eólica por continente, total mundial 59.206 MW.
África
América
Asia
Oceanía
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 18
Cuadro 1.
Fuente: Windpower Monthly News Magazine, April 2006.
Capacidad instalada de energía eólica al término de 2005
País Capacidad total instalada a fin de 2005 (MW)
Alemania 18.427,0
España 10.028,0
EE.UU. 9.142,0
India 4.434,0
Dinamarca 3.127,0
Italia 1.717,0
Reino Unido 1.342,0
China 1.260,0
Holanda 1.219,0
Japón 1.150,0
Portugal 1.024,0
Austria 819,0
Francia 770,0
Australia 746,0
Canadá 684,0
Grecia 573,0
Irlanda 525,0
Suecia 492,0
Noruega 281,0
Nueva Zelanda 168,0
Egipto 145,0
Corea del Sur 119,0
Bélgica 118,0
Taiwán 106,0
Finlandia 83,0
Costa Rica 71,0
Ucrania 70,0
Marruecos 64,0
Polonia 58,0
Países del Caribe 55,0
Brasil 48,0
Luxemburgo 35,0
Estonia 32,0
República Checa 28,0
Argentina 26,0
Letonia 25,0
Filipinas 25,0
Turquía 20,0
Colombia 20,0
Túnez 20,0
Islas del Pacífico 15,0
Hungría 14,0
Suiza 12,0
Irán 11,0
Israel 8,0
Rusia 7,0
Lituania 6,0
Croacia 6,0
Eslovaquia 5,0
Cuba 5,0
México 5,0
Sudáfrica 3,0
Sri Lanka 3,0
Cabo Verde 3,0
Chile 2,0
Jordania 2,0
Rumania 1,0
Bulgaria 1,0
Bangladesh 1,0
Total mundial año 2005 59.206,0
Total mundial año 2004 47.574,0
Crecimiento 2004 - 2005 24,5%
Página 19Marco Conceptual
En el desarrollo actual de la energía eólica y el
diseño de aerogeneradores, se consideran áreas
de interés aquellas que presentan velocidades
medias del viento por encima de los 6 m/s, a
las que corresponden factores de utilización
de la instalación de una 2.000 horas/año
equivalentes a plena carga. También existen
zonas que llegan a valores de hasta 12 m/s de
velocidad media, con más de 4.000 horas/año de
utilización equivalente a plena carga. Además,
para establecer estas correlaciones y conocer el
verdadero potencial energético, es importante la
curva de distribución de frecuencias que mide
la regularidad de los vientos. Esto conlleva a
que se requieran exhaustivas mediciones, por lo
menos un año de monitoreo a distintas alturas
del suelo (por ejemplo, 40, 50 y 60 metros) como
condición previa para el desarrollo de proyectos
destinados a su aprovechamiento. Los monitoreos
permiten definir histogramas con las frecuencias
de los vientos en una determinada zona (ver
figura 11), para luego establecer una curva de
distribución.
0
Velocidad viento (m/s)
2,5
(%) 0 0 0
6,1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
8,2
10
9,69,6
10,3
11
10,4
8,3
6
3,7
1,8
1
0,50,30,1
12 13 14 15 16 17 18 19
Figura 11.
Histograma de velocidades medias horarias.
Otro aspecto relevante del recurso eólico es el
conocimiento del comportamiento direccional
del viento, para lo cual se utiliza la rosa de
vientos, donde se agrupan los datos medidos
por sectores de dirección (ver figura 12). El
conocimiento del comportamiento direccional
del viento es útil especialmente cuando se va
a instalar más de un aerogenerador, ya que la
estela que provoca un aerogenerador da lugar a
una deceleración del flujo de viento que afecta
al resto de aerogeneradores que funcionen en
la estela del primero.
2
4
6
8
10
12
14
16
18
N(360)
NNE
NE(45)
ENE
E(90)
ESE
SE(135)
SSESSW
S(180)
SW(225)
WSW
W(270)
WNW
NW(315)
NNW
0,5-2 m/s 2-4 m/s 4-6 m/s 6-8 m/s 8 m/s
Figura 12.
Rosa de Vientos.
Diseño de Aerogeneradores
La energía eólica disponible en una determinada
zona es función de la velocidad (V), del área
(A) barrida por las palas del molino y de la
densidad ( ) del aire. De esta forma, y aplicando
los principios de la física (mecánica) clásica,
se obtiene la expresión teórica de la potencia
disponible:
Potencia = 0,5 A V3
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 20
En la práctica, la potencia que se obtiene en el aerogenerador es menor que la obtenida con la
expresión teórica indicada precedentemente, donde influye directamente el diseño del aerogenerador,
alcanzando un valor máximo de 0,59 de la potencia teórica.
Actualmente, los aerogeneradores se diseñan con su eje horizontal, diseño más usual, pero
también existen los de eje vertical. En las figuras 13 a 15 se presentan distintas disposiciones de
instalaciones eólicas.
Figura 13.
Molino típico para bombeo de agua.
Figura 14.
Aerogenerador eje horizontal.
Figura 15.
Aerogeneradores de eje vertical (Savonius - Darrieus).
Página 21Marco Conceptual
Asimismo, también se pueden encontrar instalaciones offshore (fuera de la costa, mar adentro) y
esta tendencia seguirá en aumento.
Figura 16.
Instalación de aerogeneradores offshore (mar adentro).
En relación con la producción de energía
eléctrica, los diseños más utilizados corresponden
a los aerogeneradores de eje horizontal de tres
palas. Éstos se diseñan para funcionar, en
general, en un rango de velocidades de viento
entre 4 y 25 m/s. Las velocidades bajo el límite
inferior no permiten energía útil y las que están
sobre el límite superior (velocidad de corte),
se evitan por razones de seguridad estructural
del equipo.
El desarrollo que ha tenido la tecnología para
el aprovechamiento eólico, en especial, para
la generación de energía eléctrica, ha sido
impresionante. Hace sólo algunos años no se
fabricaban aerogeneradores que sobrepasaran
1 MW de potencia. Hoy ya se puede encontrar
aerogeneradores con potencia mayor a 4 MW (ver
figura 17). En la figura 18 se puede observar
el estado del arte de la tecnología, donde se
presentan las relaciones entre la capacidad (MW)
del aerogenerador, diámetro de rotor (aspas o
palas) y la altura de torre.
Figura 17.
Aerogenerador de más de 4 MW de capacidad.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 22
En la generación de electricidad, y luego de
haber completado los estudios de las condiciones
eólicas del lugar, es importante conocer el
comportamiento de la potencia del aerogenerador
seleccionado para las características de la zona
en estudio (ver figura 19). Con la velocidad de
viento en la curva del aerogenerador, se obtiene
la potencia. Con el histograma del estudio de
vientos y su curva de distribución, se determina
-para esa velocidad- cuál es su frecuencia, por
lo que es posible conocer las horas al año que
se dispone de esa velocidad.
160 m
120 m
Mt.Tom
250 KW
Capacidad: 50 KW 250 KW 660 KW 1000 KW 2000 KW 3600 KW 4500 KW
Diámetro Rotor: 14 m 24.4 m 47 m 60 m 80 m 104 m 114 m
Altura Torre: 25 m 30 m 50 m 70 m 70 m 74 m 124 m 127,36m
Hull
Vestas V-47
660 KW
Horns Rev
Vestas
2 MW
Arklow Bay
GE Wind
3.6 MW
East Frisia
Enercon
4.5 MW
Torre Entel,
Chile
80 m
40 m
Figura 18.
Comparación entre capacidad, diámetro rotor y altura de torre.
Velocidad viento (m/s)
Potencia(kW)
Generador de 900 kW
0
0
200
400
600
800
1.000
1.200
1.400
1.600
1.800
2.000
5 10 15 20
Generador de 1,65 MW
Figura 19.
Curvas típica de potencia de aerogeneradores.
Aspectos ambientales
La energía eólica es una opción limpia, pero
la instalación de un parque (granja eólica)
puede producir un impacto ambiental que es
necesario evaluar de acuerdo a las condiciones
del entorno, tanto físico, biológico y social, de
manera de introducir oportunamente las medidas
de mitigación. Entre ellos destacan:
b La realización de obras civiles, en especial,
la apertura de caminos que puede ser causa
de futura erosión. Este aspecto es importante
en los terrenos con insuficiente vegetación
propia que proteja el suelo. Se debe ser
cuidadoso en el desarrollo de las obras,
disponer de adecuados sistemas de drenaje y
restaurar la vegetación donde sea posible.
b Incidencia sobre la población de aves
migratorias. Se requiere conocer las
costumbres de éstas (vías de desplazamiento),
a fin de no ubicar líneas de aerogeneradores
en sus pasos habituales, ya que pueden dar
lugar a accidentes y muertes de aves.
Página 23Marco Conceptual
2.2.3	Energía Geotérmica
Los recursos geotérmicos constituyen la energía derivada del calor que se extrae a través de los
fluidos geotérmicos que surgen de procesos naturales o artificiales de acumulación y calentamiento
del subsuelo. Las áreas con mayores recursos geotérmicos accesibles son aquellas en que el magma
está muy cerca de la superficie terrestre, con zonas de corteza terrestre delgada o fracturada
(Anillo de Fuego). En Sudamérica es originado por el choque de la Placa de Nazca con la Placa
Sudamericana (ver figura 20).
Placa de Norte América
Placa Escocesa
Placa Euroasiática
Placa Filipina
Placa Australiana
Placa
Juan de Fuca
Placa
Pacífica
Anillo de Fuego
Placa Euroasiática
Placa
India
Placa
ArábigaPlaca
Africana
Placa
Sudamericana
Placa de
Nazca
Placa de
Cocos
Placa
Caribeña
Figura 20.
Distribución mundial de volcanes y placas.
b En algunas localidades preocupa el ruido
producido por los aerogeneradores. Si
bien éste no es intenso, la ubicación de las
máquinas cerca de viviendas puede resultar
molesta.
b	 Por último, una situación más controvertida,
guarda relación con el impacto visual de
los parques eólicos. No es una situación
que incida de forma general, pero algunos
sectores de la sociedad pueden mostrarse
contrarios a los parques eólicos por esa razón.
Dentro de este aspecto se tiene el fenómeno
de la sombra titilante (efecto shadow flicker),
el que se produce por el paso de la luz solar
a través de las aspas del aerogenerador. De
esta forma, es conveniente cuidar todos los
detalles: no ubicar las instalaciones muy
próximas creando pantallas visuales, alejarse
de los lugares de gran interés paisajístico o
de ciertas carreteras, disponer de columnas
en vez de torres de celosía, por mencionar
algunos.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 24
Figura 21.
Reservorio geotérmico.
La reserva geotérmica se forma en rocas porosas
y permeables ubicadas bajo una capa de roca
impermeable que atrapan el agua caliente y
vapor en ascenso (ver figura 21).
L as f uentes geotér micas, según sus
características y magnitud calórica, pueden ser
aprovechadas no sólo para generar electricidad
(alta entalpía), sino que también para usos
directos del calor (baja entalpía). Las fuentes
termales se aprovechan para fines medicinales
y de recreación y como instrumento de cocción
durante varios siglos. Hay registros históricos
respecto de su uso de más de dos mil años en
China y existen ruinas romanas relacionadas con
el aprovechamiento termal desde Siria hasta
Inglaterra, doscientos años Antes de Cristo.
La primera aplicación termal para calefacción
residencial se desarrolló en Francia en el
siglo XIV, pero fue en 1904 en Larderello,
Italia, que pudo encenderse la primera
ampolleta, transformando el calor de la
tierra en electricidad. Desde esa fecha hasta
nuestros días, los avances de la tecnología de
los materiales y el mayor conocimiento geo-
científico han permitido un importante avance
en el desarrollo de la geotermia como fuente
de electricidad.
La geotermia aprovecha el calor y el agua que se
han concentrado en ciertos sitios del subsuelo
conocidos como yacimientos geotérmicos.
Ellos están asociados a fenómenos volcánicos y
sísmicos, cuyo origen común son los movimientos
profundos que ocurren continuamente entre los
límites de las placas litosféricas.
La energía geotérmica, como su nombre lo indica,
es energía calorífica proveniente del núcleo de
la Tierra, la cual se desplaza hacia la superficie
terrestre a través de las fisuras existentes en
las rocas sólidas y semisólidas del interior de la
Tierra (ver figura 22).
Figura 22.
Zonas en el subsuelo relacionadas con la geotermia.
Fisura natural
Vapor
Roca impermeable
Reservorio permeable
Circulación convectiva
Roca caliente
Un yacimiento geotérmico típico se compone de
una fuente de calor, un acuífero y la llamada capa
sello. La fuente de calor es -generalmente- una
cámara magmática en proceso de enfriamiento.
El acuífero es cualquier formación litológica con
la permeabilidad suficiente para alojar agua
meteórica percolada desde la superficie o
desde otros acuíferos. La capa sello es otra
formación o parte de ella, con una menor
permeabilidad, cuya función es impedir que los
fluidos geotérmicos se disipen totalmente en
la superficie.
Página 25Marco Conceptual
Con el pasar de los años, la cámara magmática
irá transfiriendo su calor a los acuíferos que
existían en la zona, elevándoles la temperatura
hasta alcanzar 300 °C o 400 °C. Muchas veces
aparecen en superficie, aunque no siempre
inmediatamente arriba de la fuente de calor,
algunas manifestaciones geotérmicas en forma
de géiseres, fumarolas, manantiales calientes
y fuentes termales. Estas son precisamente
las evidencias de que existen “filtraciones” de
fluidos calientes a través de grietas de las rocas,
lo que da lugar a que éstos afloren como aguas
hirvientes, gases o vapores (ver figura 23).
La etapa inicial de un desarrollo geotérmico
implica una minuciosa exploración para detectar
el recurso a través del muestreo y análisis de
estos fluidos. Luego se requiere un buen plan
de explotación y equipamiento para extraerlo
y producir electricidad, en forma confiable, a
precios económicos y sin contaminar.
Figura 23.
Diferentes tipos de manifestaciones geotérmicas en la superficie y afloramientos de aguas termales.
Etapa de Exploración
Durante la etapa de estudio, para definir las
características termodinámicas del reservorio,
llamada etapa de exploración, se realiza un
estudio regional, un estudio a detalle y la
perforación exploratoria. El estudio regional
corresponde a una etapa estrictamente
superficial, con trabajos relativamente baratos,
que sólo necesitan contar con los equipos
adecuados y busca definir el área del estudio
a detalle, acotándolo desde 500 – 1000 km2
a
5 – 50 km2
. Dependiendo de las condiciones
geográficas y de los recursos utilizados, el
estudio puede durar de 3 a 6 meses.
El estudio a detalle incluye la geología,
geofísica y geoquímica del área acotada.
Entre otras cosas, los geólogos analizan el
tipo y edad de los volcanes y de su lava, los
derrames, los contactos y la geoquímica de
las rocas. Los geofísicos buscan zonas de alta
conductividad eléctrica en el subsuelo, lo que
podría indicar agua caliente con sales disueltas.
Entre tanto, los geoquímicos examinan todas
las emanaciones superficiales para determinar
mediante geotermómetros la temperatura a la
que supuestamente se originaron esos fluidos.
Dependiendo de las condiciones geográficas y
de los recursos utilizados, el estudio a detalle
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 26
puede durar entre 6 meses y 1 año, aunque en
la práctica podría tomar más tiempo.
Con estos estudios, se desarrolla un modelo
conceptual donde lo más importante es la
concepción tridimensional de la litología y
estructuras, como también el comportamiento
geohidrológico del reservorio (temperatura,
zonas de “upflow” y de descarga). De este
modo, si se llega a determinar que el volumen
estimado de agua caliente atrapado en estos
acuíferos es suficientemente grande, tiene alta
temperatura y buena permeabilidad, entonces
se dan las condiciones apropiadas para que
exista un reservorio geotérmico, susceptible a
ser explotado en forma comercial.
Sin embargo, los parámetros de presión,
permeabilidad, almacenaje, tipo de reservorio,
etc., sólo se podrán estimar con mayor grado
de certeza con el primer pozo exploratorio, que
resulte productor.
Para confirmar el modelo conceptual que se tiene
del yacimiento, se perforan pozos exploratorios
profundos (entre 1.000 m y 2.500 m), muy
similares a los de producción de petróleo. La
técnica de perforación es un tanto particular, ya
que en geotermia se tienen altas temperaturas y
no se puede usar el mismo instrumental que se
utiliza para registros en los pozos petroleros.
Etapa de Explotación
La explotación considera el proyecto integral
de extracción, manejo y acondicionamiento de
fluidos geotérmicos, por lo cual no sólo incluye
la perforación del pozo, sino también todas las
instalaciones superficiales, equipos necesarios
y ramal de vaporductos (ver figura 24).
Figura 24.
Ejemplos de instalaciones para la explotación de pozos geotérmicos.
El proceso de extracción de vapor consiste
en llevar a la superficie el vapor endógeno
que se encuentra en el subsuelo, mediante la
perforación de pozos productores y construcción
de su infraestructura que proporcione el conducto
adecuado para su extracción y control.
El proceso de manejo y acondicionamiento de
vapor consiste en separar el vapor de la mezcla
extraída y transportarlo a través de la red de
tuberías a las centrales generadoras. Asimismo
llevar el agua separada a través de las obras
de conducción y descargarla en las obras de
captación para su inyección al subsuelo, luego
de separar los sólidos.
La perforación de cada pozo productor toma
cerca de 3 meses y se puede perforar con más
de un equipo paralelamente. Si la roca tiene
mucha sílice, la perforación podría tomar más
tiempo.
El vapor producido en los pozos es recolectado
mediante una red de vaporductos y llevado hasta
Página 27Marco Conceptual
Figura 25.
Yacimiento geotérmico de alta temperatura.
Natural fissuere
Steam well
Central
Geotermoeléctrica
Electricidad a Centros
de Consumo
Pozo
explotación
Pozo de
inyección
Cobertura
impermeable
Foco de calor
activo
Resevorio
vapor T150 ºC
Transmisión de calor
750
1.500
2.250
3.000
Profundidad(m)
20-30 ºC
100 m
Figura 26.
Sistema hidrotérmico con predominio de vapor.
Separador de
partículas
Turbina
Generador
Condensador
de contacto
directo
Torre de
enfriamiento
Reinyección
BombaReinyección
Yacimiento
de vapor
la central, donde se purifica y luego entra a las
turbinas de vapor. Después de realizar trabajo
en la turbina, el vapor puede ser descargado a
la atmósfera o a un condensador (más eficiente)
dependiendo del tipo de central. Todo el resto del
sistema de generación eléctrica, transformación,
control y transmisión, es prácticamente igual al
de una central térmica a vapor convencional.
Las figuras 25 y 26 muestran esquemas típicos
de instalaciones geotérmicas.
Tipos de Centrales Geotérmicas
En general, son tres los tipos de centrales
geotérmicas, cuya elección de tecnología y tamaño
depende fundamentalmente de las condiciones del
yacimiento geotérmico y de los recursos disponibles.
Estos tipos de centrales corresponden a:
b Unidades a Contrapresión. Estos equipos son
unidades modulares de 1 a 10 MW (normalmente
5 MW), de baja eficiencia y bajo costo del kW
instalado. Estas unidades son armadas y probadas
en fábrica, montadas sobre un patín e instaladas
sobre la plataforma del pozo. Son totalmente
automáticas y operan desatendidas. Son de fácil
y rápida instalación (aprox. 8 meses, incluyendo
las pruebas de puesta en servicio). Por lo general,
las unidades a contrapresión son utilizadas para la
evaluación del yacimiento durante su etapa inicial
de explotación, en pozos con alto contenido de
gas y en pozos aislados en el campo.
b Unidades a Condensación. Las instalaciones
a condensación son mucho más eficientes
que las unidades a contrapresión, debido a la
descarga de vapor bajo la presión atmosférica.
Estas unidades tienen un tamaño de entre 5 y
110 MW, dependiendo de la topografía existente,
características de producción de los pozos y
sistema eléctrico al que se va a conectar la unidad.
Su instalación es más compleja y extensa que la
unidad a contrapresión. El plazo de instalación
es alrededor de 24 meses, incluyendo pruebas de
puesta en servicio y necesitan de una superficie
mucho mayor que una unidad a contrapresión.
Estas unidades serían iguales a las de una central
térmica (vapor) convencional si no fuera porque
el vapor proveniente de los pozos no es puro,
contiene gases incondensables, elemento que
cambia drásticamente las condiciones de diseño.
Aunque estos gases están presentes en pequeñas
cantidades (1% a 3% en masa) y compuestos en su
mayoría por CO2
(típicamente 98% CO2
y 2% H2
S),
esto introduce algunas modificaciones importantes
en el diseño. Ejemplo de esto es la instalación
de grandes compresores en el condensador para
extraer los gases incondensables y la utilización
de acero inoxidable en el circuito de enfriamiento,
debido a lo ácido y corrosivo del condensado.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 28
b Unidades de Ciclo Binario. Estos equipos son
unidades modulares de 1 a 3 MW (aunque existen
unidades experimentales más pequeñas de hasta
300 kW) que funcionan con agua caliente en vez de
vapor. Esto puede ser cuando la cantidad de agua
separada en un pozo es muy abundante o cuando
el pozo no tiene una temperatura muy elevada y
el fluido que se extrae de éste es prácticamente
agua. Al igual que las unidades a contrapresión,
son armadas y probadas en fábrica, montadas
sobre un patín e instaladas a boca de pozo. Son
totalmente automáticas y operan desatendidas.
Son de fácil y rápida instalación (sólo un par
de meses). En las unidades de ciclo binario se
utiliza el agua geotérmica caliente (alrededor de
130 a 150 °C) para transferir calor a un fluido
secundario de menor punto de ebullición, por lo
general isopentano, el cual al evaporarse opera
un ciclo de generación cerrado moviendo una
turbina de diseño especial. Después de su paso
por la turbina, el fluido secundario se condensa,
generalmente por aeroenfriadores, para volver al
intercambiador de calor y cerrar el ciclo. Por su
parte, el agua geotérmica, ahora más fría (alrededor
de 80 °C), se reinyecta al yacimiento. La eficiencia
de conversión en estas unidades es bastante
baja, aproximadamente 11%, y por lo general son
utilizadas para electrificar zonas aisladas o como
complemento de una unidad a contrapresión para
mejorar la eficiencia del pozo.
Las figuras 27 y 28 ilustran algunas instalaciones
de centrales geotérmicas.
Figura 27.
Central Cerro Prieto, México. Capacidad 720 MW.
Figura 28.
Central Berlín, El Salvador. Capacidad 9 MW.
Los países con mayor aplicación de la energía
geotérmica son: Estados Unidos, Filipinas,
México, Indonesia, Italia, Japón, Nueva Zelandia.
En el cuadro 2 se muestra la capacidad instalada
geotérmica de la mayoría de los países que la
aplican. Cabe destacar que, a nivel mundial, ya
se cuenta con cerca de 9.000 MW instalados y
varios proyectos en ejecución.
Cuadro 2.
Capacidad instalada (MW) de aprovechamiento geotérmico a nivel
mundial (2005).
País Potencia instalada (MW)
Estados Unidos 2.544
Filipinas 1.931
México 953
Indonesia 797
Italia 790
Japón 535
Nueva Zelanda 435
Islandia 202
Costa Rica 163
El Salvador 151
Kenya 127
Rusia 79
Nicaragua 77
Guatemala 33
China (Tíbet) 28
Turquía 20
Portugal (Azores) 16
Francia (Guadalupe) 15
Papua Nueva Guinea 6
Tailandia 0,3
Austria 0,2
Alemania 0,2
Australia 0,2
Total 8.903
Página 29Marco Conceptual
En cuanto al agua separada (salmuera), si
se realiza la reinyección de ésta al propio
yacimiento en forma adecuada, se eliminan los
riesgos de contaminación del suelo, acuíferos
superficiales y cursos de agua.
Así, una central geotermoeléctrica bien manejada
no contamina ni es peligrosa para su entorno.
Sin perjuicio de lo anterior, es conveniente tener
presente los siguientes aspectos:
b	La utilización del suelo, ya que se requieren
grandes extensiones y de una considerable
infraestructura.
b	El manejo del suelo, relacionado con
su estabilidad y la influencia sobre las
formaciones geológicas profundas. Entre los
impactos negativos podrían estar la erosión,
el hundimiento del terreno y la inducción de
actividad sísmica.
b	El ruido, en especial en la etapa de
perforación de los pozos.
b	Posible contaminación del aire, debido a flujos
de gases contaminantes y no controlados en las
distintas etapas del proceso de explotación.
b	Posible contaminación de las aguas, debido a
los procesos térmicos durante la explotación
de la planta.
b	Alteración de ecosistemas, debido a un mal
manejo del recurso.
2.2.4	Energía solar
En estricto rigor, las energías renovables tienen
su origen en la energía solar, es decir, la energía
eólica, geotérmica, mareomotriz, e incluso la
biomasa, son aprovechamientos indirectos de
la energía aportada por el sol. Sin embargo,
de forma específica la radiación solar ofrece
varias maneras de recuperación energética, ya
sea como vía de calentamiento que reemplaza el
consumo de energías convencionales, producción
de electricidad y, potencialmente, la obtención
Aspectos Ambientales
En cuanto a la contaminación atmosférica que
la generación geotermoeléctrica pueda producir,
es importante tener en cuenta que ésta no
emite óxidos de nitrógeno (NOx
), ni óxidos de
azufre (SOx
), como ocurre en las plantas de
combustión.
Las emisiones geotérmicas sólo contienen gases
de CO2
, aunque muy inferiores comparadas a
las de una central térmica, que utilice como
combustible gas natural, petróleo o carbón (ver
figura 29).
200
Geotermia Gas Natural Petróleo Carbón
1.000
1.500
2.000
Figura 29.
Comparación de emisiones de CO2
(lbs/MWh).
Por otro lado, las pequeñas cantidades de
gas sulfhídrico (H2
S) que emite una central
geotérmica se controlan con eficacia mediante
una adecuada dispersión local y realizando
mediciones continuas para mantenerse dentro
de los límites permisibles. En ningún caso se
genera lluvia ácida, ya que ésta proviene del
SO2
y el agua.
Para la contaminación acústica se utilizan
silenciadores que abaten el ruido hasta niveles
aceptables, además de cumplir una doble función
al eliminar el salpicado de salmuera.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 30
de combustibles de uso directo, como podría ser
el hidrógeno (ver figura 30).
La forma más antigua de aprovechamiento
de la energía solar es el calentamiento de
las viviendas, pasando por aplicaciones
más industriales como la obtención de la
sal (evaporación de aguas en las salinas),
fabricación de adobes (secado del barro
moldeado) y otras. Esta forma de utilización
se puede considerar como pasiva (energía solar
pasiva), pues hace uso directo de la luz y el
Figura 31.
Aplicaciones de la energía solar a la arquitectura de viviendas y edificios.
calor del sol, captándolos, almacenándolos y
distribuyéndolos de forma natural, sin necesidad
de elementos mecánicos.
La energía solar pasiva se contempla en muchos
países como una opción energética de gran
potencialidad, que se ha venido aplicando casi
exclusivamente en la edificación, formando
parte de lo que hoy se conoce como Arquitectura
Bioclimática. En la figura 31 se presentan algunas
aplicaciones domésticas de este concepto.
Colector solar
Bomba
circulante
Agua caliente
sanitaria
Acumulador combinable
Caldera
Secadores y
otros
Viviendas
bioclimáticas
Fotovoltaica
aislada
Placas solares
Generación
eléctrica a
gran escala
H2
Tradicional Actualidad Futuro
Figura 30.
La energía solar.
Página 31Marco Conceptual
Por otro lado, también se tiene la energía solar
activa, consistente en el uso de la luz y el calor
del sol mediante procedimientos técnicos, que
la capta, almacena y transmite a otros usos
derivados. Las aplicaciones en este concepto
pueden ser para bajas y altas temperaturas.
La tecnología solar activa de baja temperatura
basada en colectores de placa plana es la
más desarrollada. Se utiliza en aplicaciones
que requieren temperaturas inferiores a los
50-60°C. El sistema está constituido por un
colector que capta la radiación, un subsistema
de almacenamiento, un sistema de transporte
de energía (tuberías, bombas, intercambiadores)
y otro de utilización (consumo) de la energía
solar captada. Son instalaciones con forma de
panel que deben ser inclinadas y orientadas de
manera que el aprovechamiento de la energía sea
máximo (en el hemisferio norte se orientan hacia
el sur, y en el hemisferio sur, hacia el norte).
En la figura 32 se muestra una instalación típica
de colectores de placa plana. Las placas utilizan
la energía del sol para calentar el fluido portador
que, a su vez, proporciona calor utilizable en
una casa. El fluido, agua en este caso, circula
a través de las tuberías (cobre) en el colector
solar y durante el proceso absorbe algo de esta
energía. Después se mueve a un intercambiador
de calor, donde calienta el agua que se utilizará
en la vivienda. Finalmente, una bomba lleva
de nuevo el fluido hacia el colector solar para
repetir el ciclo.
Figura 32.
Instalación con colectores de placa plana.
Rayos solares
Colector solar
Chapa de
aluminio
Cubierta de
vidrio
Tubería de
cobre
Agua
caliente
Intercambiador
de calor
Agua
fría
Agua caliente
Bomba
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 32
La tecnología solar activa de media y alta temperatura está menos desarrollada. En efecto, a
partir de los 80°C la eficiencia de los colectores solares de placa plana es baja, y por ello es
necesario el uso de otro tipo de colectores, por ejemplo, cilíndricos parabólicos (ver figura 33).
Además, para temperaturas altas se precisa mayor cantidad de radiación solar y, por lo tanto, una
mayor concentración de ésta, así como la utilización de nuevos elementos para conseguirlo. Estos
elementos son costosos y todavía están en proceso de desarrollo.
Figura 33.
Paneles colectores parabólicos (eficiencia entre 13 y 20%).
Últimamente se han desarrollado las tecnologías de los receptores de disco con motor (combustión
externa) Stirling, especiales para su aplicación en zonas aisladas y los sistemas de espejos y
receptores en torre. Las figuras 34 y 35 muestran estas dos últimas tecnologías.
Figura 34.
Receptores de disco y motor Stirling (eficiencia entre 12 y 18%).
Receptor
Concentrador
Receptor Reflector
Página 33Marco Conceptual
Figura 35.
Sistema de espejos y receptor en torre (eficiencia entre 8 y 15%).
La energía solar ofrece dos formas de producción
de electricidad: térmica y fotovoltaica. La primera
se basa en la concentración de la radiación solar,
a fin de llevar un fluido a suficiente temperatura
para accionar motores (turbinas) térmicos que
van acoplados a generadores eléctricos. En este
tipo de utilización juegan un papel relevante
las tecnologías indicadas precedentemente (ver
figuras 33 a 35). También se han desarrollado
sistemas híbridos, que combinan dos sistemas:
uno tradicional, sobre la base de un combustible
convencional, más el vapor, proveniente de
una fuente solar activa de alta temperatura,
que conforman lo que se conoce como ciclo
combinado (ver figura 36).
La energía solar fotovoltaica consiste en la
conversión directa de la radiación solar en
electricidad mediante sistemas fotovoltaicos.
Un sistema fotovoltaico está formado por las
células solares (que transforman la luz en
electricidad), un acumulador, un regulador de
carga (que impide que llegue más energía al
acumulador cuando ha alcanzado su máxima
carga) y un sistema de adaptación de corriente
(que adapta a la demanda las características
de la corriente generada). Es importante la
posición de las células o paneles fotovoltaicos
(ver figura 37), que deben estar inclinados y
orientados de forma determinada, con el fin
de aprovechar al máximo la radiación solar a
lo largo del año. Estas células suelen ser de
silicio (monocristalino, policristalino o amorfo),
pero se encuentra en desarrollo el posible uso
de otros materiales (sulfuro de cadmio, por
ejemplo), donde se tiene presente el costo de
la obtención del material (el silicio consume
una gran cantidad de electricidad). La eficiencia
que se alcanza con los sistemas fotovoltaicos es
todavía baja, varía entre 10% (silicio amorfo) y
15% (monocristalino).
Receptor
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 34
Combustible
Caldera de
Recuperación de Calor
Opción A:
Concentradores de Vapor de Alta Presión
Opción B:
Concentradores de Vapor de Baja Presión
Expansión
Agua de
Alimentación
Generador
de Vapor
Vapor de Alta
Presión
Desaireador
Intercambiador
de Calor de Baja
Presión
Condensador
Turbina de
Vapor
Gas
Vapor de Baja
Presión
Generador
de Vapor
Agua de
Alimentación
Expansión
Figura 36.
Planta de generación eléctrica con Ciclo Combinado Solar Integrado.
Una ventaja importante de los sistemas
fotovoltaicos es que no necesitan estar
conectados a la red de distribución eléctrica,
ya que generan la electricidad en el mismo lugar
de consumo. Por esta razón, los paneles solares
fotovoltaicos se utilizan -preferentemente- en
lugares de difícil acceso a la red eléctrica,
tales como repetidoras de radio y TV, sistemas
de bombeo, iluminación, faros y, sobre todo,
en zonas aisladas (zonas rurales, refugios de
montaña y otros).
Figura 37.
Sistemas fotovoltaicos.
Página 35Marco Conceptual
Figura 39.
Electrificación fotovoltaica en un faro (La Coruña, España).
Figura 38.
Electrificación fotovoltaica de 200 kW en una isla
(Senegal).
Figura 41.
Sala de baterías de una instalación fotovoltaica.
Figura 40.
Bombeo solar directo para riego de viñas
(España).
La electricidad obtenida mediante los sistemas
fotovoltaicos puede usarse en forma directa o
bien ser almacenada en baterías (ver figura 41),
para utilizarla durante la noche.
Antes de entregar algunos valores respecto del
potencial de la energía solar, conviene recordar
que la radiación solar es una forma de energía
de baja concentración. Fuera de la atmósfera,
la intensidad de radiación oscila entre 1.300 y
1.400 W/m2
. Las pérdidas en la atmósfera por
absorción, reflexión y dispersión la reducen
un 30%. Si las condiciones climatológicas son
buenas, es posible llegar a tener 1.000 W/ m2
. En
su defecto, pueden tener solo 50 W/m2
, lo que
necesita mayores superficies de capatación.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 36
330
W/m2
310
290
270
250
230
210
190
170
150
130
110
90
70
50
30
0
Figura 42.
Potencial solar en el mundo.
Al cierre de 2004, la capacidad instalada de
energía solar, a nivel mundial, alcanzaba los
4.400 MW, con 2.220 MW de fotovoltaica fuera
de la red eléctrica, 1.800 MW en la red y 400 MW
en solar térmica. Japón es el líder en el uso de
la energía solar, seguido por Alemania y EE.UU.
El crecimiento de la capacidad fotovoltaica
instalada mundial, entre 1990 y 2004, se muestra
en la figura 43.
Megawatts
1990
Total
Conectado a la red
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
3.000
3.500
4.000
1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
Figura 43.
Crecimiento de la capacidad mundial fotovoltaica.
La radiación solar en el mundo (figura 42) varía según la ubicación geográfica y concentra los
mayores potenciales en los desiertos (Sahara, Atacama, Gobi, entre otros).
Página 37Marco Conceptual
Aspectos Ambientales
En cuanto a los aspectos ambientales de la
energía solar térmica (sistemas pasivos y
activos), cabe indicar como aspecto positivo la
desaparición de todos los impactos relacionados
con los combustibles fósiles, en especial, la
gran cantidad de CO2
emitida en los procesos
de combustión y sus consecuencias (cambio
climático). Como aspecto negativo se tiene
el impacto visual. En el caso de energía solar
pasiva, la introducción de nuevos elementos en
el edificio no suele dar lugar a efectos negativos
(ver figura 31); en cambio, con los paneles de
energía solar activa se pueden producir efectos
visuales no deseados, los cuales se pueden
enmascarar o reducir adaptando estos elementos
a su entorno. También en estos últimos es
importante tener presente la superficie que
ocupan las instalaciones (ver figura 44).
Figura 44.
Planta solar y ciclo combinado de 428 MW ubicada en
Yazd, Irán.
En relación con el uso de paneles solares
fotovoltaicos cabe destacar lo siguiente:
b	Se evitan todos los impactos asociados a
los combustibles fósiles: a su extracción,
transformación, combustión (emisiones de
sustancias contaminantes, especialmente CO2
)
y transporte.
b	El impacto en el ecosistema natural depende
del área cubierta por el sistema fotovoltaico,
el período de construcción, el tipo de suelo y
la biodiversidad existente. Sin embargo, una
cuidada planificación y el restablecimiento
del hábitat pueden mitigar estos efectos.
b	El impacto visual puede evitarse mediante la
integración de paneles en cubierta y fachadas
de edificios (ver figura 45).
b	En la fabricación de los componentes
fotovoltaicos se utilizan algunos materiales
potencialmente tóxicos y peligrosos, que
hay que almacenar adecuadamente para
evitar emisiones al suelo y a las aguas
subterráneas.
Figura 45.
Paneles solares fotovoltaicos en edificios.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 38
2.2.5	Energía de la Biomasa
Por biomasa se entiende el conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o
procedente de la transformación natural o artificial de la misma. Puede ser de origen natural
(producida en los ecosistemas naturales, como es el caso de la leña), de origen residual (residuos
forestales y agrícolas, residuos sólidos urbanos, residuos biodegradables), cultivos energéticos
(cultivados especialmente para ser utilizados como biomasa) o excedentes agrícolas.
La producción inicial de biomasa se realiza por medio del proceso de la fotosíntesis, mediante
el cual los vegetales son capaces de captar la energía solar y almacenarla en los enlaces de las
moléculas orgánicas que forman su biomasa.
La aplicación más común de la biomasa es la combustión directa, aunque existen tecnologías
(gasificación, pirólisis, fermentación alcohólica y digestión anaeróbica) que transforman la biomasa
inicial en otros combustibles con características más favorables para su uso.
La biomasa se usa principalmente como combustible en establecimientos industriales (por ejemplo,
plantas de cogeneración, ver figura 46) o en el sector doméstico para calefacción, cocina y agua
caliente. También puede ser utilizada como combustible para los medios de transporte y evitar de
este modo el uso de combustibles fósiles. En este caso, se utilizan los denominados biocombustibles
(por ejemplo, metanol y etanol), obtenidos después de haber aplicado varios procesos industriales
a algunos cultivos energéticos y a los excedentes agrarios. El principal problema de este proceso
es que su rendimiento es bajo: de un 30 a un 40% de la energía contenida en el material de origen
se pierde en la preparación del alcohol.
Almacenamiento de
Biomasa
Transporte de
Biomasa
Recolección
Calefacción
domiciliaria
Combustión
Figura 46.
Planta de cogeneración (calor y energía eléctrica).
Página 39Marco Conceptual
Otra posibilidad es usar la biomasa para obtener biogás. Esto se hace en depósitos en los que se
acumulan restos orgánicos, residuos de cosechas y otros materiales que pueden descomponerse,
en un depósito al que se llama digestor. En ese depósito estos residuos fermentan por la acción
de los microorganismos. La mezcla de gases producidos se puede almacenar o transportar para
ser usada como combustible. En la figura 47 se presenta un esquema de instalación de producción
de biogás.
Figura 47.
Planta de cogeneración con biogás.
Tanque de secado
de fango
Fango de
depuración
Digestor
Desperdicios
sólidos
Utilización
agrícola Gasómetro
Compresor de gas
Calor de la planta
de cogeneración
Electricidad para el consumo
propio y suministro a la red
Generador de calor
y electricidad
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 40
Es bastante difícil establecer el costo de la
biomasa. Por ejemplo, en el caso de combustibles
procedentes de biomasas residuales, depende
mucho del tipo de residuo y de las facilidades para
su recogida, almacenamiento y transporte. En el
caso de industrias que generan su propio residuo
orgánico, comunmente es rentable su utilización.
Para los residuos de cosechas agrícolas o forestales,
existe el problema de la inseguridad de la garantía
de suministro y precio de un año a otro, por lo
que es difícil que las industrias consumidoras se
arriesguen a depender de este tipo de combustible,
a no ser que existan garantías contractuales
solventes en cuanto a la seguridad de suministro.
Aunque en algunos casos los residuos pueden ser
sin costo, la recolección y el transporte, junto
con las incertidumbres anotadas anteriormente,
dificultan la viabilidad de este tipo de proyectos.
Como aplicación en la generación de electricidad,
la energía contenida en la biomasa se puede
utilizar para accionar diferentes turbinas de
vapor, motores diesel o motores de combustión
externa Stirling.
La forma clásica de generación de electricidad
con un combustible es la producción de vapor
en una caldera y su posterior expansión en la
turbina. Es una alternativa bien conocida, de
tecnología desarrollada y, además, confiable.
Se pueden construir instalaciones de un amplio
rango de potencia, desde 1 MW hasta niveles
superiores a los que se podría obtener con un
suministro racional de biomasa. Además, es
posible concebir instalaciones de cogeneración
de calor y electricidad (ver figura 48)
Figura 48.
Esquema típico de una instalación de cogeneración de calor y electricidad.
G
Biomasa
Aire
Cenizas
Gases de
combustión
Calefacción de viviendas y
sector industrial
Energía eléctrica
Turbina de vapor
Página 41Marco Conceptual
Las instalaciones de baja potencia tienen
dos inconvenientes. Por un lado, supone una
inversión específica alta y, por otro, un costo
específico de personal elevado, en la medida que
el número de personas para operar la planta no
tiene una relación directa con la potencia. De
esta forma, se considera que las instalaciones
que queman biomasa en calderas deben ser
concebidas con potencias superiores a los 5
MW. O mejor, sobre los 10 MW, salvo que estén
emplazadas en complejos agroindustriales en
los que los volúmenes de residuos disponibles
sólo permitan potencias inferiores y, por otras
razones, únicamente se pueda seleccionar
esta alternativa tecnológica. Por otro lado,
generalmente no se sobrepasan los 40 MW,
debido al abastecimiento de la biomasa, ya que
ésta no es factible transportar a largas distancias
para no encarecer y no gravar sobre ella un
significativo consumo energético producto del
transporte.
En los sistemas de generación caldera–turbina de
vapor (ciclo Rankine), el rendimiento energético
de transformación es bajo, no supera el 30%,
debido principalmente a las pérdidas del proceso
y los consumos propios de la planta.
Se debe almacenar la biomasa y dejar que se
seque, a fin de mejorar su manejo y aumentar el
rendimiento de la combustión (ver figura 49).
De esta forma, si se ha trozado finamente, se
facilita el proceso, pero se tiene el riesgo de
autocombustión, donde la vigilancia del recinto
de almacenamiento debe ser muy cuidadosa.
En la actualidad, el manejo de las plantas de
generación eléctrica se ha automatizado mucho,
por lo que se requiere poca mano de obra.
Figura 49.
Instalación de generación con biomasa.
Se ha avanzado en llevar a cabo un desarrollo
comercial de otras alternativas de generación
eléctrica que no presenten los inconvenientes
señalados anteriormente. Por un lado, se
tiene la gasificación de la biomasa, donde se
obtienen combustibles bastantes reactivos y
su transformación a gas es factible, tanto en
procesos que utilizan oxígeno como agente
gasificante, como en procesos que emplean
aire. El gas que se obtiene se puede quemar en
turbinas, que se integran con el propio sistema
de gasificación en ciclos de diseño específico.
Se puede usar en ciclos combinados de turbina
de gas (ciclo Brayton) y turbina de vapor (ciclo
Rankine) o también en un motor Diésel. Estas
alternativas permiten mejorar la eficiencia del
grupo generador, sobrepasando el 30% del
rendimiento energético.
Al considerar que las energías renovables
abastecen el 17% de la energía primaria
mundial, la biomasa tradicional (cocina y
calefacción) representa un valor cercano al 9%
del consumo mundial de energías renovables.
No obstante, el reparto es muy desigual entre
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 42
países industrializados y los países en vías de
desarrollo. Así, mientras en el primer grupo,
el consumo de biomasa para fines energéticos
es menor del 5% de su consumo total, en el
segundo, la biomasa supone la fuente de energía
más importante, con valores superiores al 30%
del consumo total de energía. Incluso en los
países más pobres este valor puede sobrepasar
el 50%, especialmente en las aplicaciones
domésticas.
En relación con la capacidad instalada de
generación con biomasa, las estadísticas al
cierre de 2004 muestran un valor cercano a los
40.000 MW, superando a la geotermia y solar
e inferior a la eólica y a la minihidráulica (ver
figura 50).
0
50
100
150
200
Mundial
Solar FV (Conectada a la red)
Geotérmica
Biomasa
Eólica
Pequeña Hidroeléctrica
Países
desarrollados
UE-25 China Alemania EE.UU. España Japón
Gigawatts
Figura 50.
Capacidad instalada (GW) de ERNC, 2004.
Aspectos Ambientales
La utilización de la biomasa con fines energéticos
tiene las siguientes ventajas ambientales:
b	Disminución de las emisiones de CO2
. Aunque
para el aprovechamiento energético de esta
fuente renovable se tenga que realizar una
combustión, y el resultado de la misma sea
agua y CO2
, la cantidad de este gas causante
del efecto invernadero, se puede considerar
que es la misma cantidad que fue captada por
las plantas durante su etapa de crecimiento,
por lo cual el aporte neto es nulo y no supone
un incremento de este gas a la atmósfera.
b	No emite contaminantes sulfurados o
nitrogenados (precursores de la lluvia
ácida), apenas algunas partículas sólidas.
Las cenizas de la combustión de la biomasa
son inertes.
b	Si se utilizan residuos de otras actividades
como biomasa, esto se traduce en un reciclaje
y disminución de residuos. Canaliza, por
tanto, los excedentes agrícolas alimentarios,
permitiendo el aprovechamiento más integral
de las tierras.
b	Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos
excedentarios en el mercado de alimentos.
Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al
sector agrícola.
b	Permite la introducción de cultivos de gran
valor rotacional frente a monocultivos
cerealistas.
Página 43Marco Conceptual
b	Puede provocar un aporte económico en el
medio rural.
b	Disminuye la dependencia externa del
abastecimiento de combustibles y ayuda a
la reducción del consumo de combustibles
fósiles.
Por otro lado, el uso de la biomasa con fines
energéticos puede presentar los siguientes
inconvenientes:
b	Tiene un mayor costo de producción frente a
la energía que proviene de los combustibles
fósiles.
b	Menor rendimiento energético de los
combustibles derivados de la biomasa en
comparación con los combustibles fósiles.
b	Producción estacional, que puede ser riesgoso
para la continuidad del servicio.
b	La materia prima es de baja densidad
energética, lo que quiere decir que ocupa
mucho volumen y, por lo tanto, puede tener
problemas de transporte y almacenamiento.
b	Necesidad de acondicionamiento o
transformación para su utilización, mitigar
algunos contaminantes, según la tecnología
que se utilice.
b	Un problema serio es la deforestación, ya que
con la tala de los árboles para la obtención
de leña se evita que éstos sigan consumiendo
CO2
(gas efecto invernadero). Además, la
producción de biomasa a gran escala requiere
de grandes superficies de tierras fértiles, lo
que se traduce en no usarla para la producción
de alimentos.
En la actualidad, la tecnología aplicada a la
biomasa está sufriendo un gran desarrollo. La
investigación se está centrando en los siguientes
puntos:
b	En el aumento del rendimiento energético de
este recurso.
b	En minimizar los efectos negativos
ambientales de los residuos aprovechados y
de las propias aplicaciones.
b	En aumentar la competitividad en el mercado
de los productos.
b	En posibilitar nuevas aplicaciones de gran
interés como los biocombustibles.
2.2.6	Energía del Mar
La potencialidad de la energía del mar está en su
abundancia. Tres cuartas partes de la superficie
de la Tierra están cubiertas por el mar, por lo
tanto, reciben la mayor parte de la energía
procedente de la radiación solar. La evaporación
de agua que luego precipita y los vientos son una
manifestación de esta energía, por lo que es una
fuente con muchísimos recursos. Incluso algunos
informes expresan que en el mar se hallan los
sustitutos de las energías convencionales.
El aprovechamiento de la energía del mar
puede ser de tres tipos: energía de las mareas
(mareomotriz), energía de las olas y energía
térmica oceánica.
La explotación de esta energía es antigua,
aunque la producción de electricidad no se
encuentra desarrollada, más allá de casos
puntuales. En el antiguo Egipto ya se utilizaban
molinos que aprovechaban la diferencia entre
mareas.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 44
Las principales ventajas de obtener energía
eléctrica del mar es su carácter renovable, existe
abundancia de agua salada en la Tierra y no emite
contaminantes o residuos durante la explotación,
así como su baja agresividad con el medio
natural.
Energía de las mareas (mareomotriz)
Las mareas deben entenderse como un fenómeno
oceanográfico, resultado de la interacción de la
Luna y el Sol sobre la Tierra. También las mareas
están influenciadas por la actividad de otros
astros y la densidad del agua de mar, entre otros
factores, que provocan la variación del nivel de
mares y océanos y traen aparejado oleaje.
El comportamiento de las mareas es variado,
aunque presenta periodicidad. En la mayoría
de las costas se dan dos mareas al día, y en
otras aparece sólo una al día. En otros sitios
se observan las llamadas corrientes u olas de
mareas, que son movimientos horizontales del
agua que se observan en mares, estuarios y
fiordos producidos por la propia marea. Donde se
presenta este fenómeno no se advierte pleamar y
bajamar, sino flujo y reflujo, según si las mareas
entran o salen. Cuando aquí se habla de marea,
el parámetro predominante que se asocia a la
misma es la altura, y cuando se alude al flujo
y reflujo es el movimiento del mar entrando y
saliendo de la costa.
Para generar energía eléctrica a partir de las
mareas se requiere construir un dique que
almacena agua convirtiendo la energía potencial
de ésta en electricidad por medio de una turbina,
igual que en el caso de las centrales hidráulicas.
La energía producida es proporcional a la
cantidad del agua desalojada y a la diferencia
de altura existente.
Debe tenerse en cuenta que existen dos
condiciones físicas indispensables para que se
pueda captar la energía de las mareas:
b	Que la amplitud física de las mareas sea como
mínimo de varios metros (ver cuadro 3).
b	Que la configuración de las costas permita
el embalse de una importante cantidad de
agua, sin que requieran obras civiles de gran
magnitud y costo.
Amplitud de mareas de algunos puertos o bahías
Puertos o bahías Amplitudes de marea (m)
Puerto Peñasco, Sonora, México 8,0
Liverpool, Bristol, Inglaterra 10,0
Braunagar, India 12,5
Bahía Collier, Australia 14,0
Bahía Mont Saint Michel, Francia 15,0
Río Gallegos, Argentina 18,0
Bahía Fundy, Canadá 19,0
Cuadro 3.
Página 45Marco Conceptual
Se consideran pioneros de la explotación
moderna de las mareas a los habitantes de
Husum, una pequeña isla alemana ubicada en
el Mar del Norte. En este lugar, en 1915 se
cultivaban ostras en tanques conectados a un
canal donde se ubicaba una turbina que producía
energía eléctrica para iluminar la instalación a
partir del desnivel de las mareas.
La primera gran central mareomotriz para la
producción de energía eléctrica comercial se
construyó en 1967 en el estuario de Rance,
Francia (ver figura 51). Es la central mareomotriz
más importante del mundo, con una potencia
instalada de 240 MW, un caudal de 20.000 m3
/s,
un salto de agua de 8 m, un dique de más de
700 m y una superficie de agua embalsada de
17 km2
. Se construyeron después tres centrales
experimentales, en 1968 en Murmansk, en el
mar de Barents, en 1983 en Jiangxi, China, y en
1984 en Anápolis, Canadá.
Figura 51.
Central mareomotriz de Rance, Francia.
Las ventajas de esta fuente de energía son claras,
ya que es una fuente muy abundante y renovable,
las mareas se repiten de forma periódica y
fácilmente predecible, se trata de una energía
limpia que no genera gases que incrementen el
efecto invernadero. Entre los inconvenientes cabe
destacar que no es una tecnología desarrollada y
que las labores de instalación y mantenimiento
son complejas y costosas.
Energía de las olas
Las olas se forman por la acción del viento,
después crecen y se entremezclan en el mar. Se
ha calculado que una ola inicial de 150 metros
de longitud, tarda 30 horas en ir de las islas
Azores a Marruecos. La altura de las olas es
variable según los océanos. Las olas más altas
observadas en el Atlántico no rebasan los 20
metros. En el Mediterráneo, no exceden los 8
metros, mientras que en el Océano Antártico
se producen olas de hasta 30 metros. Existen
además los tsunamis (tsu: puerto; nami: ola), que
son olas de alrededor de 1 m de altura, pero de
gran longitud de onda, que llegan a la costa en
forma de marejada y provocan destrucciones.
nivel del mar
longitud de la ola
amplitud
de la ola
Cresta
valle
Figura 52.
Representación gráfica (sinusoidal) de una ola.
Una de las propiedades características de las
olas es su capacidad de desplazarse a grandes
distancias, con muy poca pérdida de energía.
Por ello, la energía generada en cualquier parte
del océano acaba en el borde continental. De
este modo, la energía de las olas se concentra
en las costas, que totalizan 336.000 km de
longitud. La densidad media de energía es del
orden de 8 kW/ m de costa. En comparación, las
densidades de la energía solar son del orden de
300 W/m2
. Por tanto, la densidad de energía de
las olas es, en un orden de magnitud, mayor
que la de los procesos que la generan. Las
distribuciones geográficas y temporales de los
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 46
recursos energéticos de las olas están controladas por los sistemas de viento que las generan
(tormentas, alisios, monzones).
La densidad de energía disponible varía desde las más altas del mundo, entre 50-60 kW/m en
Nueva Zelanda, hasta el valor medio de 8 kW/m. En la figura 53 se muestra un mapa mundial de
la densidad de energía de las olas.
Figura 53.
Mapa mundial de la densidad de las olas.
La tecnología de conversión de movimiento
oscilatorio de las olas en energía eléctrica se
fundamenta en que la ola incidente crea un
movimiento relativo entre un absorbedor y un
punto de reacción que impulsa un fluido a través
del generador.
La potencia instalada en operación en el mundo
apenas llega a 1 MW. La mayor parte de las
instalaciones lo son de tierra. Los costos fuera
de la costa son considerablemente mayores. En
el momento actual, la potencia instalada de los
diseños más modernos varía entre 1 y 2 MW.
Pero todos los diseños deben considerarse como
experimentales. Los diseños pueden ser flotantes
o fijos a la plataforma continental.
Los primeros experimentos de explotación de
la energía de las olas datan de 1874, en la que
se emplea una embarcación dotada de aletas
diseñadas por Henning. En Mónaco, en 1929,
se presentó el “Rotor de Savonius” donde se
aprovechaba la fuerza horizontal de las olas.
Actualmente, se puede nombrar el Convertidor
de Kvaener de Noruega, basado en la Columna
de Agua Oscilante, con una potencia instalada
de 500 kW que abastece de energía eléctrica
a unas cincuenta viviendas. También, se debe
hacer mención de la planta japonesa de Sakata,
con una potencia de 60 kW y de la planta india
de Wizhinja con una potencia de 150 kW.
Sobre 60
50 60
40 50
30 40
25 30
20 25
15 20
10 15
5 10
Bajo 5
kW/m
Página 47Marco Conceptual
En la actualidad, el sistema más maduro es el de Columna de Agua Oscilante; consistente en un
tubo hueco que contiene aire que se comprime y expande por efecto de las olas, éstas penetran
por la parte inferior y desplazan hacia arriba una columna de aire aumentando la presión, una
turbina situada en el extremo superior del tubo aprovecha la energía del aire.
Algunos desarrollos de la energía de las olas se muestran en las figuras 54 y 55.
Figura 55.
Prototipo del “Rotor de ola”,
desarrollado por la empresa Ecofys.
Figura 54.
Turbina inventada por Zeimor en 1970. La turbina gira en un mismo sentido en los dos ciclos de la ola.
Columna de agua
ascendente
Columna de agua
descendente
Cresta de
la ola
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 48
Energía térmica oceánica
Se reconoce al francés Jacques D´Arsonval (1881)
como el pionero en proponer la explotación de
las diferencias de temperatura de los océanos
para transformarla en electricidad. Sin embargo,
se les atribuye a los científicos Georges Claude
y Boucherot la aplicación práctica del trabajo
iniciado por D’Arsonval. En 1934 se instaló
una unidad de 2 MW en la costa de Brasil,
que consistía en una planta flotante a bordo
del barco de carga Le Tunisie. La unidad fue
empleada para producir hielo (ver figura 56).	
La conversión de energía térmica oceánica es
un método para transformar en energía útil
la diferencia de temperatura entre el agua
de la superficie y el agua que se encuentra a
100 m de profundidad. En las zonas tropicales
esta diferencia varía entre 20 y 24 ºC. Para el
aprovechamiento energético es suficiente una
diferencia de 20ºC.
Las ventajas de esta fuente de energía se
asocian a que es un salto térmico permanente y
favorable desde el punto de vista ambiental. Las
posibilidades de esta técnica se han potenciado,
debido a la transferencia de tecnología asociada
a las explotaciones petrolíferas fuera de costa.
El desarrollo tecnológico de instalación de
plataformas profundas, la utilización de
materiales compuestos y nuevas técnicas
de unión harán posible el diseño de una
plataforma, pero el máximo inconveniente es
el económico.
Existen dos sistemas para el aprovechamiento
de esta fuente de energía. El primero consiste
en utilizar directamente el agua de mar en un
circuito abierto, evaporando el agua a baja
presión y así mover una turbina. El segundo,
en emplear un circuito cerrado y un fluido de
baja temperatura de ebullición (amoníaco,
freón, propano) que se evapora en contacto
con el agua caliente de la superficie. Este
vapor mueve un turbogenerador, se condensa
con agua fría de las profundidades y el fluido
queda dispuesto de nuevo para su evaporación.
El inconveniente de este sistema es su bajo
rendimiento (menos del 10%). Ello es debido
a la baja temperatura del foco caliente y la
poca diferencia de temperatura entre el foco
frío y caliente. Además, es preciso realizar un
desembolso extra de energía, empleado para el
bombeo de agua fría de las profundidades para
el condensado de los fluidos.
1.- Bloque de anclas
2.- Tubería de conducción de agua fría
3.- Boya ligeramente sumergida para
	 mantener la tubería
4.- Punto de acoplamiento de los tubos
5.- Central eléctrica
6.- Salida de agua usada
7.- Punto de toma de agua templada
8.- Filtro de agua templada
9.- Equipo para preparar el hielo
Figura 56.
Buque Le Tunisie, donde G. Claude (1934) modeló la conversión
de la energía termo-oceánica.
Página 49Marco Conceptual
La tendencia que se ha venido siguiendo en los
últimos años demuestra el incremento de las
plantas que trabajan sobre la base de ciclos
cerrados con amoníaco, como lo evidencian
las producciones de mini OTEC (Ocean Thermal
Energy Conversion).
En 1979, cerca de las islas Hawai, comenzó a
funcionar una mini OTEC con potencia máxima
de 53 kW, que descargaba a acumuladores (ver
figura 57). El agua se extraía a 700 metros de
profundidad, con tuberías de polietileno de
50 cm de diámetro interior.
Figura 57.
Planta mini-OTEC cerca de las costas de Hawai.
En relación con las perspectivas de esta
tecnología, según los especialistas de OTEC,
el empleo del gradiente termoceánico es
especialmente valorable en las islas. Los
pronósticos arrojan que el crecimiento energético
mundial para las islas de Estados Unidos, para
2010, puede alcanzar los 10 GW. En la zona del
golfo de México se pueden alcanzar entre 55 y
100 GW, mientras que en el resto de los mares
y océanos, entre 20 y 60 GW.
El costo actual de la tecnología OTEC disponible
es elevado y se plantea que para los próximos 50
años el costo puede llegar a ser comparable al de
la electricidad producida a partir de petróleo.
Finalmente, la energía térmica de los océanos es
una técnica que produce entusiasmo y, a la vez,
oposición. Los que se alinean a su favor la ven
como una aplicación provechosa de una fuente
abundante, y los que se oponen esgrimen el costo
de sus fallas técnicas. Cualesquiera sean las
posiciones que se asuman, el hombre en su afán
de descubrimiento, ha desarrollado instalaciones
que no muchos años atrás las consideraría como
ficción del devenir de la ciencia y la técnica, y
a veces “es más difícil pelear contra el hombre
que contra la naturaleza” (palabras de G. Claude
en su conferencia en la Academia de Ciencias de
Cuba, 9 de octubre de 1930).
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 50
3. 	FOMENTO DE LAS
ERNC EN LOS PAISES
DESARROLLADOS
En el capítulo anterior se mostraron las
distintas opciones de utilización de energías
renovables, de las cuales un gran espectro está
disponible comercialmente y otras en etapas
de investigación y desarrollo. Sin embargo,
estas opciones chocan con dos barreras
principales: i) barreras económicas, resultado
de la competitividad de costos de inversión en
relación con las alternativas tradicionales, y ii)
barreras regulatorias, por falta de incentivos
para la inversión o mejoramientos operativos.
En el presente capítulo, se intentará mostrar el
desarrollo y fomento a las ERNC en los países
con mayor avance en el tema, lo cual dará una
idea hacia donde se tendrá que apuntar para
desarrollar estas energías en los países con
menos desarrollo.
3.1 ERNC en Estados Unidos
Estados Unidos fue el primer país en contar con
políticas de promoción para la energía renovable.
En 1978 decretó una ley nacional de tarifas de
entrada (PURPA), que otorga hasta el día de hoy,
incentivos tarifarios a las ERNC. Las políticas
de la entrada (el Estado fija un precio mínimo de
ingreso al mercado) fueron adoptadas después
en Dinamarca, Alemania, Grecia, India, Italia,
España y Suiza a comienzo de los ´90.
La capacidad instalada de energía eólica es de
6.700 MW, lo que sitúa a EE.UU. en el tercer lugar
a nivel mundial. Sin embargo, esta posición es
relativa al tamaño del mercado y no significa que
este tipo de tecnología esté siendo preferida
para la generación eléctrica. De hecho, la
generación a partir de esta fuente es menor al
1% (0,78%) de la electricidad generada en todo
el país. En contraste, se puede establecer que
el potencial estimado es 3 veces la electricidad
generada.
En el cuadro 4 se muestra la capacidad instalada
según la fuente de energía renovable, a fines
de 2004.
En Estados Unidos existen más de 200 programas
de incentivo a la generación de electricidad a
través de energías renovables. Estas herramientas
de fomento son específicas y varían de un
estado a otro. Algunas se basan en créditos de
impuestos (disminución) para la generación de
energía solar y geotermal, crédito al combustible
(alcohol), subvenciones tarifarias (centavos de
dólar por kWh generado), entre otros.
Capacidad instalada de ERNC en EEUU (2004)
Tipo de ERNC MW
Mini Hidráulicas 300
Eólica 6.700
Biomasa 7.200
Geotérmica 2.500
Solar Fotovoltaica 100
Solar Térmica 400
Mareomotriz 0
Total ERNC 20.000
Grandes Hidráulicas 90.000
Total capacidad instalada 860.000
Cuadro 4.
Página 51Fomento de las ERNC en los países desarrollados
3.2	 ERNC en la Unión Europea
3.2.1	 Generalidades
Europa ha avanzado con determinación en
promover las energías renovables. Este interés
se ha canalizado a través de la Comisión
Europea, en particular, en su Libro Verde
“Hacia una estrategia europea de seguridad
del abastecimiento energético” (2000), y en
su Comunicación sobre “La cooperación en
materia de energía con los países en vías de
desarrollo”.
La Unión Europea ha hecho una contribución
práctica y concreta en el ámbito de las energías
renovables, aportando soluciones, tanto técnicas
como institucionales. Europa es la pionera en
el desarrollo y aplicación de técnicas modernas
relativas a las energías renovables. Entre 1990
y 2000, Europa Occidental -con un 16% del
consumo mundial de energía- representó 31% del
incremento mundial de la electricidad generada
a partir de biomasa; 48% del incremento de
la energía producida por pequeñas centrales
hidráulicas, y 79% del incremento de la
electricidad producida por energía eólica.
La Unión Europea y sus estados miembros han
sido pioneros en establecer medidas políticas y
normativas, como los objetivos, y los sistemas
financieros necesarios para impulsar el progreso
de las energías renovables. Las empresas
europeas no se quedan atrás, ya que están a la
vanguardia de la tecnología mundial en energías
renovables.
3.2.2	 Legislación
Desde 1997, la Unión Europea (UE) está
trabajando para lograr el objetivo general de
tener en 2010, un 12% de su consumo interno
bruto de energía (UE-15)1
, sobre la base de
energías renovables, frente al 5,2% en 1995.
El principal obstáculo con que topa este objetivo
es el desequilibrio entre los diferentes niveles
de compromiso y de desarrollo de las energías
renovables en los distintos países miembros.
Para impulsar los avances, la Unión Europea
definió en 2000, y dentro de un marco legislativo,
dos objetivos relativos a las fuentes de energía
renovables:
b	Incrementar hasta en 22% la cuota de
electricidad generada a partir de energías
renovables en la UE-15 para 2010 (frente al
14% en 2000), e
b	Incrementar hasta el 5,75% la cuota de
biocarburantes en el gasóleo y la gasolina
utilizados para el transporte para 2010 (frente
al 0,6% en 2002).
Los diez nuevos estados miembros de la UE
(UE-10)2
, deben ajustarse a las disposiciones
de la Directiva 2001/77/CE de “Promoción de
la electricidad generada a partir de fuentes de
energía renovables”. En este sentido, el Tratado
de Adhesión fija objetivos indicativos nacionales
relativos a la cuota de la electricidad generada
a partir de fuentes de energías renovables en
cada nuevo Estado miembro. Estos objetivos se
traducen en un objetivo colectivo del 21% para
la Europa de los Veinticinco (UE-253
).
1 UE-15: Países miembros de la UE hasta antes del 01/05/2004
(Austria, Bélgica, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Irlanda, Italia, Luxemburgo, Portugal, España, Suecia, Holanda e Inglaterra).		
2 UE-10: Nuevos países integrados a la UE desde el 01/05/2004
(Lituania, Letonia, Eslovenia, Eslovaquia, República Checa, Polonia, Chipre, Estonia, Malta y Hungría).
3 UE-25: UE desde el 01/05/2004, UE-15 + UE-10.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 52
Para lograr estos objetivos, desde 2000 la
comisión ha adoptado y ha propuesto un
considerable número de nuevos instrumentos
jurídicos, destinados a promocionar la energía
renovable y la eficiencia energética.
A manera de ejemplo, se pueden citar algunos
instrumentos jurídicos que han sido adoptados
como legislación:
b	Directiva 2001/77/CE, relativa a la promoción
de la electricidad generada a partir de fuentes
de energía renovables en el mercado interior
de la electricidad (DO L 283 de 27.10.2001).
b	Directiva 2003/30/CE, relativa al fomento del
uso de biocarburantes u otros combustibles
renovables en el transporte (DO L 123 de
17.5.2003).
b	Directiva 2004/8/CE, relativa al fomento de la
cogeneración sobre la base de la demanda de
calor útil en el mercado interior de la energía
(DO L 52 de 21.2.2004).
b	Directiva 2003/96/CE, por la que se reestructura
el régimen comunitario de imposición de los
productos energéticos y de la electricidad (DO
283 de 31.10.2003, p. 51).
Otras propuestas en estudio son l as
siguientes:
b	COM (2003)453 de 1.8.2003, sobre requisitos
de diseño ecológico aplicables a los productos
que utilizan energía, y
b	COM (2003)739 de 10.12.2003, sobre la
eficiencia del uso final de la energía y los
servicios energéticos.
Todos los Estados miembros de la UE-25 se han
fijado objetivos nacionales en relación con la
cuota de producción de electricidad a partir de
fuentes de energías renovables.
Sin embargo, es difícil por el momento prever
si las políticas desarrolladas y las medidas
adoptadas en los países de la UE permitirán
alcanzar estos objetivos para 2010. Puede
calcularse, a pesar de todo, que si la tendencia
actual continúa, para 2010 entre 18% y 19% del
consumo de electricidad se generará a partir de
energías renovables4
.
3.2.3	Desarrollo de las ERNC en la UE
En general, pueden distinguirse tres grupos
de países que se encuentran en etapas más o
menos avanzadas en el camino hacia las energías
renovables:
Alemania, Dinamarca, España y Finlandia
Han adoptado políticas energéticas que
les deberán permitir alcanzar los objetivos
nacionales fijados.
b	Dinamarca, si mantiene su enfoque activo,
no tendría problemas en alcanzar su objetivo
propuesto para 2010 (29%). Dinamarca ha
incrementado la cuota de electricidad obtenida
a partir de fuentes de energía renovables
desde el 8,9% en 1997 al 20% en 2002.
b	Alemania ha incrementado la cuota desde
el 4,5% en 1997 al 8% en 2002 (objetivo
nacional del 12,5%).
b	España es el segundo país europeo en lo que
respecta a la energía eólica, aunque debería
conceder más prioridad a su política en
materia de biomasa.
b	En Finlandia, la contribución de la electricidad
generada a partir de fuentes de energía
renovables, pasó de 7 TWh en 1997 a 10 TWh
en 2002, sin contar la hidráulica. Aunque
2002 fue malo para la energía hidráulica en
Finlandia, la evolución de la biomasa ha sido
impresionante en los últimos años.
4 Informe Final de la Directiva 2001/77/CE. http://europa.eu.int/scadplus/leg/es/lvb/l27058.htm
Página 53Fomento de las ERNC en los países desarrollados
Austria, Bélgica, Francia, Irlanda,
Países Bajos, Reino Unido y Suecia
Han empezado a adoptar políticas y medidas
que les podrían permitir alcanzar los objetivos
fijados.
b	Reino Unido y los Países Bajos han invertido
activamente en una nueva política,
aunque todavía no se han visto todos los
resultados.
b	Irlanda ha establecido un sistema de ayudas a
través de licitaciones, pero persisten grandes
dificultades para conectar los parques eólicos
a la red.
b	Bélgica cuenta desde 2002 con un nuevo
sistema de certificados verdes. Por el
momento, no se han registrado resultados
visibles.
b	Francia creó recientemente un nuevo sistema
de tarificación. El atractivo de las tarifas, sin
embargo, se ve reducido por el límite máximo
de 12 MW impuesto para cada proyecto. Esto
afecta en particular a la energía eólica.
Además, la lentitud de los procedimientos
de aprobación y los problemas de conexión
a la red siguen constituyendo obstáculos
importantes.
b	Suecia, en mayo de 2003, puso en marcha un
sistema de certificados verdes. La generación
de electricidad a partir de energías renovables
apenas creció en Suecia entre 1997 y 2002.
Pero desde 2003 los signos parecen ser mucho
más prometedores; y
b	Austria cuenta con buenas perspectivas de
crecimiento. Esta evolución se debe a las
tarifas de introducción de energía renovable
a la red eléctrica, aplicadas desde enero
de 2003. No se excluye, sin embargo, un
reajuste del mecanismo de apoyo con nuevas
exigencias en materia de eficiencia.
Grecia y Portugal
Deberán reforzar sus políticas, que no les
permiten alcanzar sus objetivos. Trabas
administrativas dificultan la explotación del
elevado potencial que existe tanto en energía
eólica como de biomasa o solar.
b	Portugal ha incrementado su producción no
hidráulica de electricidad generada a partir
de fuentes de energía renovables sólo en 1
TWh desde 1997. Necesita aumentar todavía
14 TWh para lograr su objetivo nacional.
b	La situación en los nuevos Estados miembros
será evaluada por primera vez en 2006.
Unión Europea
En lo que se refiere a las diferentes fuentes de
energías renovables utilizadas para la producción
de electricidad, parece ser que la UE debería
confiar especialmente en el desarrollo de
tecnologías que utilizan el viento, el sol y la
biomasa.
b	Energía eólica: el sector europeo cuenta con
el 90% del mercado mundial de equipos.
Alemania, España y Dinamarca suponen por sí
solos un 84% de la capacidad de producción
europea.
b	Biomasa: el desarrollo de tecnologías
vinculadas a la biomasa sufre de una mala
coordinación de las políticas y de un apoyo
financiero insuficiente. Sólo Dinamarca,
Finlandia y el Reino Unido experimentan
una curva de crecimiento importante de esta
fuente de energía. Sin embargo, en la mayor
parte de los nuevos Estados miembros existe
un potencial importante de utilización de la
biomasa para generar tanto electricidad como
calor.
b	Electricidad fotovoltaica: la producción de
electricidad fotovoltaica es aún escasa,
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 54
aunque esta forma de energía puede, más
a largo plazo, experimentar un desarrollo
importante en la UE. Sin embargo, esto sólo
será posible si se crea un marco político
fiable, que permita a las empresas del sector
fotovoltaico rentabilizar su inversión.
3.2.4	 Sistemas de Incentivos
La energía hidroeléctrica y las utilizaciones
tradicionales de la madera son competitivas
respecto de las formas de energía clásicas,
mientras que la energía eólica se acerca al
umbral de rentabilidad en algunas zonas donde
la velocidad media de los vientos es elevada. El
costo de numerosas formas de energía renovable
como, por ejemplo, la electricidad generada a
partir de la biomasa y los biocarburantes sigue
siendo dos veces (incluso más) superior al de
sus competidores clásicos, si se comparan por
separado sin tener en cuenta las incidencias
sobre el costo del sistema energético en su
conjunto. Otras, como la energía fotovoltaica,
son todavía más caras.
Históricamente, todas las fuentes de energía
se han beneficiado en algún momento para su
desarrollo, de financiamiento público y de un
respaldo de los riesgos por parte de los estados.
Para incentivar el desarrollo de las fuentes de
energía renovables existen diferentes medios
a disposición de los estados miembros, como
las tarifas de introducción de energía renovable
a la red eléctrica, los certificados verdes,
los mecanismos basados en el mercado, las
exenciones de impuestos, etc.
Todos los sistemas de apoyo a la generación de
electricidad de origen renovable comparten un
mismo fundamento de fondo: la necesidad de
establecer un mecanismo económico que permita
hacerlas competitivas frente a las fuentes
energéticas convencionales.
El sistema de apoyo a las ERNC que actualmente
prevalece en la UE-15, es el de tarifas o
primas mínimas, un sistema conocido bajo la
denominación genérica inglesa de Renewable
Energy Feed-in Tariffs (REFIT). Con este sistema,
los generadores de electricidad renovable venden
toda su producción a un precio fijado legalmente
en su totalidad (tarifa fija total) o en parte
(prima o incentivo fijo), quedando la cantidad de
electricidad a producir en manos del mercado.
En la mayoría de los países donde se aplica este
sistema, el cobro del precio o prima queda,
además, garantizado durante un período de
tiempo que oscila entre un mínimo de 10 años
y un máximo que coincidiría con la vida útil de
la instalación.
Los sistemas REFIT han demostrado, en general,
ser muy eficaces para promover la producción
de electricidad de origen renovable, siempre
que la tarifa o incentivo se sitúe en un
nivel suficientemente elevado para asegurar
rentabilidades atractivas. El ejemplo más
evidente de ello lo constituye el caso de
Alemania, España y Dinamarca. De los 34.073 MW
de potencia eólica en funcionamiento en la UE-15
al 31 de diciembre de 2004, el 82% se concentró
en estos tres países, que fueron los primeros en
apostar por los sistemas REFIT. Esto no se trata
sólo de una constatación histórica, sino todo
lo contrario: las cifras de crecimiento eólico de
2003 indican que el 72% de la nueva potencia
se instaló en esos mismos tres países.
A la vista de este éxito, no es extraño que otros
países europeos, como Portugal, Grecia, Francia,
Austria y Holanda, hayan decidido más recientemente
apostar por este sistema de apoyo. Sin embargo,
algunos países con tarifas REFIT atractivas como,
por ejemplo Grecia, no han conseguido despegar
en su desarrollo eólico debido a las graves barreras
existentes a nivel administrativo y de conexión a
Página 55Fomento de las ERNC en los países desarrollados
la red. Éste es un buen ejemplo de que un buen
sistema de incentivo, entendido en sentido amplio,
requiere algo más que un régimen económico de
tarifas o incentivos atractivos.
Otro sistema de apoyo, de origen más reciente,
es el sistema de cuota y certificados verdes.
Este sistema de apoyo a las energías renovables
se caracteriza por la imposición legal a los
consumidores, distribuidores o generadores
de electricidad, según sea el caso, que un
determinado porcentaje o cuota, por lo general
creciente en el tiempo, de su suministro o
producción de electricidad provenga de fuentes
de energía renovables. Al término de cada
período sucesivo considerado, habitualmente
un año, los sujetos obligados por la cuota
deben demostrar su cumplimiento mediante
la entrega, a la correspondiente Autoridad
Regulatoria Nacional (ARN), de una cantidad de
certificados verdes equivalentes a la cuota fijada.
Un certificado verde equivale habitualmente a un
MWh renovable. Los certificados son otorgados
inicialmente de forma gratuita por la ARN a
los generadores de electricidad con fuentes
renovables. Los generadores disponen así de dos
bienes o “commodities” diferentes que venden
en el mercado: por un lado, la electricidad física
y, por otro lado, los certificados verdes como
atributos de los beneficios ambientales asociados
a cada unidad de electricidad física producida a
partir de fuentes renovables.
Sin embargo, a juicio de la Asociación de
Productores de Energías Renovables (APPA),
los sistemas de cuota y certificados verdes
presentan dos defectos: por un lado, son más
complejos en su diseño y funcionamiento,
aumentando la burocracia y, al establecer una
cuota única, las tecnologías menos maduras
quedan automáticamente fuera del mercado, ya
que la cuota se tiende a cumplir siempre con las
tecnologías de menor costo marginal.
Los sistemas de apoyo presentes en la UE-15 se
presentan en el cuadro 5.
Sistemas de apoyo a ERNC en la UE, 2005
País Sistemas de apoyo
Austria REFIT
Bélgica Cuota y certificados verdes (por
regiones)
Dinamarca REFIT
Finlandia REFIT + ayuda a la inversión +
crédito fiscal
Francia REFIT + subastas
Alemania REFIT
Grecia REFIT + ayudas a la inversión +
créditos fiscales
Irlanda Subastas
Italia Cuota y certificados verdes
Luxemburgo REFIT +ayudas a la inversión
Portugal REFIT +ayudas a la inversión
España REFIT
Suecia Cuota y certificados verdes
Holanda REFIT + exensión ecotasa
Reino Unido Cuota y certificados verdes
Cuadro 5.
3.2.5	Situación de los Principales
Países Productores de ERNC de la UE
3.2.5.1 Alemania
Gracias a la estabilidad de los incentivos políticos,
los progresos en la producción renovable de
electricidad han sido muy dinámicos en Alemania
en los años recientes. La energía eólica demostró
el crecimiento más fuerte. En segundo lugar, está
la hidroelectricidad, la que -sin embargo- no ha
tenido ningún desarrollo significativo durante los
últimos cinco años. La electricidad de la biomasa,
incluyendo la fracción biodegradable de la basura
municipal, es el tercero.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 56
El objetivo propuesto por Alemania es contar
con 12,5% de consumo de la electricidad y 4%
de la energía proveniente de ERNC para 2010
(para 2020, se espera un 20% de consumo de
electricidad y 10% del consumo de energía).
Un nuevo sistema REFIT impuso desde 2004
una disminución en las tarifas para la energía
eólica on-shore y un aumento en el precio para la
electricidad proveniente de biomasa y geotermia,
y además fijó un precio mínimo de entrada para
la energía proveniente de grandes centrales
hidráulicas.
Los potenciales parcialmente explotados y la
capacidad limitada de la red en la parte norte
de Alemania, actualmente están obstaculizando
el crecimiento de la energía eólica on-shore. La
energía eólica off-shore se está desarrollando más
lentamente que lo previsto debido a los altos
costos y a los problemas técnicos sin resolver
(gran distancia de la tierra y la profundidad del
agua). El desarrollo de la biomasa es más lento
que lo previsto, debido a la incertidumbre del
precio del combustible y a los altos costos de
la infraestructura. La mayoría de los insumos
baratos (residuos de la madera) ya se están
explotando.
La nueva ley de energía renovable tendrá un
impacto importante en la energía eólica, la
biomasa y la energía generada por grandes
centrales hidroeléctricas. Las relativamente altas
tarifas de entrada sumadas con subsidios de
inversión razonables y préstamos, han generado
un mercado considerable de ERNC.
3.2.5.2 España
La producción de la electricidad renovable en
España tiene a la energía hidráulica como el
agente más importante de las ERNC, con una
contribución de alrededor de 16 TWh en 2002,
que corresponde hasta el 41% de la producción
total de ERNC para ese año. Sin embargo,
España utiliza una definición distinta para la
clasificación de las centrales hidráulicas a la
utilizada comúnmente en la UE. En España se
considera como mini centrales a todas aquellas
centrales con una capacidad de producción
inferior a 50 MW, mientras el resto de la UE
establece 10 MW como máximo.
El objetivo de España es alcanzar en 2010 un
29,4% de consumo neto de la electricidad,
proveniente de ERNC.
En 1997, España introdujo un programa para
apoyar el desarrollo de las ERNC, que ha dado
lugar a un crecimiento enorme en su capacidad
instalada. Las tarifas REFIT y los premios
proporcionaron alta transparencia y seguridad
en el mercado, y son por lo tanto, el promotor
principal para este crecimiento. Después de
Alemania, España es el país más favorable para
las inversiones en energía eólica.
El crecimiento en la producción de la
electricidad a través de parques eólicos ha sido
impresionante. España alcanzó 10.028 MW a
finales de 2005, superando a EE.UU. (9.142 MW)
y ubicándose en el segundo lugar a nivel
mundial.
Por otra parte, la producción de ERNC de la
biomasa fue de 300 MW en 2004.
El marco jurídico para la producción de
electricidad en base a las ERNC se encuentra
en el Real Decreto 436/2004, el cual establece
la metodología para la actualización y
sistematización del régimen jurídico y económico
de la actividad de producción eléctrica en
régimen especial.
Página 57Fomento de las ERNC en los países desarrollados
3.2.5.3 Dinamarca
Con la elección del nuevo gobierno a fines
de 2001, se produjeron profundos cambios en
las políticas energéticas y en los objetivos
existentes. La mayoría de los esquemas de
promoción para las ERNC fueron suprimidos.
La introducción de un mercado de certificados
verdes ha sido anunciada, pero hasta 2004 no
se había ejecutado. A excepción del primer gran
parque eólico (170 MW) off-shore, terminado en
2003, el fuerte desarrollo de las ERNC observado
en los años 90 se ha detenido.
Como resultado, durante 2004 la capacidad
instalada aumentó sólo en un 0,3% (10 MW). El
objetivo propuesto por Dinamarca es alcanzar en
2010, un 29% de consumo neto de la electricidad
en base a ERNC.
Si bien es importante destacar el rol de Europa
en torno a las ERNC, ya que se encuentran a la
vanguardia tecnológica e institucional, la Unión
Europea, incluso ampliada a 25 miembros, sólo
representará un 7% del crecimiento del consumo
de energía mundial entre 2000 y 2020. Se prevé
que más de una tercera parte de este crecimiento
corresponderá a China y a la India. Por ello, las
decisiones que se adopten en estos países y en
otros países en vías de industrialización, tendrán
una influencia cada vez mayor en el nivel y en la
estructura de consumo mundial de energía.
En ese sentido, es importante destacar que los
países desarrollados deben cumplir las promesas
realizadas en la cumbre de Bonn en 2004, donde
se comprometieron a ofrecer ayuda a países en
desarrollo para el uso de energía renovable,
incluida financiación, tecnología, expertos y
gestión.
3.3 ERNC en otros países
3.3.1	 China
Según estimaciones del gobierno chino, son
20.000 aldeas rurales, con cerca de 30 millones
de habitantes, las que todavía están sin energía,
y el 60% de la población rural utiliza fuego al
aire libre para cocinar y calefaccionarse.
China cuenta con 37.000 MW de potencia
instalada en base a ERNC, lo que equivale a
8,4% de su capacidad instalada total. Esto se
basa principalmente en energía proveniente de
minicentrales hidráulicas (34.000 MW). Más de
la mitad de la capacidad instalada en Pequeñas
Centrales Hidráulicas (PCH) en el mundo está
en China. Allí el crecimiento continúa, ya
que durante 2004 se agregaron casi 4 GW de
capacidad. Sin embargo, es necesario aclarar
que el criterio utilizado en China para clasificar
una minicentral, es distinto al empleado por
la mayoría de los países. China define como
minicentral a aquellas menores a 50 MW,
mientras que en la UE (exceptuando España),
el límite es 10 MW.
China también destaca por su energía eólica
instalada, con 1.260 MW, en 2005.
Los objetivos propuestos por China en relación
a las ERNC, son alcanzar un 10% de la capacidad
eléctrica (60.000 MW) y un 5% de la energía
primaria a 2010; para 2020 se espera alcanzar
un 10% de la energía primaria. Dentro de estos
objetivos, China quiere producir 10.000 MW de
energía eólica, en 2010 y 20.000 MW en 2020.
Por ello ha preparado una legislación para
promover la energía eólica.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 58
Durante el primer semestre de 2005, China
decretó una política de tarifas REFIT que forma
parte de una ley tendiente a la promoción de la
energía renovable decretada en febrero de 2005.
Esta ley define a la energía eólica y la energía
solar como prioridades en la “Estrategia de la
energía de China”.
China y otros países en vías de desarrollo han
emergido como fabricantes de paneles y celdas
solares fotovoltaicas (FV). La capacidad china
de producción de paneles se duplicó durante
2004 (de 50 MW a 100 MW), y la capacidad de
la producción de celdas aumentó a 70 MW. La
capacidad de producción podría duplicarse otra
vez en 2005, debido a los planes anunciados
por la industria.
3.3.3	 India
Entre los países en vías de desarrollo, la India
fue el primero en establecer las tarifas de
entrada, seguida por Sri Lanka, Tailandia e
Indonesia.
En 2002 fue decretado el Plan de Energías
Renovables, que tiene validez hasta 2012 y cuyo
objetivo es promover las ERNC (principalmente
la solar), para lograr un 10% de su capacidad
eléctrica en base a estas fuentes energéticas en
2012 (10.000 MW).
India ocupa un lugar destacado en energía
eólica instalada a nivel mundial, con cerca de
4.400 MW.
Existe un creciente aumento de las fuentes
de financiamiento para el desarrollo de ERNC
y así encontrar maneras de atenuar los riesgos
para los inversionistas privados. Uno de los
mejores ejemplos es la Agencia del Desarrollo
de la Energía Renovable de la India (IREDA),
que ha proporcionado casi US$ 1,5 billones para
financiar el desarrollo de 2,5 GW de energías
renovables desde su inicio en 1987.
La India tiene 8 fabricantes de celdas y 14
fabricantes de paneles solares. El mayor productor
solar de paneles fotovoltaicos de la India, Tata
BP Solar, aumentó su capacidad de producción
de 8 MW en 2001 a 38 MW en 2004.
3.3.4	 Australia
Según la Asociación Australiana de Energía
Eólica (AusWEA), la capacidad instalada casi
se duplicó en 2004, de 198 MW instalados en
2003, a 746 MW a finales de 2005. Sin embargo,
el potencial de crecimiento para los nuevos
proyectos de energía eólica es enorme. Según
AusWEA, Australia tiene el potencial eólico más
abundante del planeta y una capacidad de la red
que, con ajustes de menor importancia, podría
potencialmente acomodar hasta 8.000 MW
de energía eólica. Actualmente existen
1.350 MW en proyectos eólicos recientemente
aprobados, en construcción o en otra etapa de
desarrollo.
Página 59Fomento de las ERNC en los países desarrollados
4. UNA MIRADA A LA
SITUACIÓN DE LAS
ERNC EN CHILE
A comienzos de 2005 y como resultado de un
proceso que comenzó en agosto de 2003, la
Comisión Económica para América Latina y el
Caribe (CEPAL) y la Organización de Cooperación
y Desarrollo Económico (OCDE), presentaron un
informe sobre los resultados de la evaluación
del desempeño ambiental de Chile. Parte de las
recomendaciones de este informe estuvieron
directamente vinculadas con el uso eficiente
de la energía y el desarrollo de las energías
renovables.
La demanda de electricidad de Chile crece
anualmente dos puntos porcentuales por sobre
el producto interno bruto (PIB); es decir, en
torno al 7% (se calcula entre un 6 y 7,5% en
el período comprendido entre 2005 y 2006,
y a largo plazo entre un 5 y 6%). Ello obliga
a materializar proyectos en generación que
aseguren el abastecimiento de energía, y a la
vez que las fuentes primarias sean diversas.
Históricamente la matriz energética de Chile ha
contado con una participación importante de
energías renovables, representada principalmente
por la energía hidráulica convencional, utilizada
para generación eléctrica. Esta participación
ha disminuido en los últimos años producto del
crecimiento de sectores que tienen un consumo
intensivo de derivados del petróleo, como el
transporte, y del aumento de la capacidad de
generación eléctrica térmica a partir de gas
natural. Sin perjuicio de ello, la participación
de las energías renovables (hidroelectricidad)
sigue siendo significativa en el abastecimiento
energético nacional (ver cuadro 6).
Sistemas eléctricos de Chile, potencia instalada a diciembre de 2004
Renovable No Renovable
Hidráulica Eólica Biomasa Térmica
Sistema MW % MW % MW % MW %
SING 13 0,4 0 0 0 0 3.620 99,6
SIC 4.119 59 0 0 153 2 3.108 39
Aysén 17 50 2 6 0 0 15 44
Magallanes 0 0 0 0 0 0 78 100
Total 4.649 40 2 0 153 1,3 6.822 58,7
Cuadro 6
SING = Sistema Interconectado del Norte Grande
SIC = Sistema Interconectado Central
Fuente: Comisión Nacional de Energía
La experiencia ocurrida a raíz de la crisis del
gas natural, debido a las restricciones de
abastecimiento desde Argentina, sumado a la
inestabilidad de los mercados del petróleo,
estimulan a incrementar la diversificación de
las fuentes energéticas del país.
Dada la particular geografía del territorio
chileno (desierto en el norte, recursos hídricos
en el sur, cadenas montañosas y manifestaciones
volcánicas, costa a lo largo de todo el territorio),
se estima un gran potencial para la utilización
de ERNC. Sin embargo, su desarrollo se ha visto
frenado por algunas barreras, tales como: i)
la inexistencia de estímulos a la inversión;
ii) incertidumbre de los mercados; y iii) la
inexistencia de un marco legal y regulatorio
específico para estas tecnologías.
El gobierno, dando una clara señal de estímulo
al desarrollo de las ERNC, ha comenzado a
desarrollar programas tendientes a superar
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 60
estas barreras. Así se está dando un impulso a
estas tecnologías, de manera que a futuro ya
se pueda ver un porcentaje significativo de ERNC
en la matriz energética del país. En efecto, la
Comisión Nacional de Energía (CNE) estima el
5,3% para 2015 y 17,5% para 2025, de la matriz
energética nacional con este tipo de energía.
4.1	 Fomento al uso de ERNC
En Chile no existen limitaciones reglamentarias a
la incorporación de fuentes de ERNC; sin embargo,
sólo a partir de 2004 y tras la publicación de
la Ley N° 19.940, se indican incentivos para
invertir en este tipo de fuentes.
Con anterioridad a la introducción de
modificaciones legislativas, el desarrollo de las
ERNC estaba supeditado a su competitividad,
tanto en precios como en calidad y seguridad del
suministro, frente a las fuentes convencionales.
Sin embargo, existían distorsiones del mercado,
principalmente debido a una sensación de riesgo
para el inversionista asociado a la falta de
regulación específica. Esta situación impidió
un mayor desarrollo de las ERNC. En ese sentido
la autoridad, a través de la CNE, se ha propuesto
identificar y eliminar las barreras distintas a las
económicas, para fomentar el desarrollo de las
ERNC.
El 7 de enero de 2000 fue publicada en
el Diario Oficial la Ley N° 19.657 “Sobre
Concesiones de Energía Geotérmica”. Esta ley
define las condiciones reglamentarias para
la participación de empresas privadas en las
actividades de exploración y explotación de
esta fuente energética. Además, reglamenta las
relaciones entre los concesionarios, el Estado,
los dueños del terreno superficial, los titulares
de pertenencias mineras y las partes de los
contratos de operación petrolera o empresas
autorizadas por ley para la exploración y
explotación de hidrocarburos, y los titulares de
derechos de aprovechamiento de aguas.
El 13 de marzo de 2004 fue publicada en el
Diario Oficial la Ley N° 19.940 y el 19 de mayo
de 2005 ocurrió lo mismo con la Ley N° 20.018,
ambas del Ministerio de Economía y Energía,
y conocidas como las leyes Corta I y II. Con
estas leyes se dio por primera vez un trato
diferenciado a las fuentes de ERNC, mejorando
la viabilidad técnica y económica de este tipo de
proyectos, ya que se liberó total o parcialmente
del pago de peaje de transmisión troncal a las
fuentes generadoras menores a 20 MW. Además
se aseguró el derecho a la venta de potencia
y energía al mercado mayorista para cualquier
generador, independiente de su tamaño y se
aseguró mayor estabilidad en los precios, los
que se pueden fijar a largo plazo (hasta por 15
años). También se indica en ese cuerpo legal, el
derecho a ofrecer en las licitaciones reguladas, a
las empresas distribuidoras, hasta el 5% del total
de demanda destinada a clientes regulados.
El 24 de enero de 2005 el Estado, a través de
su Ministerio de Economía y Energía, lanzó el
Programa País de Eficiencia Energética (PPEE),
orientado a mejorar la productividad y la
sustentabilidad del país.
En el marco de este programa, en agosto de
2005, la CNE y el Ministerio de Economía y
Energía firmaron un acuerdo de afiliación con
la Asociación Internacional para las Energías
Renovables y la Eficiencia Energética (AEREE),
con el objetivo de fomentar el conocimiento
sobre las energías renovables y la eficiencia
energética. Son 28 países y 100 organizaciones
los que forman parte de esta alianza. A través
de la AEREE se comparten conocimientos y se
difunden las buenas prácticas, con el fin de
superar las barreras al desarrollo de la energía
renovable y la eficiencia energética.
Página 61Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
A lo anterior, se suman los esfuerzos que
realizan la CNE y la Corporación de Fomento
a la Producción (CORFO), para promover el
desarrollo de una cartera de proyectos, a
través del Programa de “Promoción y atracción
de inversiones para la generación de energías
a partir de fuentes renovables”. Así, el Estado
se comprometió a otorgar subsidios para
materializar una cartera de proyectos. Sólo
pueden participar de este beneficio empresas
privadas que contemplen iniciativas inferiores
a 20 MW y que presenten costos iguales o
superiores a US$ 400.000, pero inferiores
US$ 2 millones.
El Programa Nacional de Electrificación Rural
(PER), creado por la CNE, a fines de 1994, ha
constituido un fuerte estímulo para el desarrollo
de las ERNC, fuera del sistema de distribución.
El Gobierno de Chile se comprometió a alcanzar
una cobertura de 90% de viviendas rurales
electrificadas a nivel nacional y regional hacia
2006 y mejorar la calidad del abastecimiento de
energía en comunidades aisladas, fomentando el
uso de las energías renovables.
En el marco del PER, el Fondo para el Medio
Ambiente Mundial (GEF) está cofinanciando
el proyecto “Remoción de Barreras para la
Electrificación Rural con Energías Renovables”.
Para este programa, en septiembre de 2001,
la CNE, el Ministerio de Relaciones Exteriores
y el Programa de las Naciones Unidas para el
Desarrollo (PNUD), firmaron un convenio. Gracias
a éste, se encuentra en desarrollo el estudio,
análisis y preparación de un conjunto de normas
chilenas relacionadas con energía fotovoltaica,
energía eólica, microturbinas hidráulicas y
sistemas híbridos. El detalle de las 45 normas que
considera el estudio, se muestran en el Anexo.
4.2	 Situación de las ERNC
	 en Chile.
4.2.1	 Energía Hidráulica
La energía hidráulica es el recurso natural más
importante de Chile, ambientalmente limpio,
renovable y económico. Según información
disponible por Endesa para 2005, el potencial
de este tipo de energía se estima en cerca de
28.000 MW, de los cuales sólo 3.750 MW se
encuentran en operación (13%); 312 MW en
centrales en construcción (1%) y 10.430 MW de
futuros proyectos (37%). Por otro lado, es del
caso señalar que los recursos para generación
hidroeléctrica de la zona austral tienen
independencia hidrológica con las cuencas
de la zona central de Chile. En el cuadro 7
se muestran las centrales hidroeléctricas del
Sistema Interconectado Central (SIC).
Si bien la energía hidráulica es una fuente
renovable, existe la tendencia a no incluir
los proyectos de mayor escala en las ERNC,
y las organizaciones del Estado a cargo del
tema indican sus clasificaciones particulares.
Lo anterior guarda relación directa con la
institucionalidad (régimen de regulación)
o incentivos gubernamentales al desarrollo
de las ERNC. En el caso chileno, la CNE sólo
considera como ERNC a las mini y micro centrales
hidroeléctricas con potencias menores a
1.000 kW (1 MW); debido a su menor nivel de
implementación y a que en los sectores rurales
constituyen una alternativa para la provisión de
electricidad. El cuadro 8 muestra la clasificación
de las centrales hidráulicas según la CNE.
Actualmente se contabilizan alrededor de 110
instalaciones de este tipo en el país, destinadas
principalmente a la electrificación de viviendas
y a telecomunicaciones.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 62
Dentro del Programa País de Eficiencia Energética
(PPEE), uno de los proyectos destacados,
corresponde a la certificación ciudadana de
eficiencia energética y energías renovables
“Electricidad Verde”. Esta certificación trabaja
con estándares de la red europea de electricidad
verde y apunta a un mercado potencial en
expansión en materia de certificación, que
se traducirá en comercializar electricidad de
manera compatible con una producción limpia
y renovable, acorde con lo establecido en el
Protocolo de Kyoto.
En junio de 2005 fueron certificadas las primeras
centrales hidroeléctricas de pequeña escala, las
que corresponden a:
b	La Microcentral de Pallaco, fue construida
con fondos del PNUD, otorgados por el
gobierno de Japón. Tiene una capacidad de
generación de 15 kW y está en operación
desde 2001. La microcentral abastece a toda
la comunidad de Pallaco, compuesta por 19
familias mapuches, tanto en el 100% de los
hogares como en el alumbrado público. Esta
microcentral no está conectada a la red.
b	Central Eyzaguirre, de la Asociación de
Canalistas Sociedad del Canal Maipo de la
comuna de Puente Alto, en operaciones desde
2003. Tiene una producción anual esperada del
orden de los 9,58 GWh y su energía se vende
actualmente a una empresa distribuidora de
energía eléctrica.
b	L a E l é c t r i c a P u n t i l l a , d e E P S A
(precertificada), ubicada en la comuna
de Pirque, está en funcionamiento desde
1924. Es una central de pasada, con una
producción anual de 140.000 MWh. Gracias a
una repotenciación, en marcha en 2006, opta
a esta certificación.
Central Hidroeléctrica Rapel.
Página 63Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
Clasificación de Generadoras Hidroeléctricas, según la CNE
Clasificación Características
Grandes centrales Poseen una potencia superior a los 5 MW.
Pequeñas centrales Poseen una potencia superior a 1 MW e inferior a los 5 MW.
Minicentrales Poseen una potencia superior a 100 kW e inferior a 1 MW.
Microcentrales Poseen una potencia superior a 1,5 kW e inferior a los 100 kW.
Hidrocargadores Su potencia es menor que 1,5 kW, generan electricidad en corriente continua,
la cual puede aprovecharse para cargar baterías.
Cuadro 8.
Fuente: Comisión Nacional de Energía.
Cuadro 7.
Centrales Hidroeléctricas del SIC
PROPIETARIO
Nombre de la central
Año puesta
en servicio
Tipo
central
Tipo
turbina
N°
Unidades
Caudal
m3
/s
Altura
de caída
m
Potencia
instalada
MW
ENDESA
Los Molles 1952 Pasada Pelton 2 1,9 1153,0 18,0
Rapel 1968 Embalse Francis 5 535,1 76,0 377,0
Sauzal 1948 Pasada Francis 3 73,5 118,0 76,8
Sauzalito 1959 Pasada Kaplan 1 45,0 25,0 12,0
Cipreses 1955 Embalse Pelton 3 36,4 370,0 106,0
Isla 1963-64 Pasada Francis 2 84,0 93,0 68,0
Ralco 2004 Embalse Francis 2 368,0 181,0 690,0
Antuco 1981 Embalse Francis 2 190,0 190,0 320,0
El Toro 1973 Embalse Pelton 4 97,3 545,0 450,0
Abanico 1948-59 Pasada Francis 6 106,8 147,0 136,0
Filiales ENDESA
Pehuenche 1991 Embalse Francis 2 300,0 206,0 566,0
Curillinque 1993 Pasada Francis 1 84,0 114,3 89,0
Loma Alta 1997 Pasada Francis 1 84,0 50,4 40,0
Pangue 1996 Embalse Francis 2 500,0 99,0 467,0
AES GENER S.A.
Alfalfal 1991 Pasada Pelton 2 30,0 720,5 160,0
Maitenes 1923-89 Pasada Francis 5 11,3 180,0 30,8
Queltehues 1928 Pasada Pelton 3 28,1 213,0 41,7
Volcán 1944 Pasada Pelton 1 9,1 181,0 13,0
COLBÚN S.A.
Colbún 1985 Embalse Francis 2 280,0 168,0 400,0
Machicura 1985 Embalse Kaplan 2 280,0 37,0 90,0
San Ignacio 1996 Pasada Kaplan 1 194,0 21,0 37,0
Rucúe 1998 Pasada Francis 2 65,0 140,0 170,0
CENELCA
Canutillar 1990 Embalse Francis 2 75,5 212,0 172,0
IBENER S.A.
Mampil 2000 Pasada Francis 2 46,0 124,0 49,0
Peuchén 2000 Pasada Francis 2 36,0 236,0 77,0
OTROS GENERADORES
Pilmaiquén 1944-59 Pasada Francis 5 150,0 32,0 39,0
Pullinque 1962 Pasada Francis 3 120,0 48,0 48,6
Aconcagua 1993-94 Pasada Pelton 2 20,2 654,3 85,0
Florida 1909-93 Pasada Francis 5 30,0 98,0 28,0
Los Quilos 1943-89 Pasada Pelton 3 22,0 227,0 38,9
Chacabuquito 2002 Pasada Francis 4 25,0 135,0 26,0
Capullo 1995 Pasada Francis 1 8,0 149,5 12,0
Sauce Andes 1909 Pasada Francis 4 20,0 7,0 1,1
Carbomet 1944-86 Pasada Francis 4 24,0 27,0 10,9
Puntilla 1997 Pasada Francis 1 20,0 92,0 14,0
Otros autproductores 7,0
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 64
Actualmente, distintos actores del sector
están desarrollando proyectos de centrales
hidráulicas de pequeña escala (capacidad inferior
a los 20 MW), y de esta manera, aprovechar los
incentivos que se incluyeron en las leyes Corta
I y II.
Según datos que maneja la Asociación Chilena de
Energías Renovables Alternativas A.G. (ACERA),
en estos momentos hay en carpeta alrededor
de 30 iniciativas entre la IV y X regiones, las
que suman un total de 140 MW y una inversión
estimada de al menos US$ 210 millones. Esta
asociación estima que, en los próximos 10
años, se producirán al menos 300 MW en base
a minicentrales.
4.2.2	Energía Eólica
Dentro de la información disponible sobre el
potencial eólico del país se encuentra el estudio
publicado en diciembre de 2003, con el título
“Mejoría del conocimiento eólico en el Norte y
Centro del País”, el cual fue editado por la CNE
y corresponde a una actualización del primer
estudio; se encuentra próxima la edición de
otro estudio similar que comprendería el resto
del país (centro sur). El resultado de estos
trabajos es la definición preliminar de las
zonas que presentan un mayor potencial para
el desarrollo de la energía eólica. Sin embargo,
existen críticas a este trabajo en el sentido que
es insuficiente, pues se recopilaron datos de
viento de estaciones meteorológicas y no en los
puntos y alturas específicos, donde se necesitaría
estudiar el viento para fines energéticos y así
evaluar el potencial (MW) disponible.
Además, la National Renewable Energy Laboratory
(NREL), desarrolló para la CNE un mapa preliminar
del potencial eólico del archipiélago de Chiloé,
orientado a la evaluación del recurso para
aplicaciones rurales no conectadas a la red.
Este mapa ha permitido elaborar una cartera de
proyectos híbridos eólico - diésel para abastecer
a más de 3.100 familias distribuidas en 32 islas
del archipiélago.
A lo largo de Chile, las zonas identificadas
con potencial eólico explotable, con fines de
generación eléctrica, son:
b	Zona de Calama en la II Región y,
eventualmente, otras zonas altiplánicas.
b	Sector costero y zonas de cerros de la IV
Región y, eventualmente, de las otras
regiones del norte del país.
b	Puntas que penetran al océano en la costa de
la zona norte y central.
b	Zonas costeras abiertas al océano y zonas
abiertas hacia las pampas patagónicas en
las regiones XI y XII. Estas últimas han
demostrado tener un excelente recurso
eólico.
Además, existen estudios desarrollados por
empresas privadas interesadas en invertir en esta
fuente de energía, y dado su interés estratégico,
no se dispone de la información oficial.
En el país existe sólo una instalación de energía
eólica conectada a un sistema de distribución: la
central Alto Baguales, XI Región (ver figura 58).
Esta central cuenta con tres aerogeneradores,
que tienen una potencia nominal de 660 kW cada
uno, los que en conjunto aportan cerca de 2 MW.
Desde 2001 esta central se encuentra conectada
al Sistema Eléctrico de Aysén, que abastece a
19.000 familias de la zona. Aún cuando este
parque eólico es pequeño, se puede usar como
un ejemplo “piloto”, que se puede extrapolar,
ya sea al Sistema Interconectado Central (SIC)
o al Sistema Interconectado del Norte Grande
(SING).
Página 65Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
Figura 58.
Central eólica Alto Baguales, Coyhaique, XI Región.
Por otra parte, como parte del Programa de
Electrificación Rural (PER), se han materializado
pequeños proyectos de generación eólica en
localidades rurales del país. En octubre de
2000 entró en operación el proyecto Piloto
de Generación Eólica en la Isla Tac, en el
Archipiélago de Chiloé (X Región). El proyecto
corresponde a un sistema híbrido eólico-diésel
que consta de dos aerogeneradores de 7,5 kW
cada uno. Esta iniciativa ha beneficiado a 79
familias y a 3 centros comunitarios de la isla.
Si bien se observa en los comunicados de prensa
que están en marcha una serie de iniciativas
eólicas (Punta Curaumilla, 9 MW, V Región;
parque Lautaro, 60 MW, Coronel; Mejillones,
512 MW, para abastecimiento minero; otros),
la realidad es que iniciativas concretas son las
indicadas precedentemente. Un aspecto que
cabe destacar es que los datos que se disponen
generalmente han sido monitoreados con
fines meteorológicos y no energéticos, lo cual
dificulta los estudios de factibilidad a la hora
de materializar proyectos de este tipo.
4.2.3	Energía Geotérmica
Chile es un país ubicado, íntegramente, en lo
que se conoce como “Cinturón de Fuego del
Pacífico”, región del planeta que se caracteriza
por su intensa actividad sísmica y volcánica.
En relación al potencial geotérmico, el Servicio
Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN)
lleva un catastro de manifestaciones termales
en Chile, sitios que se estima pueden poseer
un potencial geotérmico aprovechable
energéticamente. De éstos, la mayoría se
encuentran en la Primera y la Décima regiones.
A pesar que se estima que la energía geotérmica
es abundante a lo largo de todo el territorio
nacional (1.235 – 3.350 MW útiles), no ha sido
explorada en profundidad, ni utilizada como
fuente para generar energía eléctrica y sólo ha
sido usada hasta ahora con fines medicinales y
turísticos. Se espera que la situación anterior
cambie a causa de: a) la disminución de los
costos de la tecnología de conversión de energía
geotérmica a eléctrica, ocurrida en la década
del noventa, y b) la promulgación en enero de
2000 de la Ley Nº 19.657 “Sobre Concesiones de
Energía Geotérmica”, la cual establece un marco
reglamentario claro y estable para la exploración
y explotación de este tipo de energía.
Gran parte de las áreas con actividad geotermal
en Chile, sino todas ellas, se ubican en, o son
vecinas a zonas de reconocida actividad volcánica
actual o plio-pleistocena. Actualmente existen
50 volcanes activos a lo largo a la Cordillera de
Los Andes y el SERNAGEOMIN lleva a la fecha
catastradas oficialmente 275 manifestaciones
geotermales de interés. El cuadro 9 resume los
sitios más importantes.
Según estimaciones realizadas por el
Departamento de Geología de la Pontificia
Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), el
potencial de utilización de energía geotérmica
en las regiones I y II, es para generación
eléctrica. Sin embargo, el suministro generado
puede abastecer sólo zonas rurales próximas a
la fuente termal. En las zonas centro y sur del
país existen diversos campos geotermales, que
potencialmente pueden usarse para abastecer
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 66
centros de consumo o conectarse a la red
de distribución. Sin embargo, el principal
uso de estas fuentes termales es medicinal y
turístico.
Los efectos de la publicación de la Ley 19.657
sobre Concesiones de Energía Geotérmica, se han
traducido en el otorgamiento de 13 concesiones
de exploración. En el cuadro 10 se presentan las
concesiones otorgadas.
El Estado ha mostrado una señal importante
definiendo las políticas de acción de la Empresa
Nacional del Petróleo (ENAP). El 6 de abril de
2005, ENAP y Ente Nazionale per l’Energia
Elettrica (ENEL) de Italia, firmaron un acuerdo
para el desarrollo de proyectos de exploración
y producción de recursos de geotermia en la
zona centro-sur de Chile. ENEL es líder mundial
en el desarrollo de recursos geotérmicos para
generación de electricidad. Es la empresa
eléctrica más grande de Italia y una de las
mayores de Europa, con más de 46.000 MW
de potencia instalada. En lo inmediato, ENAP
evalúa la factibilidad de desarrollar unidades en
las localidades de La Torta y Apacheta, ubicadas
en el SING, y en Chillán y Calabozo, estas últimas
localizadas en el SIC.
Cuadro 9.
Fuente: Comisión Nacional de Energía.
Catastro de Manifestaciones Termales en Chile
Región Comuna Sitios
I Región (Total: 23) Putre 5
Huara 1
Camiña 1
Colchane 6
Pica 9
Pozo Almonte 1
II Región (Total: 13) Ollagüe 1
Calama 3
San Pedro de Atacama 8
Antofagasta 1
III Región (Total: 7) Diego de Almagro 2
Copiapó 3
Tierra Amarilla 2
IV Región (Total: 2) Vicuña 1
Combarbalá 1
V Región (Total: 3) Santa María 2
San Esteban 1
Región Metropolitana Colina 1
(Total:7) Las Condes 1
San José de Maipo 5
VI Región (Total: 2) Cauquenes 1
San Fernando 1
VII Región (Total: 10) Curicó 3
Molina 2
San Clemente 1
Linares 2
Longaví 1
Parral 1
VIII Región (Total: 10) San Fabián 1
Coihueco 1
Santa Bárbara 7
Quilaco 1
IX Región (Total: 13) Curacautín 2
Melipeuco 1
Curarrehue 3
Pucón 7
X Región (Total: 25) Lanco 2
Futrono 3
Panguipulli 2
Puyehue 2
Puerto Varas 3
Cochamó 3
Chaitén 6
Hualaihué 4
XI Región (Total: 6) Cisnes 4
Río Ibáñez 2
Cuadro 10.
Fuente: Comisión Nacional de Energía.
Concesiones de Energía Geotérmica, según la Ley Nº 19.657
Nombre Región Superficie (ha) Concesionario
Puchuldiza I 50.000 CORFO
Apacheta II 33.000 Geotérmica del Norte
El Tatio II 7.200 Geotérmica del Tatio S.A.
La Torta II 39.100 Geotérmica del Norte
Volcán San José Metropolitana 40.000 CFG Chile S.A.
Calabozo VII 75.000 CFG Chile S.A.
Laguna del Maule VII 60.000 Universidad de Chile
Copahue I VIII 72.900 CFG Chile S.A.
Copahue II VIII 7.000 CFG Chile S.A.
Chillán VIII 34.200 CFG Chile S.A.
Puyehue – Carrán I X 28.000 Universidad de Chile
Puyehue – Carrán II X 12.600 Universidad de Chile
Carrán – Los Venados X 12.600 Universidad de Chile
Página 67Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
4.2.4	Energía de la Biomasa
Actualmente se utiliza para la generación de
electricidad a partir de la incineración de
residuos de procesos industriales, como la
quema de cortezas de troncos, y para el aporte
de las redes de gas en la V Región, a partir
de emanaciones que salen de los vertederos de
basura.
El mayor uso que en Chile se le da a las energías
provenientes de biomasa es la electrificación
de hogares. Según cifras de CNE, el 50,1% del
uso corresponde a esta función. Le siguen la
calefacción (36,8%) y las comunicaciones
(11,6%).
En Chile existe una capacidad instalada de
153 MW en plantas termoeléctricas que utilizan
desechos forestales como combustible. Un
buen ejemplo es la empresa Energía Verde,
que desarrolló dos plantas termoeléctricas,
con una capacidad instalada de 8,7 MW cada
una5
. También es utilizada en la generación de
electricidad en localidades rurales aisladas.
En 1999, la CNE, en conjunto con el PNUD,
implementó, en el marco del PER, un proyecto
piloto que abastece de energía eléctrica a
31 familias de la localidad de Metahue, Isla
Butachauques, en la X Región6
.
El biogás tuvo una participación que alcanzó
en su momento máximo (años 1995 y 1996) un
consumo de 339 Tcal anuales, un 0,2% de la
matriz energética primaria. Sin embargo, con la
llegada del gas natural, que conllevó una baja de
precios de la energía y beneficios ambientales,
su demanda y consumo decayó hasta 0,01% en
2001 y un valor nulo en 2002, de acuerdo a cifras
del Balance Energético Nacional 2002.
La materia prima para la generación de biogás
son los residuos orgánicos. Un especial interés
existe en el potencial de los residuos agrícolas
y las excretas de animales.
Es así como, por ejemplo sólo refiriéndose al
trigo, de acuerdo a las estadísticas de la Oficina
de Estudios y Políticas Agrarias (ODEPA), en
Chile se produjeron 1.918.492 toneladas en la
temporada 2003/2004. Si se estima en un 50%
la masa de residuos agrícolas que quedan en
el campo después de la cosecha y una tasa de
generación de biogás de 100 m3
/tonelada de
residuo, el potencial de generación de esta masa
es de 96 millones de m3
/año de biogás. Si sólo
se usara para generación de biogás el 30% y
40% de los residuos entre las regiones VI y X,
el potencial de generación es de 33 millones de
m3
de biogás, con una composición de 65% de
metano. A través de procesos de purificación,
este biogás podría ser transformado a 21,7
millones de m3
de gas natural, lo que representa
el 5% del consumo residencial en Chile.
Aplicando el mismo análisis bajo escenarios
conservadores de recolección de residuos a
los cultivos de maíz, remolacha, arroz, poroto,
avena y cebada, se calcula que el potencial de
generación total es de 122 millones de m3
de
biogás.
La Octava Región tiene el mayor potencial, con
32 millones de m3
de biogás, seguida por las
regiones IX, VI y VII.
Otro residuo de importancia energética son
las excretas de los animales. El inventario de
emisiones de gases de efecto invernadero del
sector no energético en Chile, indica que en el
país se producen 517.010 toneladas de CH4
por
año y que la principal fuente de generación de
5 Las plantas se ubican en Constitución y Laja (VII y VIII regiones, respectivamente) y operan con aserrín y corteza de pino.
6 Forcano, N. 2003. Removal of barriers to the use of renewable energy sources for rural electrification in Chile. Master thesis in
technology and policy. Engineering systems division. Massachusetts Institute for Technology (MIT). 95 p.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 68
metano es el ganado, con un aporte del 61%
al total.
De acuerdo a las estimaciones realizadas para
generación de biogás a partir de las excretas
del ganado bovino y porcino, además de la
antes mencionada posibilidad para los residuos
agrícolas, se revela un potencial de sustitución
del 27% del consumo residencial de gas natural,
esto es, 117,59 millones de m3
.
En la industria de la madera y el papel (celulosa)
la energía de la biomasa tiene una aplicación
importante, bajo el concepto de la cogeneración
(calor y electricidad). De hecho varias empresas
de este rubro ya están instalando plantas de
este tipo. A manera de ejemplo en la figura 59
se muestra la planta de celulosa de Valdivia, que
tiene una planta de cogeneración.
Figura 59.
Unidad de cogeneración, planta celulosa de Valdivia.
4.2.5	Energía Solar
En Chile, la energía solar es utilizada
preferentemente en la zona norte del país, en
donde existe uno de los niveles de radiación más
altos del mundo. De acuerdo a la información
disponible en el archivo solarimétrico nacional
elaborado por la Universidad Técnica Federico
Santa María, las radiaciones solares diarias para las
regiones del país se presentan en el cuadro 11.
Radiación solar diaria por regiones
Región Radiación Solar (Kcal/(m2
/día))
I 4.554
II 4.828
III 4.346
IV 4.258
V 3.520
RM 3.570
VI 3.676
VII 3.672
VIII 3.475
IX 3.076
X 2.626
XI 2.603
XII 2.107
Cuadro 11.
Fuente: Archivo solarimétrico nacional, Universidad Técnica
Federico Santa María.
La energía solar en Chile presenta condiciones
propias. El Desierto de Atacama presenta
grandes ventajas para el uso de la energía solar.
La radiación solar de esta zona es una de las
mejores distribuidas y más altas a nivel mundial
con 330 días de cielo despejado por año y con
una radiación media de 6,5 kWh, donde cada m2
recibe sobre 2.000 kW por año .
Una de las zonas de mayor radiación corresponde
al salar de Atacama, con una radiación de
6,7 kWh/m2
día (ver figura 60).
Figura 60.
Salar de Atacama (23,6S-68,5W).
Página 69Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
corrientes marinas del Estrecho de Magallanes.
También se tiene conocimiento que la Universidad
Católica de Valparaíso, está desarrollando un
estudio de la energía de las olas.
Una de las ideas más revolucionarias de
aplicación de esta tecnología, dice relación con
el aprovechamiento de las corrientes marinas del
canal de Chacao, X región.
4.2.7	 Comentarios a las ERNC
en Chile
En relación a la aplicación de tecnologías de
ERNC, hemos podido observar que el país no ha
avanzado mucho, a pesar de estar concientes
del posible potencial que dispone. Entre las
principales barreras se tienen:
b	Incertidumbre en cuanto a los costos reales
de inversión y operación.
b	Dificultad de optar por fuentes menos
conocidas frente a opciones de generación
ya probadas y establecidas.
b	Menor precio relativo de la energía
convencional, lo cual va en contra de la
competitividad de las ERNC.
b	No inclusión de externalidades.
b	Restringida disponibilidad de recursos
financieros, de pequeños empresarios que
quieran desarrollar sus proyectos.
b	La orientación y cobertura del marco
regulatorio no posee incentivos suficientes
para las ERNC.
b	Limitada información respecto al potencial y
localización de recursos renovables.
b	La falta de experiencia práctica y riesgo
técnico y económico asociado.
Por otro lado, los cambios legislativos y las
señales dadas por el gobierno a través de la
La aplicación de la tecnología fotovoltaica en
Chile incluye varias alternativas, las cuales
abarcan las telecomunicaciones, iluminación y
electrificación rural.
En el marco del PER, las Municipalidades,
Gobiernos Regionales y particulares, han
instalado estos sistemas para alumbrado y
electrificación de viviendas. Entre 1992 y 2000
se han instalado cerca de 2.500 soluciones
individuales con sistemas fotovoltaicos, para
abastecer de energía eléctrica a viviendas
rurales, escuelas y postas. De igual forma,
dentro de este marco, se tiene en marcha un
proyecto, para cuatro regiones de la zona norte,
que abarcará 6.000 soluciones fotovoltaicas
individuales, acompañado de un programa de
capacitación de los usuarios y de la creación de
pequeñas empresas o cooperativas rurales que se
harán cargo de su operación y mantenimiento.
Fuera de estas aplicaciones marginales, de paneles
fotovoltaicos, no se registran iniciativas de mayor
escala, en especial la energía solar térmica (solar
activa de media y alta temperatura).
4.2.6	Energía del Mar
A pesar que Chile se caracteriza por una extensa
zona costera, no existen avances concretos en la
utilización es este tipo de energía. Los fiordos
y canales del sur tienen olas con variaciones de
ocho metros, lo cual supone un potencial enorme
para el desarrollo de la energía mareomotriz.
E x isten algunas inic iat ivas aisladas,
principalmente estudios de algunas universidades,
entre las cuales se destacan la Universidad de
Magallanes, la cual desarrolla un programa de
investigación en energía mareomotriz, basada
en el aprovechamiento de la energía de las
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 70
generación de proyectos o la firma de acuerdos,
demuestran que se están sentando las bases para
fomentar el desarrollo de las ERNC en Chile.
La Ley 19.940 y 20.018 (Ley Corta I y II)
constituyen un importante paso al establecer los
primeros incentivos concretos para el desarrollo
de las ERNC.
Las 45 Normas Chilenas para el desarrollo de
ERNC, que el INN deberá terminar en 2006,
permitirán generar un marco regulatorio que
disminuirá la “sensación de riesgo” para al
inversionista frente a un sector desregulado.
Además de los incentivos gubernamentales, el
desarrollo de proyectos de ERNC, tiene la ventaja
de que Chile se encuentra a la vanguardia en
el mercado de la venta de bonos de carbono
(Protocolo de Kyoto), lo cual es una fuente
de ingresos adicional y que puede servir para
amortizar los mayores costos que implica este
tipo de inversión.
En el desarrollo de las ERNC en Chile es
posible identificar dos ámbitos de acción.
En primer lugar, el de las ERNC de sistemas
aislados, fomentado por el PER y que busca
solucionar problemas puntuales de acceso a la
energía eléctrica. En segundo lugar, las ERNC
conectadas a un sistema troncal principal (el
SIC por ejemplo) donde se prevé que exista
algún desarrollo en el mediano plazo, y así la
matriz energética nacional podrá mostrar ya un
porcentaje de este tipo de energía. De acuerdo
a estimaciones de la CNE, las ERNC dentro de la
matriz energética podrían llegar al 5,3% en 2015
y 17,5% en 2025.
La energía hidráulica seguirá siendo la de
mayor desarrollo a nivel nacional, pues como
se indicó anteriormente sólo 13% del potencial
disponible se encuentra en operación. Por lo
tanto, haciendo uso racional y sustentable de
los recursos renovables, se debiera esperar la
materialización de un gran número de centrales
hidroeléctricas (pequeña, mediana y gran escala)
en los próximos años.
La energía eólica debiera mostrar un desarrollo
a mediano plazo, una vez que se completen
los mapas eólicos. Sin perjuicio de lo anterior,
se tiene conocimiento de algunas iniciativas
privadas que apuntan a instalar parques eólicos,
inclusive conectados a los sistemas troncales
(SING y SIC), en los próximos años.
La geotermia también se está desarrollando, al
menos a nivel de estudios de potencial, pues se
tiene conocimiento de algunas iniciativas concretas
en las zonas de las concesiones ya otorgadas.
Dado el activo crecimiento del sector
silvoagropecuario, en especial del silvícola, la
biomasa constituye una abundante y económica
fuente de ERNC, por lo que llama la atención que
no haya sido considerada como prioridad en el
proceso de elaboración de normas para las ERNC
(ver Anexo).
Finalmente, es de esperar que en la medida que
se empiecen a materializar proyectos de ERNC de
mayor escala, aparte de los programas del PER,
se pueda ir construyendo un camino hacia la
creación de una legislación concreta y particular
para el fomento de este tipo de energía, donde
se consideren aspectos básicos (aseguramiento
de la compra de energía, premios o primas a las
ERNC, fondos programados de incentivos, fondos
concursables, otros) de incentivos similares a los
de los países donde las ERNC han tenido un gran
desarrollo (Alemania, España, etc.).
Página 71Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
GLOSARIO
Biocombustible
Combustible sólido, líquido o gaseoso obtenido
a partir de la transformación fisicoquímica de
la biomasa en presencia de un catalizador. Son
biocombustibles el biodiesel y el bioetanol,
metanol generados a partir de cultivos
oleaginosos como la soya, el raps, la caña de
azúcar, entre otros, así como también el biogás
generado a partir de la fermentación de materia
orgánica.
Biodiesel
Combustible para maquinarias y vehículos,
producido a través de la transformación
fisicoquímica (esterificación) de las semillas de
cultivos oleaginosos tales como la soya, raps y
girasol, entre otros. También es posible obtener
biodiesel a partir de otras fuentes como los
aceites domésticos usados.
Biogás
Producto de la descomposición anaerobia
de compuestos orgánicos por la acción de
diversas bacterias. Es un gas combustible que
se puede generar en condiciones anaeróbicas
controladas, mediante la acción de las bacterias
metanogénicas que descomponen la materia
orgánica en ausencia de oxígeno. Producto
de este proceso se genera biogás, el que está
compuesto principalmente por metano, dióxido
de carbono, nitrógeno y ácido sulfhídrico. En la
actualidad existen sistemas de aprovechamiento
de biogás en vertederos o rellenos sanitarios
y en el proceso de digestión de lodos en las
plantas de depuración de aguas residuales.
Biomasa
El conjunto de materia orgánica renovable
de origen vegetal, animal o procedente de la
transformación natural o artificial de la misma.
La energía de la biomasa corresponde entonces
a toda aquella energía que puede obtenerse
de ella, bien sea a través de su quema directa
(por ejemplo en procesos de cogeneración) o
su procesamiento para conseguir otro tipo de
combustible (biogás, biodiesel, bioetanol).
En consecuencia, la biomasa comprende
cultivos energéticos, residuos forestales,
agrícolas y ganaderos, lodos de depuración
de aguas residuales, emisiones de biogás de
vertederos controlados y la transformación
química o biológica de determinadas especies
vegetales o de los aceites domésticos usados,
en biocombustibles (metanol y etanol) como
sustitutos o complementos del gasóleo y de la
gasolina.
Cambio climático
La Convención Marco de las Naciones Unidas
lo define como un cambio de clima atribuido
directa o indirectamente a la actividad humana,
que altera la composición de la atmósfera
mundial y que se suma a la variabilidad natural
del clima observada durante períodos de tiempo
comparables. Estas alteraciones se manifiestan
en el aumento de la temperatura de la atmósfera,
períodos de sequía y lluvias prolongados,
derretimiento de hielos polares, aumento en el
nivel de los océanos, tormentas e inundaciones,
entre otros.
Ciclo combinado
Sistema de generación de energía eléctrica que
incluye una o más turbinas a gas y una unidad
de vapor, de manera que los gases de escape
de las turbinas a gas son conducidos a calderas
recuperadoras, a fin de utilizar su calor produciendo
energía eléctrica en la unidad de vapor.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 72
Cogeneración
Proceso de generación de energía a través del
cual se obtiene simultáneamente electricidad
y calor. Este proceso posee una eficiencia
energética superior a los procesos convencionales
de generación de energía eléctrica y térmica por
separado, a partir de un mismo combustible, ya
que se aprovecha el calor remanente de los gases
de combustión para ser utilizados en procesos de
calefacción o secado. Sumado a la factibilidad
de utilizar la biomasa como combustible
(residuos forestales, agrícolas, biocombustibles),
este proceso presenta importantes ventajas
respecto de las tecnologías tradicionales, gracias
a su mayor eficiencia y sus menores impactos
ambientales.
Energía eólica
Energía obtenida de los desplazamientos del aire
ocasionado por el desigual calentamiento de la
superficie terrestre. Es considerada una forma
indirecta de energía solar. Entre el 1 y 2% de
la energía proveniente del sol se convierte en
viento. La energía cinética del viento puede
transformarse en energía mecánica, la cual a su
vez se transforma en energía eléctrica al acoplar
un generador.
Energía geotérmica
Energía proveniente de las reacciones naturales
que suceden en el interior de la tierra y que
se transmiten por conducción térmica hacia la
superficie de la tierra. Esta energía se puede
poner de manifiesto de forma violenta a través de
fenómenos como el vulcanismo o los terremotos,
y en sus fases póstumas: géiseres, fumarolas y
aguas termales. La energía geotérmica es en
realidad un recurso parcialmente renovable, pero
de alta disponibilidad, sobre todo en regiones
volcánicas.
Energía mareomotriz
Energía obtenida a través de turbinas que
aprovechan las variaciones del nivel de las
mareas. Al igual que la energía eólica, es una
forma indirecta de la energía solar.
Energía minihidráulica
La Comisión Nacional de Energía la define
como aquella energía generada por centrales
hidroeléctricas con potencia instalada entre
100 kW y 1 MW. La Unión Europea, utiliza
esta denominación para las pequeñas unidades
hidroeléctricas, normalmente de potencia
inferior a 10 MW.
Energía primaria
Se denomina energía primaria a los recursos
naturales disponibles en forma directa (como
la energía hidráulica, eólica y solar) o indirecta
(después de atravesar por un proceso, como
por ejemplo el petróleo, el gas natural, el
carbón mineral, etc.), para su uso energético
sin necesidad de someterlos a un proceso de
transformación.
Energía secundaria
Se denomina energía secundaria a los
productos resultantes de las transformaciones
o elaboración de recursos energéticos naturales
(primarios) o en determinados casos a partir
de otra fuente energética ya elaborada (por
ejemplo el alquitrán). El único origen posible
de toda energía secundaria es un centro de
transformación y el único destino posible un
centro de consumo. Son fuentes energéticas
secundarias la electricidad, toda la amplia gama
de derivados del petróleo, el carbón mineral y el
gas manufacturado o gas de ciudad.
Página 73Glosario
Energía solar activa
Energía solar obtenida a través de algún medio
mecánico, denominados por lo general colectores
solares. Esta puede ser de baja, media y alta
temperatura, según el índice de concentración.
Los colectores solares térmicos utilizados para
proporcionar agua caliente sanitaria en viviendas
son de baja temperatura. Suelen ser colectores
planos vidriados y también se utilizan en el
calentamiento de viviendas, en calefacciones
o en usos industriales y agropecuarios. La solar
de alta temperatura es la que se emplea en las
centrales que concentran muchos rayos solares
para alcanzar temperaturas por sobre los 700°C.
Se utilizan para la producción de electricidad.
Energía solar fotovoltaica
Es la energía que transforma la radiación solar en
electricidad a través de un proceso de liberación
de electrones de una celda fotovoltaica
(generalmente una placa de silicio), provocada
por la incidencia de los rayos solares sobre el
panel fotovoltaico. 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 en las áreas rurales
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.
Energía solar pasiva
Energía solar que se obtiene sin la mediación de
elementos mecánicos como colectores o paneles
fotovoltaicos. Es la forma más antigua de
aprovechamiento de la energía solar, empleada
para el calentamiento de las viviendas, pasando
por aplicaciones más industriales como la
obtención de la sal (evaporación de aguas en las
salinas), fabricación de adobes (secado del barro
moldeado) y otras. Su uso está directamente
relacionado con criterios arquitectónicos que
buscan aumentar la eficiencia energética,
considerando la conservación y uso racional de
la energía. Principalmente se aplican técnicas
constructivas o tecnologías en los materiales y
aspectos arquitectónicos o de diseño para evitar
gastos innecesarios de energía para iluminación,
refrigeración o calefacción de edificaciones.
Energía solar térmica
Es aquell a energía que prov iene del
aprovechamiento directo de la radiación del
sol para la obtención y uso del calor mediante
colectores térmicos por los que fluye aire, agua
u otro fluido. El calor recogido a través de
estos colectores puede destinarse a satisfacer
numerosas necesidades, como por ejemplo,
la obtención de agua caliente para consumo
doméstico o industrial, o bien para fines de
calefacción, aplicaciones agrícolas, entre
otras.
Energía térmica oceánica
Energía generada por las corrientes que producen
las diferencias de temperatura de las aguas en
el mar y que mediante instalaciones adecuadas
es factible de ser utilizada para la generación
de energía eléctrica.
Energías Renovables
Corresponden a las fuentes energéticas que
no se consumen ni se agotan en una escala de
tiempo humana. Entre estas fuentes de energías
están: la hidráulica, la solar, la eólica y la de
los océanos. Además, dependiendo de su forma
de explotación, también pueden ser catalogadas
como renovables la energía proveniente de la
biomasa y la energía geotérmica.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 74
Energías Renovables
No Convencionales (ERNC)
Corresponden a las fuentes energéticas eólica,
solar, geotérmica, la de los océanos y toda
aquella fuente renovable que no tiene una
aplicación masiva en la actualidad como lo son
las grandes centrales hidroeléctricas de embalse,
las que se clasifican como convencionales.
Además, existe una amplia gama de procesos
de aprovechamiento de la energía de la biomasa
que pueden ser catalogados como ERNC. De
igual manera, el aprovechamiento de la energía
hidráulica en pequeñas escalas se suele clasificar
en esta categoría.
Factor de carga
Parámetro característico de una central
generadora que establece la razón entre la
demanda promedio de energía y la demanda
máxima, registrada durante un período de
tiempo determinado.
Factor de planta
Razón entre la energía generada por una central
durante un período de tiempo y la máxima
energía generable (esto es, operada a capacidad
máxima) por dicha central durante el mismo
período.
Feed-in tariff
Estrategia aplicada por el Estado, que asegura
un precio fijo al cual los generadores venderán la
energía eléctrica obtenida de fuentes renovables
a la red pública de distribución.
Gases de efecto invernadero
Gases de origen antropogénico que al aumentar
su concentración en la atmósfera, son causantes
de su calentamiento. Los gases de efecto
invernadero tienen la capacidad de permitir el
paso de la radiación solar incidente y luego de
impedir el paso de la radiación reflejada por la
superficie del planeta, atrapando así la energía,
produciéndose el calentamiento de la tierra.
Son gases de efecto invernadero el dióxido de
carbono (CO2
), metano (CH4
), óxido nitroso (N2
O),
hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos
(CF4
- C2
F6
) y el hexafluoruro de azufre (SF6
).
Protocolo de Kyoto
Convenio sobre cambio climático adoptado el
11 de diciembre de 1997 en Kyoto, auspiciado
por la Convención Marco de las Naciones Unidas
sobre el Cambio Climático (CMNUCC). Las Partes
incluidas en el anexo I de dicho Protocolo, se
comprometen a lograr objetivos individuales y
jurídicamente vinculantes para limitar o reducir
sus emisiones de gases de efecto invernadero.
Sólo las partes en la Convención que sean
también partes en el Protocolo (es decir, que
lo ratifiquen, acepten, aprueben o se adhieran
a él) están obligadas por los compromisos de
éste. El compromiso es que la suma de las
Partes reduzcan las emisiones de gases de efecto
invernadero en 5,2% con respecto a los niveles
de 1990 en el periodo de compromiso de 2008-
2012. Entre los mecanismos para esta reducción
de emisiones de gases de efecto invernadero,
el Protocolo de Kyoto propone el Mecanismo
de Desarrollo Limpio (MDL), gracias al cuál los
países no anexo I (en vías de desarrollo) pueden
participar en la reducción de emisiones, a cuenta
de las cuotas de los países incluidos en dicho
anexo.
Página 75Glosario
SIGLAS
ACERA	 Asociación Chilena de Energías Renovables Alternativas A.G.
AEREE	 Asociación Internacional para las Energías Renovables y la Eficiencia Energética
APPA	 Asociación de Productores de Energías Renovables
ARN	 Autoridad Regulatoria Nacional
AusWEA	 Asociación Australiana de Energía Eólica
CEPAL	 Comisión Económica para América Latina y el Caribe
CNE	 Comisión Nacional de Energía (Chile)
CORFO	 Corporación de Fomento a la Producción (Chile)
ENAP	 Empresa Nacional del Petróleo (Chile)
ENEL	 Ente Nazionale per l’Energia Elettrica (Italia)
FV	 Paneles o celdas fotovoltaicos
GEF	 Fondo para el Medio Ambiente Mundial
INN	 Instituto Nacional de Normalización (Chile)
IREDA 	 Agencia del Desarrollo de Energía Renovable de la India
MDL	 Mecanismo de Desarrollo Limpio
NREL	 National Renewable Energy Laboratory
OCDE	 Organización de Cooperación y Desarrollo Económico
ODEPA	 Oficina de Estudios y Políticas Agrarias (Chile)
OTEC	 Ocean Thermal Energy Conversion
PCH	 Pequeñas Centrales Hidráulicas
PER	 Programa de Electrificación Rural (Chile)
PIB	 Producto Interno Bruto
PNUD	 Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo
PPEE	 Programa País de Eficiencia Energética (Chile)
PUCV	 Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (Chile)
PURPA	 Public Utility Regulatory Policies Act of 1978 (USA)
REFIT	 Renewable Energy Feed-in Tariffs
SERNAGEOMIN	 Servicio Nacional de Geología y Minería (Chile)
SIC	 Sistema Interconectado Central (Chile)
SING	 Sistema Interconectado del Norte Grande (Chile)
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 76
UNIDADES
Unidades de potencia
W Watt 0,86 kcal/h
kW Kilowatt 103
W
MW Megawatt 106
W
GW Gigawatt 109
W
TW Terawatt 1012
W
Unidades de energía
Wh Watt-hora 0,86 kcal
J Joule 2,778 x 10-7
kWh 2,389 x 10-4
kcal
BTU British Thermal Units 252 cal 1.055 joules 2,9. x 10-4
kWh
kWh Kilowatt hora 103
Wh
MWh Megawatt hora 106
Wh
GWh Gigawatt hora 109
Wh
TWh Terawatt hora 1012
Wh
Página 77Unidades
BIBLIOGRAFÍA
AF, España, Energía del Mar. Alfinal.com, noviembre 2005.
CAMCHAL. III Simposio Tecnológico Chileno – Alemán, Geotermia y Energía Solar, Santiago, Chile,
mayo 2005.
CIEMAT. Desarrollo tecnológico de sistemas aislados con energía eólica. Madrid, España, 2002.
Corp Sergio (CUBAENERGIA). La energía del mar, Olas, mareas y térmica de los océanos. (sergio@
cien.energia.inf.cu).
Coviello Manlio. Financiamiento y regulación de las fuentes de energía nuevas y renovables: El
caso de la geotermia. CEPAL, diciembre 1998.
Coviello Manlio. Entorno internacional y oportunidades para el desarrollo de las fuentes renovables
de energía en los países de América Latina y el Caribe. CEPAL, octubre 2003.
Ecofys. 2005. Catálogo de soluciones integradas de energía sostenible.
Freís Cristian – Waste. La energía del mar, una alternativa al calentamiento del planeta.
(cristianfrers@hotmail.com).
GTZ – CEPAL. Fuentes renovables de energía en América Latina y el Caribe. Situación y propuestas
de políticas, mayo 2004.
Henry J. Glynn  Heinke Gary W. Ingeniería Ambiental, segunda edición, Prentice Hall, México 1999.
Jara O. Claudio. Anteproyecto de implementación de la energía eólica en Isla Huar, Puerto Montt,
trabajo de titulación Ingeniería de Ejecución Mecánica, Universidad de Santiago, octubre 2005.
Jara T. Wilfredo. Estrategia ambiental: La experiencia de Endesa Chile. Revista CIER, año X, N°38,
noviembre 2001.
Jara T. Wilfredo. Estudio del desarrollo de las energías renovables no convencionales en países de
interés para Endesa Chile. Documento interno Endesa Chile, octubre 2003.
Jara T. Wilfredo. Endesa Chile y su compromiso con las energías renovables, Endesa Eco. II Seminario
Cigré, Santiago, Chile, septiembre 2005.
Jenbacher Energie 2005. Catálogo de utilización energética de gases especiales.
Lahmeyer Internacional 2005. Catálogo Energía Renovables.
Maldonado Pedro. Eficiencia energética y fuentes renovables. Revista Ecoamérica, agosto 2005.
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 78
Marks D. H. Energías renovables no convencionales; seminario Endesa Chile y UGM, Santiago, Chile,
octubre 2005.
Menéndez Perez Emilio. Las energías renovables, Un enfoque político-ecológico. Los libros de la
catarata, Madrid, España, 1997.
Colegio oficial de físicos, España, 2000. Cambio Climático, hacia un nuevo modelo energético.
Ministerio de Economía de España. Real Decreto 436/2004 que establece la metodología para la
actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción
de energía eléctrica en régimen especial (renovables).
Ordenes F. Jaime, PAUS Latinoamérica. Energía de la Ola. UCV, Chile, agosto 2005.
REN21. Renewables 2005, Global Status Report. Washington DC, USA, 2005.
REN21. Renewables 2006 Update, Global Status Report. Washington DC, USA, 2006.
Sanhueza C., De Ferrari L., Guajardo M. Energías renovables Mito o Realidad. Trabajo para el programa
de magíster en gestión ambiental de la UDD. Concepción, Chile, junio 2005.
Schott, Revista Solar New, Business Unit Solar 2005.
Walker Juan. Energía eólica para Chile. Revista Ecoamérica, septiembre 2005.
Windpower Monthly News Magazine, April 2006.
Sitios Web	
http://www.camchal.com
http://www.cepal.org
http://www.cfe.mx
http://www.chilesustentable.cl
http://www.ciemat.es
http://www.cofis.es
http://www.cne.cl
http://www.corfo.cl
http://www.eclac.org
http://www.ecofys.com
http://www.editec.cl/electricidad/Elec77/articulos
http://www.endesa.es
http://www.galeon.com/energiasolar
http://www.gewindenergy.com
http://www.jenbacher.com
http://www.lahmeyer.de
http://www.ren21.net
http://www.schott.com
http://www.vestas.com
Página 79Bibliografía
ANEXO
NORMAS CHILENAS RELATIVAS A ERNC
Cuadro Normas Chilenas para ERNC. Estado a noviembre de 2005
Normas Fotovoltáicas
Normas Título Estado
NCh 2.898 IEC 61194 Energía fotovoltaica - Parámetros característicos
de sistemas fotovoltaicos autónomos.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.902 IEC 61836 Energía fotovoltaica - Sistemas de energía solar
fotovoltaica - Términos y símbolos.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.903/1 IEC 60904-1 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos -
Parte 1: Medición de las características corriente
- tensión fotovoltaicas.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.903/2 IEC 60904-2 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos
- Parte 2: Requisitos de las celdas solares
de referencia.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.903/3 IEC 60904-3 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos
- Parte 3: Principios de medición de dispositivos
solares fotovoltaicos terrestres con datos
de irradiancia espectral de referencia.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.903/10 IEC 60904-10 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos
- Parte 10: Métodos de medición de la linealidad.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.896 THERMIE B SUP 995-96 Energía fotovoltaica - Especificaciones generales
para sistemas fotovoltaicos domésticos
– Requisitos.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.927 IEC 61277 Energía fotovoltaica - Sistemas fotovoltaicos
terrestres generadores de potencia -
Generalidades y guía.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.940 IEC 61173 Protección contra las sobretensiones
de los sistemas fotovoltaicos (FV) productores
de energía – Guía.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.925 IEC 61701 Energía fotovoltaica - Ensayo de corrosión en
módulos fotovoltaicos - Método de niebla salina.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.922 IEC 61721 Energía fotovoltaica - Susceptibilidad
de un módulo fotovoltaico al daño
por impacto accidental.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.956 IEC 61646 Módulos fotovoltaicos (FV) de lámina delgada
para aplicación terrestres – Cualificación
del diseño y aprobación de tipo.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.976 IEC 61215 Energía fotovoltaica - Módulos fotovoltaicos
de silicio cristalino para aplicaciónes terrestres.
Calificación del diseño y aprobación de tipo.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.970 IEC 61683 Sistemas fotovoltaicos - Acondicionadores
de potencia - Procedimiento para la medida
del rendimiento.
Norma Chilena Oficial
NCh s/n 110-2003 IEC 61724 Monitorización de sistemas fotovoltaicos
- Guías para la medida, el intercambio de datos
y el análisis (Sistema SCADA).
En Estudio
NCh 2.978 IEC 61427 Acumuladores para sistemas de conversión
fotovoltaicos de energía solar - Requisitos
generales y métodos de ensayo.
En Estudio
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 80
Normas Eólicas
Normas Título Estado
NCh 1.437/415 IEC60050-415 Vocabulario electrotécnico internacional
- Parte 415: Aerogeneradores.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.946/1 IEC 61400-1 Aerogeneradores – Parte 1: Requisitos
de seguridad.
En Estudio
NCh 2.946/2 IEC 61400-2 Aerogeneradores – Parte 2: Requisitos
de seguridad para turbinas de viento pequeñas.
En Estudio
NCh 2.946/12 IEC 61400-12 Aerogeneradores – Parte 12: Ensayo
de la curva de potencia.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.946/13 IEC 61400-13 Aerogeneradores – Parte 13: Medición
de cargas mecánicas.
En Estudio
NCh 2.946/24 IEC 61400-24 Aerogeneradores – Parte 24: Protección
a la luz.
En Estudio
NCh 2.955 IEC WT 01 Sistema para ensayo de conformidad y
certificación de turbinas de viento –
Reglas y procedimientos.
En Estudio
NCh 1.437/415 IEC60050-415 Vocabulario electrotécnico internacional
- Parte 415: Aerogeneradores.
Norma Chilena Oficial
Normas Hidráulicas
Normas Título Estado
NCh 2.967 IEC 60545 Turbinas hidráulicas – Guía para la puesta
en marcha, operación y mantención.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.966 IEC 60193 Turbinas hidráulicas, bombas de
almacenamiento y turbinas-bombas – Ensayos
para aceptación de modelos.
En Estudio
NCh 2.968 IEC 60041 Ensayos de aceptación de campo para
determinar el comportamiento hidráulico
de turbinas hidráulicas, bombas de
almacenamiento y turbinas-bombas.
En Estudio
NCh 2.973 IEC 60805 Directrices para puesta en servicio, operación
y mantención de bombas de almacenamiento
y operación de turbinas-bombas como bombas.
En Estudio
NCh 2.982 IEC 61116 Directrices para equipamiento electromecánico
de instalaciones hidroeléctricas pequeñas.
En Estudio
NCh 2.984 IEC 60994 Directrices para la medición de campo
de vibraciones y pulsaciones en máquinas
hidráulicas (turbinas, bombas
de almacenamiento y turbinas-bombas).
En Estudio
NCh 2.986 IEC 61362 Directrices para la especificación de sistemas
de control de turbinas hidráulicas.
En Estudio
NCh 2.987/1 IEC 60609-1 Evaluación de la erosión por cavitación en las
turbinas hidráulicas, bombas
de almacenamiento y turbinas-bombas.
En Estudio
NCh 2.987/2 IEC 60609-2 Evaluación de la erosión por cavitación
en las turbinas hidráulicas, bombas
de almacenamiento y turbinas-bombas
- Parte 2: Evaluación en turbinas Pelton.
En Estudio
Página 81Anexo
Normas Hidráulicas
Normas Título Estado
NCh 2.959 IEC 61364 Nomenclatura para maquinaria en planta
de potencia hidroeléctrica.
En Estudio
NCh 2.990/1 IEC 61366-1 Turbinas hidráulicas, bombas de
almacenamiento y turbinas-bombas
– Documentos de propuestas – Parte 1:
Generalidades y anexos.
En Estudio
NCh s/n 074 IEC 60308 Código internacional para ensayo de sistemas
regidos por velocidad para turbinas hidráulicas.
En Estudio
NCh 2.990/2 IEC 61366-2 Turbinas hidráulicas, bombas de
almacenamiento y turbinas-bombas
– Documentos de propuestas – Parte 2:
Directrices para especificaciones técnicas
de turbinas Francis.
En Estudio
NCh 2.990/3 IEC 61366-3 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento
y turbinas-bombas – Documentos de propuestas
– Parte 3: Directrices para especificaciones
técnicas de turbinas Pelton.
En Estudio
NCh 2.990/4 IEC 61366-4 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento
y turbinas-bombas – Documentos de propuestas
– Parte 4: Directrices para especificaciones
técnicas de turbinas Kaplan y turbinas de hélice.
En Estudio
NCh 2.990/5 IEC 61366-5 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento
y turbinas-bombas – Documentos de propuestas
– Parte 5: Directrices para especificaciones
técnicas de turbinas tubulares.
En Estudio
NCh 2.990-6 IEC 61366-6 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento
y turbinas-bombas – Documentos de propuestas
– Parte 6: Directrices para especificaciones
técnicas de turbinas-bombas.
En Estudio
NCh 2.990-7 IEC 61366-7 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento
y turbinas-bombas – Documentos de propuestas
– Parte 7: Directrices para especificaciones
técnicas de turbinas de almacenamiento.
En Estudio
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 82
Normas Híbridas
Normas Título Estado
NCh s/n 090 IEC/TS 62257-1 Recomendaciones para pequeñas energías
renovables y sistemas híbridos
de electrificación rural – Parte 1: Introducción
general a la electrificación rural.
En Estudio
NCh 2.911/1 IEC/PAS 62111: 1999 Energía de sistemas híbridos - Especificaciones
para el uso de energías renovables en
electrificación rural descentralizada -
Parte 1: Desde los requisitos energéticos hasta
el sistema de electrificación.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.911/2 IEC/PAS 62111: 1999 Energía de sistemas híbridos - Especificaciones
para el uso de energías renovables
en electrificación rural descentralizada -
Parte 2: Directrices para el diseño y
funcionamiento del sistema.
Norma Chilena Oficial
NCh 2.911/3 IEC/PAS 62111: 1999 Energía de sistemas híbridos
- Especificaciones para el uso de energías
renovables en electrificación rural
descentralizada - Parte 3: Especificación
técnica de los componentes.
Norma Chilena Oficial
Fuente: Proyecto de Electrificación Rural con energías renovables (www.renovables-rural.cl)
Modificado: Ingendesa 2005
Página 83Anexo
Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 84

Libro ernc versión de imprenta

  • 1.
    Introducción a las EnergíasRenovables No Convencionales (ERNC) Wilfredo Jara Tirapegui es ingeniero civil mecánico y MSc en Medio Ambiente de la Universidad de Santiago de Chile. Cuenta con una vasta experiencia en el área energética, tras desempeñarse por casi treinta años como ingeniero de pruebas en las centrales hidráulicas de Empresa Nacional de Electricidad S.A. (Endesa Chile) y como jefe de las centrales de generación hidráulica Cipreses e Isla y de las plantas construidas en la cuenca del río Laja, todas de Endesa Chile. A fines de la década de los noventa asumió nuevas responsabilidades que lo llevaron a detentar el cargo de Gerente de Generación de la Empresa de Generación Eléctrica de Lima S.A. (Edegel), responsabilizándose de la operación y mantenimiento de las ocho plantas eléctricas de la compañía, de las labores de ingeniería de la producción y soporte técnico a proyectos, del control de gestión y planificación estratégica, así como también del desarrollo organizacional de esta empresa. Actualmente, y desde el año 2000, es Gerente de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible (GEMADES) de ENDESA Chile para todas las empresas de la compañía en la región, es decir, Argentina, Brasil, Chile, Colombia y Perú. A su vez y desde ese mismo ejercicio, ocupa el cargo de Presidente del Directorio de Fundación Pehuén, entidad sin fines de lucro y constituida por Pangue S.A., filial de Endesa Chile, con el objetivo de promover programas para la mejora de calidad de vida de las comunidades pehuenches del Alto Bío Bío, VIII Región de Chile. Simultáneamente desde 2005 y hasta la fecha, es Gerente General de Endesa Eco, filial de Endesa Chile, la que busca el desarrollo de proyectos de generación eléctrica basados en fuentes de energías renovables. Asimismo, en el ámbito académico, desde 1974 a la fecha, ha desempeñado diversas actividades docentes en el marco de programas de pre y post grado en prestigiosas instituciones universitarias en Chile y Perú, en asignaturas relativas a las máquinas hidráulicas, contaminación ambiental, desarrollo sostenible empresarial y energías renovables. Es autor de “Máquinas Hidráulicas” (1998), libro publicado en Lima, Perú; co-editor de los libros “Guía de formación ambiental” (2002) y “Guía de formación en Desarrollo Sostenible Empresarial” (2004), ambos de Endesa Chile. Es autor de más de 40 publicaciones sobre turbinas, bombas, centrales hidroeléctricas, estrategias ambientales, cambio climático (bonos de carbono), energía renovables y Desarrollo Sostenible Empresarial (DSE). A la experiencia señalada se suma la de Jefe de la Subdivisión Hidráulica del Departamento de Armamentos, Astilleros y Maestranzas de la Armada de Chile (ASMAR) hacia fines de los setenta. IntroducciónalasEnergíasRenovablesNoConvencionales(ERNC)
  • 2.
    con el soportede: auspicia: Wilfredo Jara Tirapegui
  • 3.
    © Derechos Reservados PrimeraEdición: Agosto de 2006 Tiraje: 3.000 ejemplares Autor: Wilfredo Jara Tirapegui Empresa Nacional de Electricidad S.A. Endesa Chile Santa Rosa 76 Santiago de Chile Teléfono (56 2) 630 9000 Fax (56 2) 635 3938 www.endesa.cl Inscripción en el Registro de Propiedad Intelectual N° 156.805 I.S.B.N. N° 956-8191-07-0 Se autoriza su reproducción citando la fuente Diseño y Producción: Leaders S.A. Impresión: Fyrma Gráfica Impreso en Chile / Printed in Chile
  • 4.
    INTRODUCCIÓN A LASENERGÍAS RENOVABLES NO CONVENCIONALES (ERNC) CAPÍTULO Pág PRESENTACIÓN 4 PREFACIO 6 1 INTRODUCCIÓN 9 2 MARCO CONCEPTUAL 13 2.1 Energía y Medio Ambiente 13 2.2 Energías Renovables No Convencionales (ERNC) 14 2.2.1 Energía Hidráulica 14 2.2.2 Energía Eólica 17 2.2.3 Energía Geotérmica 24 2.2.4 Energía Solar 30 2.2.5 Energía de la Biomasa 39 2.2.6 Energía del Mar 44 3 FOMENTO DE LAS ERNC EN LOS PAÍSES DESARROLLADOS 51 3.1 ERNC en Estados Unidos 51 3.2 ERNC en la Unión Europea 52 3.2.1 Generalidades 52 3.2.2 Legislación 52 3.2.3 Desarrollo de las ERNC en la UE 53 3.2.4 Sistemas de Incentivos 55 3.2.5 Situación de los Principales Países Productores de ERNC de la UE 56 3.3 ERNC en otros países 58 4 UNA MIRADA A LA SITUACIÓN DE LAS ERNC EN CHILE 60 4.1 Fomento al uso de las ERNC 61 4.2 Situación de las ERNC en Chile 62 4.2.1 Energía Hidráulica 62 4.2.2 Energía Eólica 65 4.2.3 Energía Geotérmica 66 4.2.4 Energía de la Biomasa 68 4.2.5 Energía Solar 69 4.2.6 Energía del Mar 70 4.2.7 Comentarios a las ERNC en Chile 70 Glosario 72 Siglas 76 Unidades 77 Bibliografía 78 Anexo Normas Chilenas Relativas a ERNC 80
  • 5.
    PRESENTACIÓN Las necesidades deenergía en el mundo de hoy, obligan a mantenerse permanentemente actualizado acerca de las tendencias y aplicaciones en la búsqueda de nuevas fuentes que aseguren el suministro energético del planeta. En los albores del siglo XXI, la sociedad ha desarrollado una fuerte conciencia de que la solución al problema del agotamiento de los combustibles fósiles y los impactos ambientales asociados a su uso, requiere de los esfuerzos conjuntos de diversos actores: comunidad, empresarios, autoridades, centros de investigación y ONGs, entre otros. Por ello, los países desarrollados han optado por el fomento y expansión de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC) como uno de los pilares fundamentales para disminuir la dependencia energética de los combustibles fósiles y, a su vez, cumplir con sus cuotas de reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, suscritas en el Protocolo de Kyoto. Bajo estas obligaciones, las empresas generadoras de electricidad tienen un rol relevante en el desarrollo de nuevos emprendimientos que reduzcan l a dependencia de combustibles como el carbón y el petróleo, y que -al mismo tiempo- implique un aumento en el uso de fuentes renovables no convencionales, como la mini hidráulica, eólica, biomasa, geotermia, solar, entre otras. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página
  • 6.
    Endesa Chile, através de su filial Endesa Eco, busca promover y desarrollar proyectos de energías renovables y además actuar como depositaria y comercializadora de los Certificados de Reducción de Emisiones (CER, por su sigla en inglés) de gases de efecto invernadero, que se obtengan de sus proyectos que sean calificados dentro del mecanismo de flexibilidad que establece el protocolo de Kyoto (Cambio Climático), conocido como “Mecanismo de Desarrollo Limpio” (MDL). Con esta iniciativa, Endesa Chile pone en práctica los principios de su política ambiental en cuanto a integrar la gestión ambiental y el concepto de desarrollo sostenible en la estrategia corporativa de la empresa, utilizar racionalmente los recursos naturales y, en especial, potenciar el uso de energías renovables y la investigación y el desarrollo de tecnologías más limpias y eficientes. Es en este contexto que me complace presentar esta publicación, fruto del trabajo dedicado de su autor, Wilfredo Jara, ingeniero civil mecánico de la Universidad de Santiago de Chile, tanto en el ámbito académico como profesional en su labor como Gerente General de Endesa Eco y Gerente de Medio Ambiente y Desarrollo Sostenible de Endesa Chile. El texto pretende constituirse en un manual introductorio para todo aquél que desee adquirir los conocimientos básicos sobre las ERNC, una visión en el contexto global y regional, las principales tecnologías aplicadas en los países desarrollados, los instrumentos legales y administrativos aplicados para su fomento y un análisis del estado actual y potencial de desarrollo de las energías renovables en los países donde Endesa Chile opera y controla empresas de generación eléctrica en Sudamérica, así como Endesa en España. Les invito a recorrer las siguientes páginas del libro, las que no pretenden sino poner a disposición del lector una publicación técnica, basada en la experiencia de Endesa Chile como pionera en la región en la búsqueda de alternativas más limpias, sustentables y respetuosas del medio ambiente en el que se insertan sus actividades. Esperamos firmemente seguir sumando esfuerzos para estimular estas y otras iniciativas para el estudio y el desarrollo de emprendimientos basados en las ERNC, de manera de ser un aporte real a la diversificación de la matriz energética en Chile y la región. Rafael Mateo Alcalá Gerente General Endesa Chile
  • 7.
    El modelo actualde desarrollo se ha basado históricamente en el uso y explotación de los recursos energéticos de origen fósil. Estos combustibles han suministrado las fuentes energéticas del desarrollo económico del planeta, de manera intensiva desde el nacimiento de la Revolución Industrial hasta nuestros días. Este acelerado desarrollo, sin embargo, también ha generado voces de alerta sobre los impactos ambientales que genera la explotación de los recursos que, por su lenta velocidad de regeneración respecto de su explotación, son clasificados como no renovables (capital energético). Los impactos ambientales que estos combustibles generan (cambio climático, lluvia ácida, capa de ozono, smog), ha obligado a la comunidad internacional a buscar un nuevo modelo de desarrollo (Desarrollo Sostenible), sin comprometer las necesidades de las futuras generaciones. A lo anterior se suma la creciente incertidumbre respecto del suministro de combustibles fósiles, por el constante clima de tensión en los países productores de petróleo, y a nivel local, la necesidad de una diversificación de la matriz energética en la región y en el país, que permita sobrellevar de mejor manera los problemas coyunturales como es el caso de la reducción del suministro de gas natural desde Argentina hacia Chile. En este ámbito, los países desarrollados, en especial, la Unión Europea han sido los pioneros en la búsqueda de nuevas alternativas de suministro energético, en la medida que tanto los instrumentos administrativos y PREFACIO Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página
  • 8.
    reglamentarios, así comolas condiciones del mercado permiten la entrada de nuevos emprendimientos energéticos basados en fuentes no renovables no convencionales. Otra opción que poco a poco deja atrás los fantasmas del accidente en Chernobyl, es la nuclear, la que aún genera temores y aprehensiones por el riesgo que su utilización generaría. Por ello, las Energías Renovables No Convencionales (ERNC) aparecen como una opción limpia, segura y sobre todo inagotable (ingreso energético). En Chile, este desarrollo es aún incipiente, con diversas iniciativas principalmente privadas que buscan aprovechar los instrumentos reglamentarios existentes. No obstante, deben competir en un mercado basado en el uso de la energía hidráulica a gran escala y la termoeléctrica a carbón, gas natural y petróleo, principalmente. A su vez, los centros de estudios superiores y de investigación adquieren un rol preponderante en la formación de profesionales capacitados y en el estudio del potencial de las diversas fuentes energéticas en una región determinada. Esta publicación está basada en el material docente del autor, en sus cursos de pre y post grado que dicta en universidades chilenas, y en la experiencia de Endesa, Endesa Chile e Ingendesa en estas materias. El texto está dividido en cuatro capítulos: el primero, a modo de introducción, sitúa al lector en el contexto general a nivel global y local sobre la materia. El segundo capítulo aborda el marco conceptual, haciendo un recorrido por las principales implicancias del uso de los recursos energéticos en el medio ambiente y una descripción más detallada de las diversas alternativas del uso de las energías renovables no convencionales. Se incluyen ejemplos e ilustraciones de las instalaciones existentes en distintos puntos del planeta. En el tercer capítulo se analizan y detallan los diversos instrumentos para el fomento de las ERNC en los países desarrollados, tales como reglamentos, subsidios y certificaciones, principalmente, en Estados Unidos y la Unión Europea. Finalmente, en el capítulo cuatro se presenta una mirada a la situación de las ERNC en Chile, los instrumentos de fomento existentes y el estado actual de las iniciativas con energías renovables. Como complemento se incluye en anexo, el listado de Normas Chilenas Oficiales relativas a las ERNC y un glosario de los términos y las siglas utilizadas en el texto. De esta forma, se invita al lector a recorrer estas páginas, ya sea como texto de consulta o como una herramienta que se constituya en el punto de partida para la especialización en una o más áreas de las ERNC. Cualquiera sea el caso, espero que el objetivo de esta publicación responda a las expectativas de quienes lo lean, en especial, aquellos que están decididamente comprometidos con la temática ambiental, como lo es Endesa Chile, la cual no dudó en auspiciar la publicación de este texto. Vaya para ella mi más sentido agradecimiento. Wilfredo Jara Tirapegui Gerente General Endesa Eco
  • 9.
    Introducción a lasEnergías Renovables no Convencionales (ERNC) Página
  • 10.
    1. INTRODUCCIÓN Hace alrededorde 250 años, la población mundial era relativamente pequeña y la tecnología, tal como hoy la concebimos, prácticamente inexistente. Cualquier alteración del medio ambiente causada por las personas era local y –generalmente- absorbida por la propia naturaleza. No obstante, en los últimos dos siglos se han producido cuatro hechos que han alterado el medio ambiente, superando esa capacidad de asimilación. Primero, un crecimiento explosivo de la población, lo que ha creado enormes presiones ambientales, seguido –en segundo lugar- de nuevos procesos industriales, por lo general en los países más desarrollados, que alteran el entorno con sus desechos. Tercero, dicho crecimiento poblacional y la industrialización han generado el fenómeno de la urbanización, el movimiento de personas que migran de pequeños asentamientos a ciudades y pueblos, lo que intensifica los problemas ambientales en razón del aumento de la densidad, tanto de las personas como de las industrias. Finalmente, y como cuarto punto, se ha producido también un incremento explosivo en el uso de la energía, lo que ha acentuado aún más la tensión ambiental. El desarrollo de la humanidad ha estado estrechamente ligado a la utilización de la energía. El aprovechamiento del fuego o el viento han marcado hitos importantes en ese devenir. Un hecho trascendente fue la Revolución Industrial (siglos XVIII y XIX), relacionada en sus inicios al uso del carbón. Dentro de este proceso evolutivo, el empleo masivo del petróleo nos ha traído comodidad, que hoy caracteriza a las sociedades más desarrolladas. Pero, ¿no nos estaremos encaminando al final de la era del petróleo? Al menos, eso es lo que indican los futuristas. Podríamos hablar de la llegada del período “post fósil”, donde el abastecimiento de energía será factible con energías no fósiles, donde las renovables son una clara alternativa. No obstante, para que dicha institución sea significativa es necesario trabajar firme desde ahora. El consumo de energía, en cantidades significativas y además crecientes, es uno de los hechos que -en mayor medida- contribuyen a configurar la actual forma de vida de una parte importante de nuestro mundo, y define el esquema económico en el que nos desenvolvemos. Se puede asegurar que nuestra sociedad, comparada con la de hace pocas décadas, es cada vez más intensiva en el uso de energía y parece que esta tendencia continuará en el futuro. Así, la transformación y el uso de la energía representan el origen de una fracción importante de los problemas ambientales, en especial, el uso de combustibles fósiles (carbón, petróleo, gas natural, entre otros), que nos afectan, tanto en el ámbito local, regional y global. De estos últimos sólo hemos ido tomando conciencia en las últimas décadas, al comenzar a asumir que ha aumentado considerablemente la densidad Figura 1 ...En el ocaso de la era del petróleo? Introducción Página
  • 11.
    demográfica a nivelmundial, donde todos vivimos en una “aldea global” con problemáticas severas, como el cambio climático, el adelgazamiento de la capa de ozono, la mala calidad del aire urbano, la lluvia ácida, el smog fotoquímico, entre otros fenómenos antes totalmente desconocidos. En ese contexto es que las nuevas tecnologías para aprovechar las energías renovables se erigen como una opción real y necesaria. Ello, a pesar de que los esfuerzos económicos destinados a su desarrollo llevan poco más de un par de décadas y –por cierto- son muy menores a los invertidos en otro tipo de energías. En la figura 2 se puede observar la gran brecha que existe en el consumo mundial de la energía convencional, respecto de las Energías Renovables No Convencionales (ERNC), donde la proporción es cercana a 1/100. Total energía primaria: 410 EJ/año ERNC: 4 EJ/año En Chile, las ERNC tienen una participación marginal, donde existe sólo un parque eólico (2 MW) en el sistema aislado de Aysén y algunas pequeñas centrales hidráulicas y de biomasa en las redes. En tanto, la figura 3 da cuenta de la situación de la potencia instalada de ERNC en Chile, donde se ha incluido la energía hidráulica sin limitaciones. En ella, se muestra el consumo bruto de energía primaria en Chile a 2004. ERNC Nuclear Hidráulica Carbón Petróleo Gas Biomasa Eólica Biocombustibles Solartérmica Geotérmica Figura 2 Las ERNC a nivel mundial, una pequeña parte de la energía primaria, pero en crecimiento. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 10
  • 12.
    Las energías convencionalesque se utilizan para la generación eléctrica a gran escala presentan procesos tecnológicos consolidados, basados principalmente en el uso de combustibles fósiles, en ocasiones asociados a impactos negativos sobre el medio ambiente. La gran demanda mundial de energía permitió el rápido desarrollo del mercado energético. Afortunadamente, en Chile y -en especial- en su Sistema Interconectado Central (SIC), las centrales hidroeléctricas tienen una participación relevante (59%) como se ilustra en la figura 5. Renovables Térmica* Sistema Hidráulica Eólica Biomasa MW % MW % MW % MW % SING 13 0,4 0 0 0 0 3.620 99,6 SIC 4.619 59 0 0 153 2 3.108 39 Aysén 17 50 2 6 0 0 15 44 Magallanes 0 0 0 0 0 0 78 100 Total 4.649 40 2 0,0 153 1,3 6.822 58,7 • Arica • Iquique • Antofagasta • La Serena • Santiago • Concepción • Puerto Montt • Puerto Aysén • Punta Arenas • Valparaíso Figura 3. Sistemas eléctricos de Chile, potencia instalada a diciembre de 2004. Fuente: Comisión Nacional de Energía. SING = Sistema Interconectado del Norte Grande SIC = Sistema Interconectado Central *Descontado biomasa Figura 4. Consumo bruto de energía primaria en Chile a 2004. Figura 5. Capacidad Instalada en el SIC, según tipo de combustible diciembre 2004. A diferencia de las anteriores, las ERNC corresponden a energías provenientes exclusivamente del aprovechamiento de recursos naturales renovables. Su desarrollo tecnológico es todavía incipiente y utiliza mecanismos de generación con escaso impacto ambiental. Su participación y penetración en el mercado mundial, especialmente en la generación de electricidad, está supeditada al nivel de crecimiento de los países, con directa relación a los avances de la tecnología y económicos que posean. Petróleo crudo Carbón Leña y otros Hidroelectricidad Gas Natural Gas Natural Carbón Biomasa Petróleo Hidroelectricidad Introducción Página 11
  • 13.
    En suma, resultaevidente que las actividades humanas relacionadas con el uso de la energía, tienen un impacto en el medio ambiente. Por ello, en los últimos años se ha acrecentado la idea de la necesidad de un cambio del modelo de desarrollo de la sociedad. De las concepciones “conservacionistas”, dogmáticas y de fuerte connotación inmovilista, se ha pasado a la filosofía del “desarrollo sostenible”, lo que supone una aceptación del proceso de desarrollo, pero -a la vez- requiere un fuerte cambio en los criterios de decisión y en los modos de actuación, así como en el aprovechamiento y la gestión de los recursos naturales. Ello, tanto en el ámbito de las actuaciones públicas como privadas. Finalmente, el presente documento entrega un marco conceptual de las distintas tecnologías relacionadas con las ERNC, su estatus en el mundo y una focalización especial a la situación en Chile, donde ya las autoridades están dando señales claras de apostar por este tipo de energía, tales como las modificaciones a la Ley Eléctrica, el fondo concursable de la Corporación de Fomento de la Producción (CORFO) para promover proyectos de generación de energía a partir de fuentes renovables, el Programa de Eficiencia energética, por mencionar algunos ejemplos. De igual forma, el sector privado ha dado curso a iniciativas concretas en el fomento y desarrollo futuro de las ERNC en el país. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 12
  • 14.
    2. MARCO CONCEPTUAL 2.1 Energía y Medio Ambiente Las fuentes de energía explotadas en el mundo son fundamentalmente no renovables y su generación se realiza en su mayoría a través de procesos contaminantes. Por ello, las principales medidas ambientales concernientes al sector energético se han centrado en dos ámbitos: el fomento de prácticas encaminadas a lograr el mayor grado de ahorro y de eficiencia energética, y el apoyo a la generación de energía mediante fuentes alternativas menos alteradoras del entorno. El modelo económico y productivo dominante está asociado a un consumo energético creciente. Actualmente, el 75% de la energía que se utiliza procede de combustibles fósiles, cuya combustión produce grandes cantidades de contaminantes (CO2 , NOx , SO2 , material particulado, metales pesados, etc.), lo que genera una amenaza de carácter ambiental: cambio climático, adelgazamiento de la capa de ozono, deterioro de la calidad del aire urbano, la lluvia ácida, el smog fotoquímico, etc. De esta forma, siempre que se tenga un proceso que utilice combustibles de origen fósil, se tendrá como productos, además de lo útil (calor), elementos contaminantes (ver figura 6). Ejemplos típicos de esta situación se presentan en la calefacción (NOx , SO2 , hollines), tráfico vehicular (NOx, CO, COV, material particulado), industria (NOx , SO2 , otros de procesos), generación termoeléctrica (CO2 , NOx , SO2 , otros). De esta forma, en el contexto ambiental, surgen las energías renovables como respuesta a la demanda social para reducir las emisiones de CO2 y otros contaminantes de acción directa. En la actualidad, se avanza en la penetración de las energías renovables en la generación de electricidad, pues su transformación es posible en la mayoría de las alternativas renovables. En los países menos desarrollados, para ciertas comunidades aisladas, a veces no existe otra opción de generación de electricidad que las renovables, como es la situación de Chile a través del programa de electrificación rural del gobierno (mayores antecedentes en el sitio Web www.cne.cl, Programa de Electrificación Rural, PER). En la medida que las energías renovables penetren en el esquema de producción de electricidad, podremos evitar o reducir el consumo de otras fuentes, que global o puntualmente son potenciales contaminantes. Sin embargo, la penetración de las energías renovables es difícil por razones económicas, ya que su costo final, en general, es superior al correspondiente a las energías convencionales. Esta barrera la han solucionado los gobiernos de los países industrializados, a través de incentivos específicos al desarrollo y fomento de las ERNC. Figura 6. Proceso de combustión. Aire (O2 + N2 + ...) Productos 02 ; N2 ; H2 ; CO; NOX ; SOX ; HN; CM ; ... Calor Combustible (Hx Cy + ...) CÁMARA DE COMBUSTIÓN (Temperatura alta) Marco Conceptual Página 13
  • 15.
    2.2 Energías Renovables No Convencionales (ERNC) Las energías renovables se caracterizan porque, en sus procesos de transformación y aprovechamiento en energía útil, no se consumen ni se agotan en una escala humana de tiempo. Entre estas fuentes están: la hidráulica, la solar (térmica y fotovoltaica), la eólica y la de los océanos. Además, dependiendo de su forma de explotación, también pueden ser catalogadas como renovables aquellas provenientes de la biomasa y de fuentes geotérmicas. Su lento desarrollo se debe principalmente a la estacionalidad de su utilización y al alto grado de estudios requeridos, tanto para implementarlas como para almacenarlas, lo que se traduce en la práctica que satisfagan un porcentaje bajo (alrededor del 10%) de los requerimientos energéticos mundiales. Dependiendo de su forma de aprovechamiento, las ERNC pueden generar impactos ambientales significativamente inferiores que las fuentes convencionales de energía. Además, las ERNC pueden contribuir a los objetivos de seguridad de suministro y sostenibilidad ambiental de las políticas energéticas. La magnitud de dicha contribución y la viabilidad económica de su implantación, dependen de elementos particulares en cada país, tales como el potencial explotable de los recursos renovables, su localización geográfica y las características de los mercados energéticos en los cuales competirán. A continuación se presenta un resumen de las tecnologías relacionadas con el desarrollo de las ERNC. 2.2.1 Energía Hidráulica La energía del agua en movimiento, en ríos u otros cauces es muy antigua, se remonta a épocas anteriores a la era cristiana, donde su principal uso era la molienda de granos, martillos para trabajos metalúrgicos o transporte de mercancías mediante barcazas. Lo anterior contribuyó al desarrollo económico e industrial de muchos países, desde la Edad Media hasta la Revolución Industrial. La utilización de la energía hidráulica para generación de electricidad se inició hace más de un siglo. En un curso de agua, la energía que ésta posee y puede entregar para otros usos, se compone de un salto (energía potencial respecto de un nivel de referencia) y un caudal (energía de movimiento o cinética). De esta forma, se puede expresar la potencia hidráulica como: Central Los Molles, Chile. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 14
  • 16.
    Figura 7. Esquema deuna Central Hidroeléctrica (turbinas del tipo Pelton). Potencia hidráulica = Q Hn Donde, : Peso específico del agua (1.000 kg/m3 ) Q : Caudal de agua (m3 /s) Hn: Altura neta (m) pérdidas Válvula de Protección Generador Hn Hb Tubería Turbina Transformador Embalse Tubería forzada generador, del transformador). Hoy la tecnología permite obtener rendimientos altos del conjunto (superiores al 85%), y bastante superiores a los rendimientos de las plantas térmicas, para igual potencia. En atención a que los saltos disponibles y caudales varían según las condiciones geográficas, existen diferentes tipos de turbinas que se acomodan mejor a unas determinadas combinaciones de altura y caudal, para obtener las mejores eficiencias. Industrialmente, los tipos de turbinas que se utilizan corresponden a: b Turbinas Pelton: Grandes alturas, pequeños caudales. b Turbinas Francis: Condiciones medias de altura y caudal. b Turbinas Kaplan (Hélice): Pequeñas alturas y grandes caudales. En la medida que el agua situada en una posición pierde altura, gana velocidad. La disminución de la energía potencial se transforma en energía cinética, salvo las pérdidas debido a los rozamientos en los conductos. El agua, con su potencia hidráulica disponible, pasa por una turbina, la cual la transforma en potencia mecánica y ésta a través de un generador, es transformada en potencia eléctrica. Desde ahí pasa a los transformadores, para luego iniciar su viaje a los centros de consumo. En cada uno de estos procesos de transformación existen pérdidas, con lo cual está asociado el concepto de rendimiento (de la turbina, del Válvula de protección turbina Página 15Marco Conceptual
  • 17.
    Vista en perspectivade una turbina Francis Sección transversal de una turbina Kaplan de doble regulación La energía hidráulica es un sistema de generación que puede almacenar energía, como es el caso de las centrales de embalse; sin embargo, para otras condiciones del recurso no es posible almacenar el agua, como es el caso de las centrales de pasada. Por ser la energía hidráulica la de mayor desarrollo en la mayoría de los países, se asume que el lector está familiarizado con este tipo de instalación, de manera que no se entregarán mayores antecedentes técnicos al respecto. Aspectos Ambientales En relación con los aspectos ambientales de las centrales hidroeléctricas, los impactos que las actividades pueden generar en el medio ambiente se presentan en las etapas de construcción y operación de las instalaciones. Su prevención, mitigación y compensación se logra con el estricto cumplimiento de las normativas ambientales establecidas para cada caso en cada país y con el cumplimiento de los compromisos ambientales exigidos en las Resoluciones Ambientales que autorizan la construcción de cada proyecto y su posterior operación. Las acciones emprendidas para prevenir, mitigar, y compensar los impactos obedecen, en la mayoría de los casos, a la aplicación de Planes de Manejo Ambiental aprobados por la autoridad competente. Durante la fase de construcción de una central hidroeléctrica se producen impactos positivos y negativos sobre los medios físico, biológico y social del ambiente. Entre las principales actividades de construcción que pueden ocasionar impactos sobre estos medios destacan: b Movimientos de tierra para la construcción de vías de acceso, instalaciones, campamentos temporales y otros. b Remoción de la vegetación existente para instalar la infraestructura o previo a la inundación para crear el embalse. b Intervención de cursos de agua, con modificación temporal de los flujos y la calidad de las mismas. b Construcción de obras permanentes como presas, edificios o estructuras de transmisión de electricidad. Estas actividades producen las siguientes alteraciones en el medio ambiente: b Modificación temporal o permanente de los hábitats de la fauna terrestre y acuática. b Contaminación temporal del aire por aumento de las partículas en suspensión y de los gases de combustión (CO, CO2 , SO2 ) por el movimiento de la maquinaria utilizada en la construcción. Figura 8. Esquema de turbinas Francis y Kaplan. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 16
  • 18.
    b Afectación de gruposhumanos en su propiedad y en sus costumbres. b Generación de fuentes de trabajo y activación de la economía local. Durante la operación de las instalaciones hidroeléctricas se pueden producir impactos ambientales, tales como: b Modificación de los ambientes acuáticos que afectan a la fauna asociada. b Variación de la calidad del agua por sedimentación en los embalses. b Variación de los flujos de agua que pueden ocasionar problemas de erosión de riberas. La Energía Minihidráulica Frente a lo presentado precedentemente, se puede pensar en instalaciones de pequeña escala (minicentrales) que no requieren grandes instalaciones y -por ende- su impacto ambiental es mínimo. No existe un criterio único para definir el rango de las minicentrales, en algunos países son hasta 5 MW, en otros 10 MW. Más bien se rigen por las regulaciones que imponen las autoridades a las ERNC, en especial relativas a incentivos económicos. Las tendencias hacia la aplicación de las minicentrales pueden considerar tres tipos de diseño: b Central de pasada, que deriva una parte del caudal que pasa por el río para ser turbinado en la central y luego la devuelve en otro punto, aguas abajo del río. b Central de canal de riego o de abastecimiento, es la que se instala aprovechando los desniveles existentes en las infraestructuras de regadío o de abastecimiento de aguas para otras necesidades. b Central de pie de presa es la que aprovecha el salto que origina el embalse ya existente y que está dedicado a cubrir otras necesidades distintas a la generación eléctrica (por ejemplo, embalses para riego). También la energía minihidráulica puede ser una buena alternativa de suministro de electricidad en comunidades aisladas de los países en desarrollo. Además, las minihidráulicas pueden proporcionar varios otros servicios a las comunidades que favorezcan su desarrollo social y económico. Es el caso del suministro de agua para usos sanitarios o para la agricultura. 2.2.2 Energía Eólica El aprovechamiento de la energía del viento por el ser humano forma parte de las primeras civilizaciones. La navegación a vela y los molinos para la molienda de grano son algunas aplicaciones pretéritas. En épocas más recientes, fueron útiles para otros fines, como es el caso de Holanda, donde gracias a los molinos de viento se bombeó el agua que permitió ganarle terreno al mar y donde hoy vive una parte importante de la población de ese país. La energía cinética del v iento puede transformarse en energía útil, tanto mecánica Minicentral Hidráulica, Fundación Huinay, X Región. Página 17Marco Conceptual
  • 19.
    como eléctrica. Laenergía eólica, transformada en energía mecánica ha sido históricamente aprovechada, pero su uso para la generación de energía eléctrica es más reciente. Existen aplicaciones de mayor escala desde mediados de los `70 en respuesta a la crisis del petróleo y a los impactos ambientales derivados del uso de combustibles fósiles. Desde hace un poco más de un par de décadas se ha utilizado la energía eólica como fuente de generación eléctrica. Primero en Estados Unidos, aprovechando ventajas fiscales (gobierno de Carter), la especial receptividad de California a este tipo de energía y la existencia de vientos regulares, se instalaron numerosos aerogeneradores conectados a las redes eléctricas. Luego siguió la Unión Europea, la cual hoy se alza como el primer productor de electricidad de origen eólico (ver figura 9). Por otro lado, en la India ha habido un fuerte desarrollo en los últimos años. A nivel mundial, el uso de la energía eólica ha crecido aceleradamente como se ilustra en la figura 10, donde se destaca que al cierre de 2005, se registraban 59.206 MW de potencia eólica instalada. Este crecimiento parece que no parará, pues estudios indican que hacia 2020 la energía eólica sumará más de 1.000.000 MW instalados. 7.470 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 9.659 13.692 18.041 24.340 31.167 39.295 47.616 59.206 El recurso eólico El viento es un fenómeno que se presenta en casi todas las zonas de la Tierra, pero su intensidad y regularidad es variable. En primer lugar, existe un esquema general de circulación de aire en la superficie terrestre, en que en cada hemisferio aparecen dos franjas de viento frecuentes, una de latitudes bajas, vientos alisios, y otra en latitudes por encima del paralelo 40°, separadas por otras de calma persistentes. La zona ecuatorial es un área de baja circulación horizontal de aire. Por otro lado, los accidentes geográficos condicionan la circulación de vientos regionales o locales. Como antecedentes, cabe señalar que las costas son áreas que frecuentemente disponen de vientos suaves, brisas marinas y terrestres; los estrechos de comunicación entre dos mares son caminos para vientos fuertes; los valles de los ríos encauzan corrientes de aire paralelas a las aguas; los pasos en algunas zonas montañosas pueden ser puntos de vientos; y que el calentamiento solar diferencial entre una llanura y una montaña puede dar lugar a un viento local de efecto ladera. Figura 10. Energía eólica mundial, crecimiento de la capacidad instalada (MW). Europa Figura 9. Energía eólica por continente, total mundial 59.206 MW. África América Asia Oceanía Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 18
  • 20.
    Cuadro 1. Fuente: WindpowerMonthly News Magazine, April 2006. Capacidad instalada de energía eólica al término de 2005 País Capacidad total instalada a fin de 2005 (MW) Alemania 18.427,0 España 10.028,0 EE.UU. 9.142,0 India 4.434,0 Dinamarca 3.127,0 Italia 1.717,0 Reino Unido 1.342,0 China 1.260,0 Holanda 1.219,0 Japón 1.150,0 Portugal 1.024,0 Austria 819,0 Francia 770,0 Australia 746,0 Canadá 684,0 Grecia 573,0 Irlanda 525,0 Suecia 492,0 Noruega 281,0 Nueva Zelanda 168,0 Egipto 145,0 Corea del Sur 119,0 Bélgica 118,0 Taiwán 106,0 Finlandia 83,0 Costa Rica 71,0 Ucrania 70,0 Marruecos 64,0 Polonia 58,0 Países del Caribe 55,0 Brasil 48,0 Luxemburgo 35,0 Estonia 32,0 República Checa 28,0 Argentina 26,0 Letonia 25,0 Filipinas 25,0 Turquía 20,0 Colombia 20,0 Túnez 20,0 Islas del Pacífico 15,0 Hungría 14,0 Suiza 12,0 Irán 11,0 Israel 8,0 Rusia 7,0 Lituania 6,0 Croacia 6,0 Eslovaquia 5,0 Cuba 5,0 México 5,0 Sudáfrica 3,0 Sri Lanka 3,0 Cabo Verde 3,0 Chile 2,0 Jordania 2,0 Rumania 1,0 Bulgaria 1,0 Bangladesh 1,0 Total mundial año 2005 59.206,0 Total mundial año 2004 47.574,0 Crecimiento 2004 - 2005 24,5% Página 19Marco Conceptual
  • 21.
    En el desarrolloactual de la energía eólica y el diseño de aerogeneradores, se consideran áreas de interés aquellas que presentan velocidades medias del viento por encima de los 6 m/s, a las que corresponden factores de utilización de la instalación de una 2.000 horas/año equivalentes a plena carga. También existen zonas que llegan a valores de hasta 12 m/s de velocidad media, con más de 4.000 horas/año de utilización equivalente a plena carga. Además, para establecer estas correlaciones y conocer el verdadero potencial energético, es importante la curva de distribución de frecuencias que mide la regularidad de los vientos. Esto conlleva a que se requieran exhaustivas mediciones, por lo menos un año de monitoreo a distintas alturas del suelo (por ejemplo, 40, 50 y 60 metros) como condición previa para el desarrollo de proyectos destinados a su aprovechamiento. Los monitoreos permiten definir histogramas con las frecuencias de los vientos en una determinada zona (ver figura 11), para luego establecer una curva de distribución. 0 Velocidad viento (m/s) 2,5 (%) 0 0 0 6,1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8,2 10 9,69,6 10,3 11 10,4 8,3 6 3,7 1,8 1 0,50,30,1 12 13 14 15 16 17 18 19 Figura 11. Histograma de velocidades medias horarias. Otro aspecto relevante del recurso eólico es el conocimiento del comportamiento direccional del viento, para lo cual se utiliza la rosa de vientos, donde se agrupan los datos medidos por sectores de dirección (ver figura 12). El conocimiento del comportamiento direccional del viento es útil especialmente cuando se va a instalar más de un aerogenerador, ya que la estela que provoca un aerogenerador da lugar a una deceleración del flujo de viento que afecta al resto de aerogeneradores que funcionen en la estela del primero. 2 4 6 8 10 12 14 16 18 N(360) NNE NE(45) ENE E(90) ESE SE(135) SSESSW S(180) SW(225) WSW W(270) WNW NW(315) NNW 0,5-2 m/s 2-4 m/s 4-6 m/s 6-8 m/s 8 m/s Figura 12. Rosa de Vientos. Diseño de Aerogeneradores La energía eólica disponible en una determinada zona es función de la velocidad (V), del área (A) barrida por las palas del molino y de la densidad ( ) del aire. De esta forma, y aplicando los principios de la física (mecánica) clásica, se obtiene la expresión teórica de la potencia disponible: Potencia = 0,5 A V3 Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 20
  • 22.
    En la práctica,la potencia que se obtiene en el aerogenerador es menor que la obtenida con la expresión teórica indicada precedentemente, donde influye directamente el diseño del aerogenerador, alcanzando un valor máximo de 0,59 de la potencia teórica. Actualmente, los aerogeneradores se diseñan con su eje horizontal, diseño más usual, pero también existen los de eje vertical. En las figuras 13 a 15 se presentan distintas disposiciones de instalaciones eólicas. Figura 13. Molino típico para bombeo de agua. Figura 14. Aerogenerador eje horizontal. Figura 15. Aerogeneradores de eje vertical (Savonius - Darrieus). Página 21Marco Conceptual
  • 23.
    Asimismo, también sepueden encontrar instalaciones offshore (fuera de la costa, mar adentro) y esta tendencia seguirá en aumento. Figura 16. Instalación de aerogeneradores offshore (mar adentro). En relación con la producción de energía eléctrica, los diseños más utilizados corresponden a los aerogeneradores de eje horizontal de tres palas. Éstos se diseñan para funcionar, en general, en un rango de velocidades de viento entre 4 y 25 m/s. Las velocidades bajo el límite inferior no permiten energía útil y las que están sobre el límite superior (velocidad de corte), se evitan por razones de seguridad estructural del equipo. El desarrollo que ha tenido la tecnología para el aprovechamiento eólico, en especial, para la generación de energía eléctrica, ha sido impresionante. Hace sólo algunos años no se fabricaban aerogeneradores que sobrepasaran 1 MW de potencia. Hoy ya se puede encontrar aerogeneradores con potencia mayor a 4 MW (ver figura 17). En la figura 18 se puede observar el estado del arte de la tecnología, donde se presentan las relaciones entre la capacidad (MW) del aerogenerador, diámetro de rotor (aspas o palas) y la altura de torre. Figura 17. Aerogenerador de más de 4 MW de capacidad. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 22
  • 24.
    En la generaciónde electricidad, y luego de haber completado los estudios de las condiciones eólicas del lugar, es importante conocer el comportamiento de la potencia del aerogenerador seleccionado para las características de la zona en estudio (ver figura 19). Con la velocidad de viento en la curva del aerogenerador, se obtiene la potencia. Con el histograma del estudio de vientos y su curva de distribución, se determina -para esa velocidad- cuál es su frecuencia, por lo que es posible conocer las horas al año que se dispone de esa velocidad. 160 m 120 m Mt.Tom 250 KW Capacidad: 50 KW 250 KW 660 KW 1000 KW 2000 KW 3600 KW 4500 KW Diámetro Rotor: 14 m 24.4 m 47 m 60 m 80 m 104 m 114 m Altura Torre: 25 m 30 m 50 m 70 m 70 m 74 m 124 m 127,36m Hull Vestas V-47 660 KW Horns Rev Vestas 2 MW Arklow Bay GE Wind 3.6 MW East Frisia Enercon 4.5 MW Torre Entel, Chile 80 m 40 m Figura 18. Comparación entre capacidad, diámetro rotor y altura de torre. Velocidad viento (m/s) Potencia(kW) Generador de 900 kW 0 0 200 400 600 800 1.000 1.200 1.400 1.600 1.800 2.000 5 10 15 20 Generador de 1,65 MW Figura 19. Curvas típica de potencia de aerogeneradores. Aspectos ambientales La energía eólica es una opción limpia, pero la instalación de un parque (granja eólica) puede producir un impacto ambiental que es necesario evaluar de acuerdo a las condiciones del entorno, tanto físico, biológico y social, de manera de introducir oportunamente las medidas de mitigación. Entre ellos destacan: b La realización de obras civiles, en especial, la apertura de caminos que puede ser causa de futura erosión. Este aspecto es importante en los terrenos con insuficiente vegetación propia que proteja el suelo. Se debe ser cuidadoso en el desarrollo de las obras, disponer de adecuados sistemas de drenaje y restaurar la vegetación donde sea posible. b Incidencia sobre la población de aves migratorias. Se requiere conocer las costumbres de éstas (vías de desplazamiento), a fin de no ubicar líneas de aerogeneradores en sus pasos habituales, ya que pueden dar lugar a accidentes y muertes de aves. Página 23Marco Conceptual
  • 25.
    2.2.3 Energía Geotérmica Los recursosgeotérmicos constituyen la energía derivada del calor que se extrae a través de los fluidos geotérmicos que surgen de procesos naturales o artificiales de acumulación y calentamiento del subsuelo. Las áreas con mayores recursos geotérmicos accesibles son aquellas en que el magma está muy cerca de la superficie terrestre, con zonas de corteza terrestre delgada o fracturada (Anillo de Fuego). En Sudamérica es originado por el choque de la Placa de Nazca con la Placa Sudamericana (ver figura 20). Placa de Norte América Placa Escocesa Placa Euroasiática Placa Filipina Placa Australiana Placa Juan de Fuca Placa Pacífica Anillo de Fuego Placa Euroasiática Placa India Placa ArábigaPlaca Africana Placa Sudamericana Placa de Nazca Placa de Cocos Placa Caribeña Figura 20. Distribución mundial de volcanes y placas. b En algunas localidades preocupa el ruido producido por los aerogeneradores. Si bien éste no es intenso, la ubicación de las máquinas cerca de viviendas puede resultar molesta. b Por último, una situación más controvertida, guarda relación con el impacto visual de los parques eólicos. No es una situación que incida de forma general, pero algunos sectores de la sociedad pueden mostrarse contrarios a los parques eólicos por esa razón. Dentro de este aspecto se tiene el fenómeno de la sombra titilante (efecto shadow flicker), el que se produce por el paso de la luz solar a través de las aspas del aerogenerador. De esta forma, es conveniente cuidar todos los detalles: no ubicar las instalaciones muy próximas creando pantallas visuales, alejarse de los lugares de gran interés paisajístico o de ciertas carreteras, disponer de columnas en vez de torres de celosía, por mencionar algunos. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 24
  • 26.
    Figura 21. Reservorio geotérmico. Lareserva geotérmica se forma en rocas porosas y permeables ubicadas bajo una capa de roca impermeable que atrapan el agua caliente y vapor en ascenso (ver figura 21). L as f uentes geotér micas, según sus características y magnitud calórica, pueden ser aprovechadas no sólo para generar electricidad (alta entalpía), sino que también para usos directos del calor (baja entalpía). Las fuentes termales se aprovechan para fines medicinales y de recreación y como instrumento de cocción durante varios siglos. Hay registros históricos respecto de su uso de más de dos mil años en China y existen ruinas romanas relacionadas con el aprovechamiento termal desde Siria hasta Inglaterra, doscientos años Antes de Cristo. La primera aplicación termal para calefacción residencial se desarrolló en Francia en el siglo XIV, pero fue en 1904 en Larderello, Italia, que pudo encenderse la primera ampolleta, transformando el calor de la tierra en electricidad. Desde esa fecha hasta nuestros días, los avances de la tecnología de los materiales y el mayor conocimiento geo- científico han permitido un importante avance en el desarrollo de la geotermia como fuente de electricidad. La geotermia aprovecha el calor y el agua que se han concentrado en ciertos sitios del subsuelo conocidos como yacimientos geotérmicos. Ellos están asociados a fenómenos volcánicos y sísmicos, cuyo origen común son los movimientos profundos que ocurren continuamente entre los límites de las placas litosféricas. La energía geotérmica, como su nombre lo indica, es energía calorífica proveniente del núcleo de la Tierra, la cual se desplaza hacia la superficie terrestre a través de las fisuras existentes en las rocas sólidas y semisólidas del interior de la Tierra (ver figura 22). Figura 22. Zonas en el subsuelo relacionadas con la geotermia. Fisura natural Vapor Roca impermeable Reservorio permeable Circulación convectiva Roca caliente Un yacimiento geotérmico típico se compone de una fuente de calor, un acuífero y la llamada capa sello. La fuente de calor es -generalmente- una cámara magmática en proceso de enfriamiento. El acuífero es cualquier formación litológica con la permeabilidad suficiente para alojar agua meteórica percolada desde la superficie o desde otros acuíferos. La capa sello es otra formación o parte de ella, con una menor permeabilidad, cuya función es impedir que los fluidos geotérmicos se disipen totalmente en la superficie. Página 25Marco Conceptual
  • 27.
    Con el pasarde los años, la cámara magmática irá transfiriendo su calor a los acuíferos que existían en la zona, elevándoles la temperatura hasta alcanzar 300 °C o 400 °C. Muchas veces aparecen en superficie, aunque no siempre inmediatamente arriba de la fuente de calor, algunas manifestaciones geotérmicas en forma de géiseres, fumarolas, manantiales calientes y fuentes termales. Estas son precisamente las evidencias de que existen “filtraciones” de fluidos calientes a través de grietas de las rocas, lo que da lugar a que éstos afloren como aguas hirvientes, gases o vapores (ver figura 23). La etapa inicial de un desarrollo geotérmico implica una minuciosa exploración para detectar el recurso a través del muestreo y análisis de estos fluidos. Luego se requiere un buen plan de explotación y equipamiento para extraerlo y producir electricidad, en forma confiable, a precios económicos y sin contaminar. Figura 23. Diferentes tipos de manifestaciones geotérmicas en la superficie y afloramientos de aguas termales. Etapa de Exploración Durante la etapa de estudio, para definir las características termodinámicas del reservorio, llamada etapa de exploración, se realiza un estudio regional, un estudio a detalle y la perforación exploratoria. El estudio regional corresponde a una etapa estrictamente superficial, con trabajos relativamente baratos, que sólo necesitan contar con los equipos adecuados y busca definir el área del estudio a detalle, acotándolo desde 500 – 1000 km2 a 5 – 50 km2 . Dependiendo de las condiciones geográficas y de los recursos utilizados, el estudio puede durar de 3 a 6 meses. El estudio a detalle incluye la geología, geofísica y geoquímica del área acotada. Entre otras cosas, los geólogos analizan el tipo y edad de los volcanes y de su lava, los derrames, los contactos y la geoquímica de las rocas. Los geofísicos buscan zonas de alta conductividad eléctrica en el subsuelo, lo que podría indicar agua caliente con sales disueltas. Entre tanto, los geoquímicos examinan todas las emanaciones superficiales para determinar mediante geotermómetros la temperatura a la que supuestamente se originaron esos fluidos. Dependiendo de las condiciones geográficas y de los recursos utilizados, el estudio a detalle Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 26
  • 28.
    puede durar entre6 meses y 1 año, aunque en la práctica podría tomar más tiempo. Con estos estudios, se desarrolla un modelo conceptual donde lo más importante es la concepción tridimensional de la litología y estructuras, como también el comportamiento geohidrológico del reservorio (temperatura, zonas de “upflow” y de descarga). De este modo, si se llega a determinar que el volumen estimado de agua caliente atrapado en estos acuíferos es suficientemente grande, tiene alta temperatura y buena permeabilidad, entonces se dan las condiciones apropiadas para que exista un reservorio geotérmico, susceptible a ser explotado en forma comercial. Sin embargo, los parámetros de presión, permeabilidad, almacenaje, tipo de reservorio, etc., sólo se podrán estimar con mayor grado de certeza con el primer pozo exploratorio, que resulte productor. Para confirmar el modelo conceptual que se tiene del yacimiento, se perforan pozos exploratorios profundos (entre 1.000 m y 2.500 m), muy similares a los de producción de petróleo. La técnica de perforación es un tanto particular, ya que en geotermia se tienen altas temperaturas y no se puede usar el mismo instrumental que se utiliza para registros en los pozos petroleros. Etapa de Explotación La explotación considera el proyecto integral de extracción, manejo y acondicionamiento de fluidos geotérmicos, por lo cual no sólo incluye la perforación del pozo, sino también todas las instalaciones superficiales, equipos necesarios y ramal de vaporductos (ver figura 24). Figura 24. Ejemplos de instalaciones para la explotación de pozos geotérmicos. El proceso de extracción de vapor consiste en llevar a la superficie el vapor endógeno que se encuentra en el subsuelo, mediante la perforación de pozos productores y construcción de su infraestructura que proporcione el conducto adecuado para su extracción y control. El proceso de manejo y acondicionamiento de vapor consiste en separar el vapor de la mezcla extraída y transportarlo a través de la red de tuberías a las centrales generadoras. Asimismo llevar el agua separada a través de las obras de conducción y descargarla en las obras de captación para su inyección al subsuelo, luego de separar los sólidos. La perforación de cada pozo productor toma cerca de 3 meses y se puede perforar con más de un equipo paralelamente. Si la roca tiene mucha sílice, la perforación podría tomar más tiempo. El vapor producido en los pozos es recolectado mediante una red de vaporductos y llevado hasta Página 27Marco Conceptual
  • 29.
    Figura 25. Yacimiento geotérmicode alta temperatura. Natural fissuere Steam well Central Geotermoeléctrica Electricidad a Centros de Consumo Pozo explotación Pozo de inyección Cobertura impermeable Foco de calor activo Resevorio vapor T150 ºC Transmisión de calor 750 1.500 2.250 3.000 Profundidad(m) 20-30 ºC 100 m Figura 26. Sistema hidrotérmico con predominio de vapor. Separador de partículas Turbina Generador Condensador de contacto directo Torre de enfriamiento Reinyección BombaReinyección Yacimiento de vapor la central, donde se purifica y luego entra a las turbinas de vapor. Después de realizar trabajo en la turbina, el vapor puede ser descargado a la atmósfera o a un condensador (más eficiente) dependiendo del tipo de central. Todo el resto del sistema de generación eléctrica, transformación, control y transmisión, es prácticamente igual al de una central térmica a vapor convencional. Las figuras 25 y 26 muestran esquemas típicos de instalaciones geotérmicas. Tipos de Centrales Geotérmicas En general, son tres los tipos de centrales geotérmicas, cuya elección de tecnología y tamaño depende fundamentalmente de las condiciones del yacimiento geotérmico y de los recursos disponibles. Estos tipos de centrales corresponden a: b Unidades a Contrapresión. Estos equipos son unidades modulares de 1 a 10 MW (normalmente 5 MW), de baja eficiencia y bajo costo del kW instalado. Estas unidades son armadas y probadas en fábrica, montadas sobre un patín e instaladas sobre la plataforma del pozo. Son totalmente automáticas y operan desatendidas. Son de fácil y rápida instalación (aprox. 8 meses, incluyendo las pruebas de puesta en servicio). Por lo general, las unidades a contrapresión son utilizadas para la evaluación del yacimiento durante su etapa inicial de explotación, en pozos con alto contenido de gas y en pozos aislados en el campo. b Unidades a Condensación. Las instalaciones a condensación son mucho más eficientes que las unidades a contrapresión, debido a la descarga de vapor bajo la presión atmosférica. Estas unidades tienen un tamaño de entre 5 y 110 MW, dependiendo de la topografía existente, características de producción de los pozos y sistema eléctrico al que se va a conectar la unidad. Su instalación es más compleja y extensa que la unidad a contrapresión. El plazo de instalación es alrededor de 24 meses, incluyendo pruebas de puesta en servicio y necesitan de una superficie mucho mayor que una unidad a contrapresión. Estas unidades serían iguales a las de una central térmica (vapor) convencional si no fuera porque el vapor proveniente de los pozos no es puro, contiene gases incondensables, elemento que cambia drásticamente las condiciones de diseño. Aunque estos gases están presentes en pequeñas cantidades (1% a 3% en masa) y compuestos en su mayoría por CO2 (típicamente 98% CO2 y 2% H2 S), esto introduce algunas modificaciones importantes en el diseño. Ejemplo de esto es la instalación de grandes compresores en el condensador para extraer los gases incondensables y la utilización de acero inoxidable en el circuito de enfriamiento, debido a lo ácido y corrosivo del condensado. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 28
  • 30.
    b Unidades deCiclo Binario. Estos equipos son unidades modulares de 1 a 3 MW (aunque existen unidades experimentales más pequeñas de hasta 300 kW) que funcionan con agua caliente en vez de vapor. Esto puede ser cuando la cantidad de agua separada en un pozo es muy abundante o cuando el pozo no tiene una temperatura muy elevada y el fluido que se extrae de éste es prácticamente agua. Al igual que las unidades a contrapresión, son armadas y probadas en fábrica, montadas sobre un patín e instaladas a boca de pozo. Son totalmente automáticas y operan desatendidas. Son de fácil y rápida instalación (sólo un par de meses). En las unidades de ciclo binario se utiliza el agua geotérmica caliente (alrededor de 130 a 150 °C) para transferir calor a un fluido secundario de menor punto de ebullición, por lo general isopentano, el cual al evaporarse opera un ciclo de generación cerrado moviendo una turbina de diseño especial. Después de su paso por la turbina, el fluido secundario se condensa, generalmente por aeroenfriadores, para volver al intercambiador de calor y cerrar el ciclo. Por su parte, el agua geotérmica, ahora más fría (alrededor de 80 °C), se reinyecta al yacimiento. La eficiencia de conversión en estas unidades es bastante baja, aproximadamente 11%, y por lo general son utilizadas para electrificar zonas aisladas o como complemento de una unidad a contrapresión para mejorar la eficiencia del pozo. Las figuras 27 y 28 ilustran algunas instalaciones de centrales geotérmicas. Figura 27. Central Cerro Prieto, México. Capacidad 720 MW. Figura 28. Central Berlín, El Salvador. Capacidad 9 MW. Los países con mayor aplicación de la energía geotérmica son: Estados Unidos, Filipinas, México, Indonesia, Italia, Japón, Nueva Zelandia. En el cuadro 2 se muestra la capacidad instalada geotérmica de la mayoría de los países que la aplican. Cabe destacar que, a nivel mundial, ya se cuenta con cerca de 9.000 MW instalados y varios proyectos en ejecución. Cuadro 2. Capacidad instalada (MW) de aprovechamiento geotérmico a nivel mundial (2005). País Potencia instalada (MW) Estados Unidos 2.544 Filipinas 1.931 México 953 Indonesia 797 Italia 790 Japón 535 Nueva Zelanda 435 Islandia 202 Costa Rica 163 El Salvador 151 Kenya 127 Rusia 79 Nicaragua 77 Guatemala 33 China (Tíbet) 28 Turquía 20 Portugal (Azores) 16 Francia (Guadalupe) 15 Papua Nueva Guinea 6 Tailandia 0,3 Austria 0,2 Alemania 0,2 Australia 0,2 Total 8.903 Página 29Marco Conceptual
  • 31.
    En cuanto alagua separada (salmuera), si se realiza la reinyección de ésta al propio yacimiento en forma adecuada, se eliminan los riesgos de contaminación del suelo, acuíferos superficiales y cursos de agua. Así, una central geotermoeléctrica bien manejada no contamina ni es peligrosa para su entorno. Sin perjuicio de lo anterior, es conveniente tener presente los siguientes aspectos: b La utilización del suelo, ya que se requieren grandes extensiones y de una considerable infraestructura. b El manejo del suelo, relacionado con su estabilidad y la influencia sobre las formaciones geológicas profundas. Entre los impactos negativos podrían estar la erosión, el hundimiento del terreno y la inducción de actividad sísmica. b El ruido, en especial en la etapa de perforación de los pozos. b Posible contaminación del aire, debido a flujos de gases contaminantes y no controlados en las distintas etapas del proceso de explotación. b Posible contaminación de las aguas, debido a los procesos térmicos durante la explotación de la planta. b Alteración de ecosistemas, debido a un mal manejo del recurso. 2.2.4 Energía solar En estricto rigor, las energías renovables tienen su origen en la energía solar, es decir, la energía eólica, geotérmica, mareomotriz, e incluso la biomasa, son aprovechamientos indirectos de la energía aportada por el sol. Sin embargo, de forma específica la radiación solar ofrece varias maneras de recuperación energética, ya sea como vía de calentamiento que reemplaza el consumo de energías convencionales, producción de electricidad y, potencialmente, la obtención Aspectos Ambientales En cuanto a la contaminación atmosférica que la generación geotermoeléctrica pueda producir, es importante tener en cuenta que ésta no emite óxidos de nitrógeno (NOx ), ni óxidos de azufre (SOx ), como ocurre en las plantas de combustión. Las emisiones geotérmicas sólo contienen gases de CO2 , aunque muy inferiores comparadas a las de una central térmica, que utilice como combustible gas natural, petróleo o carbón (ver figura 29). 200 Geotermia Gas Natural Petróleo Carbón 1.000 1.500 2.000 Figura 29. Comparación de emisiones de CO2 (lbs/MWh). Por otro lado, las pequeñas cantidades de gas sulfhídrico (H2 S) que emite una central geotérmica se controlan con eficacia mediante una adecuada dispersión local y realizando mediciones continuas para mantenerse dentro de los límites permisibles. En ningún caso se genera lluvia ácida, ya que ésta proviene del SO2 y el agua. Para la contaminación acústica se utilizan silenciadores que abaten el ruido hasta niveles aceptables, además de cumplir una doble función al eliminar el salpicado de salmuera. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 30
  • 32.
    de combustibles deuso directo, como podría ser el hidrógeno (ver figura 30). La forma más antigua de aprovechamiento de la energía solar es el calentamiento de las viviendas, pasando por aplicaciones más industriales como la obtención de la sal (evaporación de aguas en las salinas), fabricación de adobes (secado del barro moldeado) y otras. Esta forma de utilización se puede considerar como pasiva (energía solar pasiva), pues hace uso directo de la luz y el Figura 31. Aplicaciones de la energía solar a la arquitectura de viviendas y edificios. calor del sol, captándolos, almacenándolos y distribuyéndolos de forma natural, sin necesidad de elementos mecánicos. La energía solar pasiva se contempla en muchos países como una opción energética de gran potencialidad, que se ha venido aplicando casi exclusivamente en la edificación, formando parte de lo que hoy se conoce como Arquitectura Bioclimática. En la figura 31 se presentan algunas aplicaciones domésticas de este concepto. Colector solar Bomba circulante Agua caliente sanitaria Acumulador combinable Caldera Secadores y otros Viviendas bioclimáticas Fotovoltaica aislada Placas solares Generación eléctrica a gran escala H2 Tradicional Actualidad Futuro Figura 30. La energía solar. Página 31Marco Conceptual
  • 33.
    Por otro lado,también se tiene la energía solar activa, consistente en el uso de la luz y el calor del sol mediante procedimientos técnicos, que la capta, almacena y transmite a otros usos derivados. Las aplicaciones en este concepto pueden ser para bajas y altas temperaturas. La tecnología solar activa de baja temperatura basada en colectores de placa plana es la más desarrollada. Se utiliza en aplicaciones que requieren temperaturas inferiores a los 50-60°C. El sistema está constituido por un colector que capta la radiación, un subsistema de almacenamiento, un sistema de transporte de energía (tuberías, bombas, intercambiadores) y otro de utilización (consumo) de la energía solar captada. Son instalaciones con forma de panel que deben ser inclinadas y orientadas de manera que el aprovechamiento de la energía sea máximo (en el hemisferio norte se orientan hacia el sur, y en el hemisferio sur, hacia el norte). En la figura 32 se muestra una instalación típica de colectores de placa plana. Las placas utilizan la energía del sol para calentar el fluido portador que, a su vez, proporciona calor utilizable en una casa. El fluido, agua en este caso, circula a través de las tuberías (cobre) en el colector solar y durante el proceso absorbe algo de esta energía. Después se mueve a un intercambiador de calor, donde calienta el agua que se utilizará en la vivienda. Finalmente, una bomba lleva de nuevo el fluido hacia el colector solar para repetir el ciclo. Figura 32. Instalación con colectores de placa plana. Rayos solares Colector solar Chapa de aluminio Cubierta de vidrio Tubería de cobre Agua caliente Intercambiador de calor Agua fría Agua caliente Bomba Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 32
  • 34.
    La tecnología solaractiva de media y alta temperatura está menos desarrollada. En efecto, a partir de los 80°C la eficiencia de los colectores solares de placa plana es baja, y por ello es necesario el uso de otro tipo de colectores, por ejemplo, cilíndricos parabólicos (ver figura 33). Además, para temperaturas altas se precisa mayor cantidad de radiación solar y, por lo tanto, una mayor concentración de ésta, así como la utilización de nuevos elementos para conseguirlo. Estos elementos son costosos y todavía están en proceso de desarrollo. Figura 33. Paneles colectores parabólicos (eficiencia entre 13 y 20%). Últimamente se han desarrollado las tecnologías de los receptores de disco con motor (combustión externa) Stirling, especiales para su aplicación en zonas aisladas y los sistemas de espejos y receptores en torre. Las figuras 34 y 35 muestran estas dos últimas tecnologías. Figura 34. Receptores de disco y motor Stirling (eficiencia entre 12 y 18%). Receptor Concentrador Receptor Reflector Página 33Marco Conceptual
  • 35.
    Figura 35. Sistema deespejos y receptor en torre (eficiencia entre 8 y 15%). La energía solar ofrece dos formas de producción de electricidad: térmica y fotovoltaica. La primera se basa en la concentración de la radiación solar, a fin de llevar un fluido a suficiente temperatura para accionar motores (turbinas) térmicos que van acoplados a generadores eléctricos. En este tipo de utilización juegan un papel relevante las tecnologías indicadas precedentemente (ver figuras 33 a 35). También se han desarrollado sistemas híbridos, que combinan dos sistemas: uno tradicional, sobre la base de un combustible convencional, más el vapor, proveniente de una fuente solar activa de alta temperatura, que conforman lo que se conoce como ciclo combinado (ver figura 36). La energía solar fotovoltaica consiste en la conversión directa de la radiación solar en electricidad mediante sistemas fotovoltaicos. Un sistema fotovoltaico está formado por las células solares (que transforman la luz en electricidad), un acumulador, un regulador de carga (que impide que llegue más energía al acumulador cuando ha alcanzado su máxima carga) y un sistema de adaptación de corriente (que adapta a la demanda las características de la corriente generada). Es importante la posición de las células o paneles fotovoltaicos (ver figura 37), que deben estar inclinados y orientados de forma determinada, con el fin de aprovechar al máximo la radiación solar a lo largo del año. Estas células suelen ser de silicio (monocristalino, policristalino o amorfo), pero se encuentra en desarrollo el posible uso de otros materiales (sulfuro de cadmio, por ejemplo), donde se tiene presente el costo de la obtención del material (el silicio consume una gran cantidad de electricidad). La eficiencia que se alcanza con los sistemas fotovoltaicos es todavía baja, varía entre 10% (silicio amorfo) y 15% (monocristalino). Receptor Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 34
  • 36.
    Combustible Caldera de Recuperación deCalor Opción A: Concentradores de Vapor de Alta Presión Opción B: Concentradores de Vapor de Baja Presión Expansión Agua de Alimentación Generador de Vapor Vapor de Alta Presión Desaireador Intercambiador de Calor de Baja Presión Condensador Turbina de Vapor Gas Vapor de Baja Presión Generador de Vapor Agua de Alimentación Expansión Figura 36. Planta de generación eléctrica con Ciclo Combinado Solar Integrado. Una ventaja importante de los sistemas fotovoltaicos es que no necesitan estar conectados a la red de distribución eléctrica, ya que generan la electricidad en el mismo lugar de consumo. Por esta razón, los paneles solares fotovoltaicos se utilizan -preferentemente- en lugares de difícil acceso a la red eléctrica, tales como repetidoras de radio y TV, sistemas de bombeo, iluminación, faros y, sobre todo, en zonas aisladas (zonas rurales, refugios de montaña y otros). Figura 37. Sistemas fotovoltaicos. Página 35Marco Conceptual
  • 37.
    Figura 39. Electrificación fotovoltaicaen un faro (La Coruña, España). Figura 38. Electrificación fotovoltaica de 200 kW en una isla (Senegal). Figura 41. Sala de baterías de una instalación fotovoltaica. Figura 40. Bombeo solar directo para riego de viñas (España). La electricidad obtenida mediante los sistemas fotovoltaicos puede usarse en forma directa o bien ser almacenada en baterías (ver figura 41), para utilizarla durante la noche. Antes de entregar algunos valores respecto del potencial de la energía solar, conviene recordar que la radiación solar es una forma de energía de baja concentración. Fuera de la atmósfera, la intensidad de radiación oscila entre 1.300 y 1.400 W/m2 . Las pérdidas en la atmósfera por absorción, reflexión y dispersión la reducen un 30%. Si las condiciones climatológicas son buenas, es posible llegar a tener 1.000 W/ m2 . En su defecto, pueden tener solo 50 W/m2 , lo que necesita mayores superficies de capatación. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 36
  • 38.
    330 W/m2 310 290 270 250 230 210 190 170 150 130 110 90 70 50 30 0 Figura 42. Potencial solaren el mundo. Al cierre de 2004, la capacidad instalada de energía solar, a nivel mundial, alcanzaba los 4.400 MW, con 2.220 MW de fotovoltaica fuera de la red eléctrica, 1.800 MW en la red y 400 MW en solar térmica. Japón es el líder en el uso de la energía solar, seguido por Alemania y EE.UU. El crecimiento de la capacidad fotovoltaica instalada mundial, entre 1990 y 2004, se muestra en la figura 43. Megawatts 1990 Total Conectado a la red 0 500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 Figura 43. Crecimiento de la capacidad mundial fotovoltaica. La radiación solar en el mundo (figura 42) varía según la ubicación geográfica y concentra los mayores potenciales en los desiertos (Sahara, Atacama, Gobi, entre otros). Página 37Marco Conceptual
  • 39.
    Aspectos Ambientales En cuantoa los aspectos ambientales de la energía solar térmica (sistemas pasivos y activos), cabe indicar como aspecto positivo la desaparición de todos los impactos relacionados con los combustibles fósiles, en especial, la gran cantidad de CO2 emitida en los procesos de combustión y sus consecuencias (cambio climático). Como aspecto negativo se tiene el impacto visual. En el caso de energía solar pasiva, la introducción de nuevos elementos en el edificio no suele dar lugar a efectos negativos (ver figura 31); en cambio, con los paneles de energía solar activa se pueden producir efectos visuales no deseados, los cuales se pueden enmascarar o reducir adaptando estos elementos a su entorno. También en estos últimos es importante tener presente la superficie que ocupan las instalaciones (ver figura 44). Figura 44. Planta solar y ciclo combinado de 428 MW ubicada en Yazd, Irán. En relación con el uso de paneles solares fotovoltaicos cabe destacar lo siguiente: b Se evitan todos los impactos asociados a los combustibles fósiles: a su extracción, transformación, combustión (emisiones de sustancias contaminantes, especialmente CO2 ) y transporte. b El impacto en el ecosistema natural depende del área cubierta por el sistema fotovoltaico, el período de construcción, el tipo de suelo y la biodiversidad existente. Sin embargo, una cuidada planificación y el restablecimiento del hábitat pueden mitigar estos efectos. b El impacto visual puede evitarse mediante la integración de paneles en cubierta y fachadas de edificios (ver figura 45). b En la fabricación de los componentes fotovoltaicos se utilizan algunos materiales potencialmente tóxicos y peligrosos, que hay que almacenar adecuadamente para evitar emisiones al suelo y a las aguas subterráneas. Figura 45. Paneles solares fotovoltaicos en edificios. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 38
  • 40.
    2.2.5 Energía de laBiomasa Por biomasa se entiende el conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. Puede ser de origen natural (producida en los ecosistemas naturales, como es el caso de la leña), de origen residual (residuos forestales y agrícolas, residuos sólidos urbanos, residuos biodegradables), cultivos energéticos (cultivados especialmente para ser utilizados como biomasa) o excedentes agrícolas. La producción inicial de biomasa se realiza por medio del proceso de la fotosíntesis, mediante el cual los vegetales son capaces de captar la energía solar y almacenarla en los enlaces de las moléculas orgánicas que forman su biomasa. La aplicación más común de la biomasa es la combustión directa, aunque existen tecnologías (gasificación, pirólisis, fermentación alcohólica y digestión anaeróbica) que transforman la biomasa inicial en otros combustibles con características más favorables para su uso. La biomasa se usa principalmente como combustible en establecimientos industriales (por ejemplo, plantas de cogeneración, ver figura 46) o en el sector doméstico para calefacción, cocina y agua caliente. También puede ser utilizada como combustible para los medios de transporte y evitar de este modo el uso de combustibles fósiles. En este caso, se utilizan los denominados biocombustibles (por ejemplo, metanol y etanol), obtenidos después de haber aplicado varios procesos industriales a algunos cultivos energéticos y a los excedentes agrarios. El principal problema de este proceso es que su rendimiento es bajo: de un 30 a un 40% de la energía contenida en el material de origen se pierde en la preparación del alcohol. Almacenamiento de Biomasa Transporte de Biomasa Recolección Calefacción domiciliaria Combustión Figura 46. Planta de cogeneración (calor y energía eléctrica). Página 39Marco Conceptual
  • 41.
    Otra posibilidad esusar la biomasa para obtener biogás. Esto se hace en depósitos en los que se acumulan restos orgánicos, residuos de cosechas y otros materiales que pueden descomponerse, en un depósito al que se llama digestor. En ese depósito estos residuos fermentan por la acción de los microorganismos. La mezcla de gases producidos se puede almacenar o transportar para ser usada como combustible. En la figura 47 se presenta un esquema de instalación de producción de biogás. Figura 47. Planta de cogeneración con biogás. Tanque de secado de fango Fango de depuración Digestor Desperdicios sólidos Utilización agrícola Gasómetro Compresor de gas Calor de la planta de cogeneración Electricidad para el consumo propio y suministro a la red Generador de calor y electricidad Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 40
  • 42.
    Es bastante difícilestablecer el costo de la biomasa. Por ejemplo, en el caso de combustibles procedentes de biomasas residuales, depende mucho del tipo de residuo y de las facilidades para su recogida, almacenamiento y transporte. En el caso de industrias que generan su propio residuo orgánico, comunmente es rentable su utilización. Para los residuos de cosechas agrícolas o forestales, existe el problema de la inseguridad de la garantía de suministro y precio de un año a otro, por lo que es difícil que las industrias consumidoras se arriesguen a depender de este tipo de combustible, a no ser que existan garantías contractuales solventes en cuanto a la seguridad de suministro. Aunque en algunos casos los residuos pueden ser sin costo, la recolección y el transporte, junto con las incertidumbres anotadas anteriormente, dificultan la viabilidad de este tipo de proyectos. Como aplicación en la generación de electricidad, la energía contenida en la biomasa se puede utilizar para accionar diferentes turbinas de vapor, motores diesel o motores de combustión externa Stirling. La forma clásica de generación de electricidad con un combustible es la producción de vapor en una caldera y su posterior expansión en la turbina. Es una alternativa bien conocida, de tecnología desarrollada y, además, confiable. Se pueden construir instalaciones de un amplio rango de potencia, desde 1 MW hasta niveles superiores a los que se podría obtener con un suministro racional de biomasa. Además, es posible concebir instalaciones de cogeneración de calor y electricidad (ver figura 48) Figura 48. Esquema típico de una instalación de cogeneración de calor y electricidad. G Biomasa Aire Cenizas Gases de combustión Calefacción de viviendas y sector industrial Energía eléctrica Turbina de vapor Página 41Marco Conceptual
  • 43.
    Las instalaciones debaja potencia tienen dos inconvenientes. Por un lado, supone una inversión específica alta y, por otro, un costo específico de personal elevado, en la medida que el número de personas para operar la planta no tiene una relación directa con la potencia. De esta forma, se considera que las instalaciones que queman biomasa en calderas deben ser concebidas con potencias superiores a los 5 MW. O mejor, sobre los 10 MW, salvo que estén emplazadas en complejos agroindustriales en los que los volúmenes de residuos disponibles sólo permitan potencias inferiores y, por otras razones, únicamente se pueda seleccionar esta alternativa tecnológica. Por otro lado, generalmente no se sobrepasan los 40 MW, debido al abastecimiento de la biomasa, ya que ésta no es factible transportar a largas distancias para no encarecer y no gravar sobre ella un significativo consumo energético producto del transporte. En los sistemas de generación caldera–turbina de vapor (ciclo Rankine), el rendimiento energético de transformación es bajo, no supera el 30%, debido principalmente a las pérdidas del proceso y los consumos propios de la planta. Se debe almacenar la biomasa y dejar que se seque, a fin de mejorar su manejo y aumentar el rendimiento de la combustión (ver figura 49). De esta forma, si se ha trozado finamente, se facilita el proceso, pero se tiene el riesgo de autocombustión, donde la vigilancia del recinto de almacenamiento debe ser muy cuidadosa. En la actualidad, el manejo de las plantas de generación eléctrica se ha automatizado mucho, por lo que se requiere poca mano de obra. Figura 49. Instalación de generación con biomasa. Se ha avanzado en llevar a cabo un desarrollo comercial de otras alternativas de generación eléctrica que no presenten los inconvenientes señalados anteriormente. Por un lado, se tiene la gasificación de la biomasa, donde se obtienen combustibles bastantes reactivos y su transformación a gas es factible, tanto en procesos que utilizan oxígeno como agente gasificante, como en procesos que emplean aire. El gas que se obtiene se puede quemar en turbinas, que se integran con el propio sistema de gasificación en ciclos de diseño específico. Se puede usar en ciclos combinados de turbina de gas (ciclo Brayton) y turbina de vapor (ciclo Rankine) o también en un motor Diésel. Estas alternativas permiten mejorar la eficiencia del grupo generador, sobrepasando el 30% del rendimiento energético. Al considerar que las energías renovables abastecen el 17% de la energía primaria mundial, la biomasa tradicional (cocina y calefacción) representa un valor cercano al 9% del consumo mundial de energías renovables. No obstante, el reparto es muy desigual entre Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 42
  • 44.
    países industrializados ylos países en vías de desarrollo. Así, mientras en el primer grupo, el consumo de biomasa para fines energéticos es menor del 5% de su consumo total, en el segundo, la biomasa supone la fuente de energía más importante, con valores superiores al 30% del consumo total de energía. Incluso en los países más pobres este valor puede sobrepasar el 50%, especialmente en las aplicaciones domésticas. En relación con la capacidad instalada de generación con biomasa, las estadísticas al cierre de 2004 muestran un valor cercano a los 40.000 MW, superando a la geotermia y solar e inferior a la eólica y a la minihidráulica (ver figura 50). 0 50 100 150 200 Mundial Solar FV (Conectada a la red) Geotérmica Biomasa Eólica Pequeña Hidroeléctrica Países desarrollados UE-25 China Alemania EE.UU. España Japón Gigawatts Figura 50. Capacidad instalada (GW) de ERNC, 2004. Aspectos Ambientales La utilización de la biomasa con fines energéticos tiene las siguientes ventajas ambientales: b Disminución de las emisiones de CO2 . Aunque para el aprovechamiento energético de esta fuente renovable se tenga que realizar una combustión, y el resultado de la misma sea agua y CO2 , la cantidad de este gas causante del efecto invernadero, se puede considerar que es la misma cantidad que fue captada por las plantas durante su etapa de crecimiento, por lo cual el aporte neto es nulo y no supone un incremento de este gas a la atmósfera. b No emite contaminantes sulfurados o nitrogenados (precursores de la lluvia ácida), apenas algunas partículas sólidas. Las cenizas de la combustión de la biomasa son inertes. b Si se utilizan residuos de otras actividades como biomasa, esto se traduce en un reciclaje y disminución de residuos. Canaliza, por tanto, los excedentes agrícolas alimentarios, permitiendo el aprovechamiento más integral de las tierras. b Los cultivos energéticos sustituirán a cultivos excedentarios en el mercado de alimentos. Eso puede ofrecer una nueva oportunidad al sector agrícola. b Permite la introducción de cultivos de gran valor rotacional frente a monocultivos cerealistas. Página 43Marco Conceptual
  • 45.
    b Puede provocar unaporte económico en el medio rural. b Disminuye la dependencia externa del abastecimiento de combustibles y ayuda a la reducción del consumo de combustibles fósiles. Por otro lado, el uso de la biomasa con fines energéticos puede presentar los siguientes inconvenientes: b Tiene un mayor costo de producción frente a la energía que proviene de los combustibles fósiles. b Menor rendimiento energético de los combustibles derivados de la biomasa en comparación con los combustibles fósiles. b Producción estacional, que puede ser riesgoso para la continuidad del servicio. b La materia prima es de baja densidad energética, lo que quiere decir que ocupa mucho volumen y, por lo tanto, puede tener problemas de transporte y almacenamiento. b Necesidad de acondicionamiento o transformación para su utilización, mitigar algunos contaminantes, según la tecnología que se utilice. b Un problema serio es la deforestación, ya que con la tala de los árboles para la obtención de leña se evita que éstos sigan consumiendo CO2 (gas efecto invernadero). Además, la producción de biomasa a gran escala requiere de grandes superficies de tierras fértiles, lo que se traduce en no usarla para la producción de alimentos. En la actualidad, la tecnología aplicada a la biomasa está sufriendo un gran desarrollo. La investigación se está centrando en los siguientes puntos: b En el aumento del rendimiento energético de este recurso. b En minimizar los efectos negativos ambientales de los residuos aprovechados y de las propias aplicaciones. b En aumentar la competitividad en el mercado de los productos. b En posibilitar nuevas aplicaciones de gran interés como los biocombustibles. 2.2.6 Energía del Mar La potencialidad de la energía del mar está en su abundancia. Tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por el mar, por lo tanto, reciben la mayor parte de la energía procedente de la radiación solar. La evaporación de agua que luego precipita y los vientos son una manifestación de esta energía, por lo que es una fuente con muchísimos recursos. Incluso algunos informes expresan que en el mar se hallan los sustitutos de las energías convencionales. El aprovechamiento de la energía del mar puede ser de tres tipos: energía de las mareas (mareomotriz), energía de las olas y energía térmica oceánica. La explotación de esta energía es antigua, aunque la producción de electricidad no se encuentra desarrollada, más allá de casos puntuales. En el antiguo Egipto ya se utilizaban molinos que aprovechaban la diferencia entre mareas. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 44
  • 46.
    Las principales ventajasde obtener energía eléctrica del mar es su carácter renovable, existe abundancia de agua salada en la Tierra y no emite contaminantes o residuos durante la explotación, así como su baja agresividad con el medio natural. Energía de las mareas (mareomotriz) Las mareas deben entenderse como un fenómeno oceanográfico, resultado de la interacción de la Luna y el Sol sobre la Tierra. También las mareas están influenciadas por la actividad de otros astros y la densidad del agua de mar, entre otros factores, que provocan la variación del nivel de mares y océanos y traen aparejado oleaje. El comportamiento de las mareas es variado, aunque presenta periodicidad. En la mayoría de las costas se dan dos mareas al día, y en otras aparece sólo una al día. En otros sitios se observan las llamadas corrientes u olas de mareas, que son movimientos horizontales del agua que se observan en mares, estuarios y fiordos producidos por la propia marea. Donde se presenta este fenómeno no se advierte pleamar y bajamar, sino flujo y reflujo, según si las mareas entran o salen. Cuando aquí se habla de marea, el parámetro predominante que se asocia a la misma es la altura, y cuando se alude al flujo y reflujo es el movimiento del mar entrando y saliendo de la costa. Para generar energía eléctrica a partir de las mareas se requiere construir un dique que almacena agua convirtiendo la energía potencial de ésta en electricidad por medio de una turbina, igual que en el caso de las centrales hidráulicas. La energía producida es proporcional a la cantidad del agua desalojada y a la diferencia de altura existente. Debe tenerse en cuenta que existen dos condiciones físicas indispensables para que se pueda captar la energía de las mareas: b Que la amplitud física de las mareas sea como mínimo de varios metros (ver cuadro 3). b Que la configuración de las costas permita el embalse de una importante cantidad de agua, sin que requieran obras civiles de gran magnitud y costo. Amplitud de mareas de algunos puertos o bahías Puertos o bahías Amplitudes de marea (m) Puerto Peñasco, Sonora, México 8,0 Liverpool, Bristol, Inglaterra 10,0 Braunagar, India 12,5 Bahía Collier, Australia 14,0 Bahía Mont Saint Michel, Francia 15,0 Río Gallegos, Argentina 18,0 Bahía Fundy, Canadá 19,0 Cuadro 3. Página 45Marco Conceptual
  • 47.
    Se consideran pionerosde la explotación moderna de las mareas a los habitantes de Husum, una pequeña isla alemana ubicada en el Mar del Norte. En este lugar, en 1915 se cultivaban ostras en tanques conectados a un canal donde se ubicaba una turbina que producía energía eléctrica para iluminar la instalación a partir del desnivel de las mareas. La primera gran central mareomotriz para la producción de energía eléctrica comercial se construyó en 1967 en el estuario de Rance, Francia (ver figura 51). Es la central mareomotriz más importante del mundo, con una potencia instalada de 240 MW, un caudal de 20.000 m3 /s, un salto de agua de 8 m, un dique de más de 700 m y una superficie de agua embalsada de 17 km2 . Se construyeron después tres centrales experimentales, en 1968 en Murmansk, en el mar de Barents, en 1983 en Jiangxi, China, y en 1984 en Anápolis, Canadá. Figura 51. Central mareomotriz de Rance, Francia. Las ventajas de esta fuente de energía son claras, ya que es una fuente muy abundante y renovable, las mareas se repiten de forma periódica y fácilmente predecible, se trata de una energía limpia que no genera gases que incrementen el efecto invernadero. Entre los inconvenientes cabe destacar que no es una tecnología desarrollada y que las labores de instalación y mantenimiento son complejas y costosas. Energía de las olas Las olas se forman por la acción del viento, después crecen y se entremezclan en el mar. Se ha calculado que una ola inicial de 150 metros de longitud, tarda 30 horas en ir de las islas Azores a Marruecos. La altura de las olas es variable según los océanos. Las olas más altas observadas en el Atlántico no rebasan los 20 metros. En el Mediterráneo, no exceden los 8 metros, mientras que en el Océano Antártico se producen olas de hasta 30 metros. Existen además los tsunamis (tsu: puerto; nami: ola), que son olas de alrededor de 1 m de altura, pero de gran longitud de onda, que llegan a la costa en forma de marejada y provocan destrucciones. nivel del mar longitud de la ola amplitud de la ola Cresta valle Figura 52. Representación gráfica (sinusoidal) de una ola. Una de las propiedades características de las olas es su capacidad de desplazarse a grandes distancias, con muy poca pérdida de energía. Por ello, la energía generada en cualquier parte del océano acaba en el borde continental. De este modo, la energía de las olas se concentra en las costas, que totalizan 336.000 km de longitud. La densidad media de energía es del orden de 8 kW/ m de costa. En comparación, las densidades de la energía solar son del orden de 300 W/m2 . Por tanto, la densidad de energía de las olas es, en un orden de magnitud, mayor que la de los procesos que la generan. Las distribuciones geográficas y temporales de los Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 46
  • 48.
    recursos energéticos delas olas están controladas por los sistemas de viento que las generan (tormentas, alisios, monzones). La densidad de energía disponible varía desde las más altas del mundo, entre 50-60 kW/m en Nueva Zelanda, hasta el valor medio de 8 kW/m. En la figura 53 se muestra un mapa mundial de la densidad de energía de las olas. Figura 53. Mapa mundial de la densidad de las olas. La tecnología de conversión de movimiento oscilatorio de las olas en energía eléctrica se fundamenta en que la ola incidente crea un movimiento relativo entre un absorbedor y un punto de reacción que impulsa un fluido a través del generador. La potencia instalada en operación en el mundo apenas llega a 1 MW. La mayor parte de las instalaciones lo son de tierra. Los costos fuera de la costa son considerablemente mayores. En el momento actual, la potencia instalada de los diseños más modernos varía entre 1 y 2 MW. Pero todos los diseños deben considerarse como experimentales. Los diseños pueden ser flotantes o fijos a la plataforma continental. Los primeros experimentos de explotación de la energía de las olas datan de 1874, en la que se emplea una embarcación dotada de aletas diseñadas por Henning. En Mónaco, en 1929, se presentó el “Rotor de Savonius” donde se aprovechaba la fuerza horizontal de las olas. Actualmente, se puede nombrar el Convertidor de Kvaener de Noruega, basado en la Columna de Agua Oscilante, con una potencia instalada de 500 kW que abastece de energía eléctrica a unas cincuenta viviendas. También, se debe hacer mención de la planta japonesa de Sakata, con una potencia de 60 kW y de la planta india de Wizhinja con una potencia de 150 kW. Sobre 60 50 60 40 50 30 40 25 30 20 25 15 20 10 15 5 10 Bajo 5 kW/m Página 47Marco Conceptual
  • 49.
    En la actualidad,el sistema más maduro es el de Columna de Agua Oscilante; consistente en un tubo hueco que contiene aire que se comprime y expande por efecto de las olas, éstas penetran por la parte inferior y desplazan hacia arriba una columna de aire aumentando la presión, una turbina situada en el extremo superior del tubo aprovecha la energía del aire. Algunos desarrollos de la energía de las olas se muestran en las figuras 54 y 55. Figura 55. Prototipo del “Rotor de ola”, desarrollado por la empresa Ecofys. Figura 54. Turbina inventada por Zeimor en 1970. La turbina gira en un mismo sentido en los dos ciclos de la ola. Columna de agua ascendente Columna de agua descendente Cresta de la ola Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 48
  • 50.
    Energía térmica oceánica Sereconoce al francés Jacques D´Arsonval (1881) como el pionero en proponer la explotación de las diferencias de temperatura de los océanos para transformarla en electricidad. Sin embargo, se les atribuye a los científicos Georges Claude y Boucherot la aplicación práctica del trabajo iniciado por D’Arsonval. En 1934 se instaló una unidad de 2 MW en la costa de Brasil, que consistía en una planta flotante a bordo del barco de carga Le Tunisie. La unidad fue empleada para producir hielo (ver figura 56). La conversión de energía térmica oceánica es un método para transformar en energía útil la diferencia de temperatura entre el agua de la superficie y el agua que se encuentra a 100 m de profundidad. En las zonas tropicales esta diferencia varía entre 20 y 24 ºC. Para el aprovechamiento energético es suficiente una diferencia de 20ºC. Las ventajas de esta fuente de energía se asocian a que es un salto térmico permanente y favorable desde el punto de vista ambiental. Las posibilidades de esta técnica se han potenciado, debido a la transferencia de tecnología asociada a las explotaciones petrolíferas fuera de costa. El desarrollo tecnológico de instalación de plataformas profundas, la utilización de materiales compuestos y nuevas técnicas de unión harán posible el diseño de una plataforma, pero el máximo inconveniente es el económico. Existen dos sistemas para el aprovechamiento de esta fuente de energía. El primero consiste en utilizar directamente el agua de mar en un circuito abierto, evaporando el agua a baja presión y así mover una turbina. El segundo, en emplear un circuito cerrado y un fluido de baja temperatura de ebullición (amoníaco, freón, propano) que se evapora en contacto con el agua caliente de la superficie. Este vapor mueve un turbogenerador, se condensa con agua fría de las profundidades y el fluido queda dispuesto de nuevo para su evaporación. El inconveniente de este sistema es su bajo rendimiento (menos del 10%). Ello es debido a la baja temperatura del foco caliente y la poca diferencia de temperatura entre el foco frío y caliente. Además, es preciso realizar un desembolso extra de energía, empleado para el bombeo de agua fría de las profundidades para el condensado de los fluidos. 1.- Bloque de anclas 2.- Tubería de conducción de agua fría 3.- Boya ligeramente sumergida para mantener la tubería 4.- Punto de acoplamiento de los tubos 5.- Central eléctrica 6.- Salida de agua usada 7.- Punto de toma de agua templada 8.- Filtro de agua templada 9.- Equipo para preparar el hielo Figura 56. Buque Le Tunisie, donde G. Claude (1934) modeló la conversión de la energía termo-oceánica. Página 49Marco Conceptual
  • 51.
    La tendencia quese ha venido siguiendo en los últimos años demuestra el incremento de las plantas que trabajan sobre la base de ciclos cerrados con amoníaco, como lo evidencian las producciones de mini OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion). En 1979, cerca de las islas Hawai, comenzó a funcionar una mini OTEC con potencia máxima de 53 kW, que descargaba a acumuladores (ver figura 57). El agua se extraía a 700 metros de profundidad, con tuberías de polietileno de 50 cm de diámetro interior. Figura 57. Planta mini-OTEC cerca de las costas de Hawai. En relación con las perspectivas de esta tecnología, según los especialistas de OTEC, el empleo del gradiente termoceánico es especialmente valorable en las islas. Los pronósticos arrojan que el crecimiento energético mundial para las islas de Estados Unidos, para 2010, puede alcanzar los 10 GW. En la zona del golfo de México se pueden alcanzar entre 55 y 100 GW, mientras que en el resto de los mares y océanos, entre 20 y 60 GW. El costo actual de la tecnología OTEC disponible es elevado y se plantea que para los próximos 50 años el costo puede llegar a ser comparable al de la electricidad producida a partir de petróleo. Finalmente, la energía térmica de los océanos es una técnica que produce entusiasmo y, a la vez, oposición. Los que se alinean a su favor la ven como una aplicación provechosa de una fuente abundante, y los que se oponen esgrimen el costo de sus fallas técnicas. Cualesquiera sean las posiciones que se asuman, el hombre en su afán de descubrimiento, ha desarrollado instalaciones que no muchos años atrás las consideraría como ficción del devenir de la ciencia y la técnica, y a veces “es más difícil pelear contra el hombre que contra la naturaleza” (palabras de G. Claude en su conferencia en la Academia de Ciencias de Cuba, 9 de octubre de 1930). Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 50
  • 52.
    3. FOMENTO DELAS ERNC EN LOS PAISES DESARROLLADOS En el capítulo anterior se mostraron las distintas opciones de utilización de energías renovables, de las cuales un gran espectro está disponible comercialmente y otras en etapas de investigación y desarrollo. Sin embargo, estas opciones chocan con dos barreras principales: i) barreras económicas, resultado de la competitividad de costos de inversión en relación con las alternativas tradicionales, y ii) barreras regulatorias, por falta de incentivos para la inversión o mejoramientos operativos. En el presente capítulo, se intentará mostrar el desarrollo y fomento a las ERNC en los países con mayor avance en el tema, lo cual dará una idea hacia donde se tendrá que apuntar para desarrollar estas energías en los países con menos desarrollo. 3.1 ERNC en Estados Unidos Estados Unidos fue el primer país en contar con políticas de promoción para la energía renovable. En 1978 decretó una ley nacional de tarifas de entrada (PURPA), que otorga hasta el día de hoy, incentivos tarifarios a las ERNC. Las políticas de la entrada (el Estado fija un precio mínimo de ingreso al mercado) fueron adoptadas después en Dinamarca, Alemania, Grecia, India, Italia, España y Suiza a comienzo de los ´90. La capacidad instalada de energía eólica es de 6.700 MW, lo que sitúa a EE.UU. en el tercer lugar a nivel mundial. Sin embargo, esta posición es relativa al tamaño del mercado y no significa que este tipo de tecnología esté siendo preferida para la generación eléctrica. De hecho, la generación a partir de esta fuente es menor al 1% (0,78%) de la electricidad generada en todo el país. En contraste, se puede establecer que el potencial estimado es 3 veces la electricidad generada. En el cuadro 4 se muestra la capacidad instalada según la fuente de energía renovable, a fines de 2004. En Estados Unidos existen más de 200 programas de incentivo a la generación de electricidad a través de energías renovables. Estas herramientas de fomento son específicas y varían de un estado a otro. Algunas se basan en créditos de impuestos (disminución) para la generación de energía solar y geotermal, crédito al combustible (alcohol), subvenciones tarifarias (centavos de dólar por kWh generado), entre otros. Capacidad instalada de ERNC en EEUU (2004) Tipo de ERNC MW Mini Hidráulicas 300 Eólica 6.700 Biomasa 7.200 Geotérmica 2.500 Solar Fotovoltaica 100 Solar Térmica 400 Mareomotriz 0 Total ERNC 20.000 Grandes Hidráulicas 90.000 Total capacidad instalada 860.000 Cuadro 4. Página 51Fomento de las ERNC en los países desarrollados
  • 53.
    3.2 ERNC enla Unión Europea 3.2.1 Generalidades Europa ha avanzado con determinación en promover las energías renovables. Este interés se ha canalizado a través de la Comisión Europea, en particular, en su Libro Verde “Hacia una estrategia europea de seguridad del abastecimiento energético” (2000), y en su Comunicación sobre “La cooperación en materia de energía con los países en vías de desarrollo”. La Unión Europea ha hecho una contribución práctica y concreta en el ámbito de las energías renovables, aportando soluciones, tanto técnicas como institucionales. Europa es la pionera en el desarrollo y aplicación de técnicas modernas relativas a las energías renovables. Entre 1990 y 2000, Europa Occidental -con un 16% del consumo mundial de energía- representó 31% del incremento mundial de la electricidad generada a partir de biomasa; 48% del incremento de la energía producida por pequeñas centrales hidráulicas, y 79% del incremento de la electricidad producida por energía eólica. La Unión Europea y sus estados miembros han sido pioneros en establecer medidas políticas y normativas, como los objetivos, y los sistemas financieros necesarios para impulsar el progreso de las energías renovables. Las empresas europeas no se quedan atrás, ya que están a la vanguardia de la tecnología mundial en energías renovables. 3.2.2 Legislación Desde 1997, la Unión Europea (UE) está trabajando para lograr el objetivo general de tener en 2010, un 12% de su consumo interno bruto de energía (UE-15)1 , sobre la base de energías renovables, frente al 5,2% en 1995. El principal obstáculo con que topa este objetivo es el desequilibrio entre los diferentes niveles de compromiso y de desarrollo de las energías renovables en los distintos países miembros. Para impulsar los avances, la Unión Europea definió en 2000, y dentro de un marco legislativo, dos objetivos relativos a las fuentes de energía renovables: b Incrementar hasta en 22% la cuota de electricidad generada a partir de energías renovables en la UE-15 para 2010 (frente al 14% en 2000), e b Incrementar hasta el 5,75% la cuota de biocarburantes en el gasóleo y la gasolina utilizados para el transporte para 2010 (frente al 0,6% en 2002). Los diez nuevos estados miembros de la UE (UE-10)2 , deben ajustarse a las disposiciones de la Directiva 2001/77/CE de “Promoción de la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables”. En este sentido, el Tratado de Adhesión fija objetivos indicativos nacionales relativos a la cuota de la electricidad generada a partir de fuentes de energías renovables en cada nuevo Estado miembro. Estos objetivos se traducen en un objetivo colectivo del 21% para la Europa de los Veinticinco (UE-253 ). 1 UE-15: Países miembros de la UE hasta antes del 01/05/2004 (Austria, Bélgica, Dinamarca, Finlandia, Francia, Alemania, Grecia, Irlanda, Italia, Luxemburgo, Portugal, España, Suecia, Holanda e Inglaterra). 2 UE-10: Nuevos países integrados a la UE desde el 01/05/2004 (Lituania, Letonia, Eslovenia, Eslovaquia, República Checa, Polonia, Chipre, Estonia, Malta y Hungría). 3 UE-25: UE desde el 01/05/2004, UE-15 + UE-10. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 52
  • 54.
    Para lograr estosobjetivos, desde 2000 la comisión ha adoptado y ha propuesto un considerable número de nuevos instrumentos jurídicos, destinados a promocionar la energía renovable y la eficiencia energética. A manera de ejemplo, se pueden citar algunos instrumentos jurídicos que han sido adoptados como legislación: b Directiva 2001/77/CE, relativa a la promoción de la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables en el mercado interior de la electricidad (DO L 283 de 27.10.2001). b Directiva 2003/30/CE, relativa al fomento del uso de biocarburantes u otros combustibles renovables en el transporte (DO L 123 de 17.5.2003). b Directiva 2004/8/CE, relativa al fomento de la cogeneración sobre la base de la demanda de calor útil en el mercado interior de la energía (DO L 52 de 21.2.2004). b Directiva 2003/96/CE, por la que se reestructura el régimen comunitario de imposición de los productos energéticos y de la electricidad (DO 283 de 31.10.2003, p. 51). Otras propuestas en estudio son l as siguientes: b COM (2003)453 de 1.8.2003, sobre requisitos de diseño ecológico aplicables a los productos que utilizan energía, y b COM (2003)739 de 10.12.2003, sobre la eficiencia del uso final de la energía y los servicios energéticos. Todos los Estados miembros de la UE-25 se han fijado objetivos nacionales en relación con la cuota de producción de electricidad a partir de fuentes de energías renovables. Sin embargo, es difícil por el momento prever si las políticas desarrolladas y las medidas adoptadas en los países de la UE permitirán alcanzar estos objetivos para 2010. Puede calcularse, a pesar de todo, que si la tendencia actual continúa, para 2010 entre 18% y 19% del consumo de electricidad se generará a partir de energías renovables4 . 3.2.3 Desarrollo de las ERNC en la UE En general, pueden distinguirse tres grupos de países que se encuentran en etapas más o menos avanzadas en el camino hacia las energías renovables: Alemania, Dinamarca, España y Finlandia Han adoptado políticas energéticas que les deberán permitir alcanzar los objetivos nacionales fijados. b Dinamarca, si mantiene su enfoque activo, no tendría problemas en alcanzar su objetivo propuesto para 2010 (29%). Dinamarca ha incrementado la cuota de electricidad obtenida a partir de fuentes de energía renovables desde el 8,9% en 1997 al 20% en 2002. b Alemania ha incrementado la cuota desde el 4,5% en 1997 al 8% en 2002 (objetivo nacional del 12,5%). b España es el segundo país europeo en lo que respecta a la energía eólica, aunque debería conceder más prioridad a su política en materia de biomasa. b En Finlandia, la contribución de la electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables, pasó de 7 TWh en 1997 a 10 TWh en 2002, sin contar la hidráulica. Aunque 2002 fue malo para la energía hidráulica en Finlandia, la evolución de la biomasa ha sido impresionante en los últimos años. 4 Informe Final de la Directiva 2001/77/CE. http://europa.eu.int/scadplus/leg/es/lvb/l27058.htm Página 53Fomento de las ERNC en los países desarrollados
  • 55.
    Austria, Bélgica, Francia,Irlanda, Países Bajos, Reino Unido y Suecia Han empezado a adoptar políticas y medidas que les podrían permitir alcanzar los objetivos fijados. b Reino Unido y los Países Bajos han invertido activamente en una nueva política, aunque todavía no se han visto todos los resultados. b Irlanda ha establecido un sistema de ayudas a través de licitaciones, pero persisten grandes dificultades para conectar los parques eólicos a la red. b Bélgica cuenta desde 2002 con un nuevo sistema de certificados verdes. Por el momento, no se han registrado resultados visibles. b Francia creó recientemente un nuevo sistema de tarificación. El atractivo de las tarifas, sin embargo, se ve reducido por el límite máximo de 12 MW impuesto para cada proyecto. Esto afecta en particular a la energía eólica. Además, la lentitud de los procedimientos de aprobación y los problemas de conexión a la red siguen constituyendo obstáculos importantes. b Suecia, en mayo de 2003, puso en marcha un sistema de certificados verdes. La generación de electricidad a partir de energías renovables apenas creció en Suecia entre 1997 y 2002. Pero desde 2003 los signos parecen ser mucho más prometedores; y b Austria cuenta con buenas perspectivas de crecimiento. Esta evolución se debe a las tarifas de introducción de energía renovable a la red eléctrica, aplicadas desde enero de 2003. No se excluye, sin embargo, un reajuste del mecanismo de apoyo con nuevas exigencias en materia de eficiencia. Grecia y Portugal Deberán reforzar sus políticas, que no les permiten alcanzar sus objetivos. Trabas administrativas dificultan la explotación del elevado potencial que existe tanto en energía eólica como de biomasa o solar. b Portugal ha incrementado su producción no hidráulica de electricidad generada a partir de fuentes de energía renovables sólo en 1 TWh desde 1997. Necesita aumentar todavía 14 TWh para lograr su objetivo nacional. b La situación en los nuevos Estados miembros será evaluada por primera vez en 2006. Unión Europea En lo que se refiere a las diferentes fuentes de energías renovables utilizadas para la producción de electricidad, parece ser que la UE debería confiar especialmente en el desarrollo de tecnologías que utilizan el viento, el sol y la biomasa. b Energía eólica: el sector europeo cuenta con el 90% del mercado mundial de equipos. Alemania, España y Dinamarca suponen por sí solos un 84% de la capacidad de producción europea. b Biomasa: el desarrollo de tecnologías vinculadas a la biomasa sufre de una mala coordinación de las políticas y de un apoyo financiero insuficiente. Sólo Dinamarca, Finlandia y el Reino Unido experimentan una curva de crecimiento importante de esta fuente de energía. Sin embargo, en la mayor parte de los nuevos Estados miembros existe un potencial importante de utilización de la biomasa para generar tanto electricidad como calor. b Electricidad fotovoltaica: la producción de electricidad fotovoltaica es aún escasa, Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 54
  • 56.
    aunque esta formade energía puede, más a largo plazo, experimentar un desarrollo importante en la UE. Sin embargo, esto sólo será posible si se crea un marco político fiable, que permita a las empresas del sector fotovoltaico rentabilizar su inversión. 3.2.4 Sistemas de Incentivos La energía hidroeléctrica y las utilizaciones tradicionales de la madera son competitivas respecto de las formas de energía clásicas, mientras que la energía eólica se acerca al umbral de rentabilidad en algunas zonas donde la velocidad media de los vientos es elevada. El costo de numerosas formas de energía renovable como, por ejemplo, la electricidad generada a partir de la biomasa y los biocarburantes sigue siendo dos veces (incluso más) superior al de sus competidores clásicos, si se comparan por separado sin tener en cuenta las incidencias sobre el costo del sistema energético en su conjunto. Otras, como la energía fotovoltaica, son todavía más caras. Históricamente, todas las fuentes de energía se han beneficiado en algún momento para su desarrollo, de financiamiento público y de un respaldo de los riesgos por parte de los estados. Para incentivar el desarrollo de las fuentes de energía renovables existen diferentes medios a disposición de los estados miembros, como las tarifas de introducción de energía renovable a la red eléctrica, los certificados verdes, los mecanismos basados en el mercado, las exenciones de impuestos, etc. Todos los sistemas de apoyo a la generación de electricidad de origen renovable comparten un mismo fundamento de fondo: la necesidad de establecer un mecanismo económico que permita hacerlas competitivas frente a las fuentes energéticas convencionales. El sistema de apoyo a las ERNC que actualmente prevalece en la UE-15, es el de tarifas o primas mínimas, un sistema conocido bajo la denominación genérica inglesa de Renewable Energy Feed-in Tariffs (REFIT). Con este sistema, los generadores de electricidad renovable venden toda su producción a un precio fijado legalmente en su totalidad (tarifa fija total) o en parte (prima o incentivo fijo), quedando la cantidad de electricidad a producir en manos del mercado. En la mayoría de los países donde se aplica este sistema, el cobro del precio o prima queda, además, garantizado durante un período de tiempo que oscila entre un mínimo de 10 años y un máximo que coincidiría con la vida útil de la instalación. Los sistemas REFIT han demostrado, en general, ser muy eficaces para promover la producción de electricidad de origen renovable, siempre que la tarifa o incentivo se sitúe en un nivel suficientemente elevado para asegurar rentabilidades atractivas. El ejemplo más evidente de ello lo constituye el caso de Alemania, España y Dinamarca. De los 34.073 MW de potencia eólica en funcionamiento en la UE-15 al 31 de diciembre de 2004, el 82% se concentró en estos tres países, que fueron los primeros en apostar por los sistemas REFIT. Esto no se trata sólo de una constatación histórica, sino todo lo contrario: las cifras de crecimiento eólico de 2003 indican que el 72% de la nueva potencia se instaló en esos mismos tres países. A la vista de este éxito, no es extraño que otros países europeos, como Portugal, Grecia, Francia, Austria y Holanda, hayan decidido más recientemente apostar por este sistema de apoyo. Sin embargo, algunos países con tarifas REFIT atractivas como, por ejemplo Grecia, no han conseguido despegar en su desarrollo eólico debido a las graves barreras existentes a nivel administrativo y de conexión a Página 55Fomento de las ERNC en los países desarrollados
  • 57.
    la red. Éstees un buen ejemplo de que un buen sistema de incentivo, entendido en sentido amplio, requiere algo más que un régimen económico de tarifas o incentivos atractivos. Otro sistema de apoyo, de origen más reciente, es el sistema de cuota y certificados verdes. Este sistema de apoyo a las energías renovables se caracteriza por la imposición legal a los consumidores, distribuidores o generadores de electricidad, según sea el caso, que un determinado porcentaje o cuota, por lo general creciente en el tiempo, de su suministro o producción de electricidad provenga de fuentes de energía renovables. Al término de cada período sucesivo considerado, habitualmente un año, los sujetos obligados por la cuota deben demostrar su cumplimiento mediante la entrega, a la correspondiente Autoridad Regulatoria Nacional (ARN), de una cantidad de certificados verdes equivalentes a la cuota fijada. Un certificado verde equivale habitualmente a un MWh renovable. Los certificados son otorgados inicialmente de forma gratuita por la ARN a los generadores de electricidad con fuentes renovables. Los generadores disponen así de dos bienes o “commodities” diferentes que venden en el mercado: por un lado, la electricidad física y, por otro lado, los certificados verdes como atributos de los beneficios ambientales asociados a cada unidad de electricidad física producida a partir de fuentes renovables. Sin embargo, a juicio de la Asociación de Productores de Energías Renovables (APPA), los sistemas de cuota y certificados verdes presentan dos defectos: por un lado, son más complejos en su diseño y funcionamiento, aumentando la burocracia y, al establecer una cuota única, las tecnologías menos maduras quedan automáticamente fuera del mercado, ya que la cuota se tiende a cumplir siempre con las tecnologías de menor costo marginal. Los sistemas de apoyo presentes en la UE-15 se presentan en el cuadro 5. Sistemas de apoyo a ERNC en la UE, 2005 País Sistemas de apoyo Austria REFIT Bélgica Cuota y certificados verdes (por regiones) Dinamarca REFIT Finlandia REFIT + ayuda a la inversión + crédito fiscal Francia REFIT + subastas Alemania REFIT Grecia REFIT + ayudas a la inversión + créditos fiscales Irlanda Subastas Italia Cuota y certificados verdes Luxemburgo REFIT +ayudas a la inversión Portugal REFIT +ayudas a la inversión España REFIT Suecia Cuota y certificados verdes Holanda REFIT + exensión ecotasa Reino Unido Cuota y certificados verdes Cuadro 5. 3.2.5 Situación de los Principales Países Productores de ERNC de la UE 3.2.5.1 Alemania Gracias a la estabilidad de los incentivos políticos, los progresos en la producción renovable de electricidad han sido muy dinámicos en Alemania en los años recientes. La energía eólica demostró el crecimiento más fuerte. En segundo lugar, está la hidroelectricidad, la que -sin embargo- no ha tenido ningún desarrollo significativo durante los últimos cinco años. La electricidad de la biomasa, incluyendo la fracción biodegradable de la basura municipal, es el tercero. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 56
  • 58.
    El objetivo propuestopor Alemania es contar con 12,5% de consumo de la electricidad y 4% de la energía proveniente de ERNC para 2010 (para 2020, se espera un 20% de consumo de electricidad y 10% del consumo de energía). Un nuevo sistema REFIT impuso desde 2004 una disminución en las tarifas para la energía eólica on-shore y un aumento en el precio para la electricidad proveniente de biomasa y geotermia, y además fijó un precio mínimo de entrada para la energía proveniente de grandes centrales hidráulicas. Los potenciales parcialmente explotados y la capacidad limitada de la red en la parte norte de Alemania, actualmente están obstaculizando el crecimiento de la energía eólica on-shore. La energía eólica off-shore se está desarrollando más lentamente que lo previsto debido a los altos costos y a los problemas técnicos sin resolver (gran distancia de la tierra y la profundidad del agua). El desarrollo de la biomasa es más lento que lo previsto, debido a la incertidumbre del precio del combustible y a los altos costos de la infraestructura. La mayoría de los insumos baratos (residuos de la madera) ya se están explotando. La nueva ley de energía renovable tendrá un impacto importante en la energía eólica, la biomasa y la energía generada por grandes centrales hidroeléctricas. Las relativamente altas tarifas de entrada sumadas con subsidios de inversión razonables y préstamos, han generado un mercado considerable de ERNC. 3.2.5.2 España La producción de la electricidad renovable en España tiene a la energía hidráulica como el agente más importante de las ERNC, con una contribución de alrededor de 16 TWh en 2002, que corresponde hasta el 41% de la producción total de ERNC para ese año. Sin embargo, España utiliza una definición distinta para la clasificación de las centrales hidráulicas a la utilizada comúnmente en la UE. En España se considera como mini centrales a todas aquellas centrales con una capacidad de producción inferior a 50 MW, mientras el resto de la UE establece 10 MW como máximo. El objetivo de España es alcanzar en 2010 un 29,4% de consumo neto de la electricidad, proveniente de ERNC. En 1997, España introdujo un programa para apoyar el desarrollo de las ERNC, que ha dado lugar a un crecimiento enorme en su capacidad instalada. Las tarifas REFIT y los premios proporcionaron alta transparencia y seguridad en el mercado, y son por lo tanto, el promotor principal para este crecimiento. Después de Alemania, España es el país más favorable para las inversiones en energía eólica. El crecimiento en la producción de la electricidad a través de parques eólicos ha sido impresionante. España alcanzó 10.028 MW a finales de 2005, superando a EE.UU. (9.142 MW) y ubicándose en el segundo lugar a nivel mundial. Por otra parte, la producción de ERNC de la biomasa fue de 300 MW en 2004. El marco jurídico para la producción de electricidad en base a las ERNC se encuentra en el Real Decreto 436/2004, el cual establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción eléctrica en régimen especial. Página 57Fomento de las ERNC en los países desarrollados
  • 59.
    3.2.5.3 Dinamarca Con laelección del nuevo gobierno a fines de 2001, se produjeron profundos cambios en las políticas energéticas y en los objetivos existentes. La mayoría de los esquemas de promoción para las ERNC fueron suprimidos. La introducción de un mercado de certificados verdes ha sido anunciada, pero hasta 2004 no se había ejecutado. A excepción del primer gran parque eólico (170 MW) off-shore, terminado en 2003, el fuerte desarrollo de las ERNC observado en los años 90 se ha detenido. Como resultado, durante 2004 la capacidad instalada aumentó sólo en un 0,3% (10 MW). El objetivo propuesto por Dinamarca es alcanzar en 2010, un 29% de consumo neto de la electricidad en base a ERNC. Si bien es importante destacar el rol de Europa en torno a las ERNC, ya que se encuentran a la vanguardia tecnológica e institucional, la Unión Europea, incluso ampliada a 25 miembros, sólo representará un 7% del crecimiento del consumo de energía mundial entre 2000 y 2020. Se prevé que más de una tercera parte de este crecimiento corresponderá a China y a la India. Por ello, las decisiones que se adopten en estos países y en otros países en vías de industrialización, tendrán una influencia cada vez mayor en el nivel y en la estructura de consumo mundial de energía. En ese sentido, es importante destacar que los países desarrollados deben cumplir las promesas realizadas en la cumbre de Bonn en 2004, donde se comprometieron a ofrecer ayuda a países en desarrollo para el uso de energía renovable, incluida financiación, tecnología, expertos y gestión. 3.3 ERNC en otros países 3.3.1 China Según estimaciones del gobierno chino, son 20.000 aldeas rurales, con cerca de 30 millones de habitantes, las que todavía están sin energía, y el 60% de la población rural utiliza fuego al aire libre para cocinar y calefaccionarse. China cuenta con 37.000 MW de potencia instalada en base a ERNC, lo que equivale a 8,4% de su capacidad instalada total. Esto se basa principalmente en energía proveniente de minicentrales hidráulicas (34.000 MW). Más de la mitad de la capacidad instalada en Pequeñas Centrales Hidráulicas (PCH) en el mundo está en China. Allí el crecimiento continúa, ya que durante 2004 se agregaron casi 4 GW de capacidad. Sin embargo, es necesario aclarar que el criterio utilizado en China para clasificar una minicentral, es distinto al empleado por la mayoría de los países. China define como minicentral a aquellas menores a 50 MW, mientras que en la UE (exceptuando España), el límite es 10 MW. China también destaca por su energía eólica instalada, con 1.260 MW, en 2005. Los objetivos propuestos por China en relación a las ERNC, son alcanzar un 10% de la capacidad eléctrica (60.000 MW) y un 5% de la energía primaria a 2010; para 2020 se espera alcanzar un 10% de la energía primaria. Dentro de estos objetivos, China quiere producir 10.000 MW de energía eólica, en 2010 y 20.000 MW en 2020. Por ello ha preparado una legislación para promover la energía eólica. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 58
  • 60.
    Durante el primersemestre de 2005, China decretó una política de tarifas REFIT que forma parte de una ley tendiente a la promoción de la energía renovable decretada en febrero de 2005. Esta ley define a la energía eólica y la energía solar como prioridades en la “Estrategia de la energía de China”. China y otros países en vías de desarrollo han emergido como fabricantes de paneles y celdas solares fotovoltaicas (FV). La capacidad china de producción de paneles se duplicó durante 2004 (de 50 MW a 100 MW), y la capacidad de la producción de celdas aumentó a 70 MW. La capacidad de producción podría duplicarse otra vez en 2005, debido a los planes anunciados por la industria. 3.3.3 India Entre los países en vías de desarrollo, la India fue el primero en establecer las tarifas de entrada, seguida por Sri Lanka, Tailandia e Indonesia. En 2002 fue decretado el Plan de Energías Renovables, que tiene validez hasta 2012 y cuyo objetivo es promover las ERNC (principalmente la solar), para lograr un 10% de su capacidad eléctrica en base a estas fuentes energéticas en 2012 (10.000 MW). India ocupa un lugar destacado en energía eólica instalada a nivel mundial, con cerca de 4.400 MW. Existe un creciente aumento de las fuentes de financiamiento para el desarrollo de ERNC y así encontrar maneras de atenuar los riesgos para los inversionistas privados. Uno de los mejores ejemplos es la Agencia del Desarrollo de la Energía Renovable de la India (IREDA), que ha proporcionado casi US$ 1,5 billones para financiar el desarrollo de 2,5 GW de energías renovables desde su inicio en 1987. La India tiene 8 fabricantes de celdas y 14 fabricantes de paneles solares. El mayor productor solar de paneles fotovoltaicos de la India, Tata BP Solar, aumentó su capacidad de producción de 8 MW en 2001 a 38 MW en 2004. 3.3.4 Australia Según la Asociación Australiana de Energía Eólica (AusWEA), la capacidad instalada casi se duplicó en 2004, de 198 MW instalados en 2003, a 746 MW a finales de 2005. Sin embargo, el potencial de crecimiento para los nuevos proyectos de energía eólica es enorme. Según AusWEA, Australia tiene el potencial eólico más abundante del planeta y una capacidad de la red que, con ajustes de menor importancia, podría potencialmente acomodar hasta 8.000 MW de energía eólica. Actualmente existen 1.350 MW en proyectos eólicos recientemente aprobados, en construcción o en otra etapa de desarrollo. Página 59Fomento de las ERNC en los países desarrollados
  • 61.
    4. UNA MIRADAA LA SITUACIÓN DE LAS ERNC EN CHILE A comienzos de 2005 y como resultado de un proceso que comenzó en agosto de 2003, la Comisión Económica para América Latina y el Caribe (CEPAL) y la Organización de Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE), presentaron un informe sobre los resultados de la evaluación del desempeño ambiental de Chile. Parte de las recomendaciones de este informe estuvieron directamente vinculadas con el uso eficiente de la energía y el desarrollo de las energías renovables. La demanda de electricidad de Chile crece anualmente dos puntos porcentuales por sobre el producto interno bruto (PIB); es decir, en torno al 7% (se calcula entre un 6 y 7,5% en el período comprendido entre 2005 y 2006, y a largo plazo entre un 5 y 6%). Ello obliga a materializar proyectos en generación que aseguren el abastecimiento de energía, y a la vez que las fuentes primarias sean diversas. Históricamente la matriz energética de Chile ha contado con una participación importante de energías renovables, representada principalmente por la energía hidráulica convencional, utilizada para generación eléctrica. Esta participación ha disminuido en los últimos años producto del crecimiento de sectores que tienen un consumo intensivo de derivados del petróleo, como el transporte, y del aumento de la capacidad de generación eléctrica térmica a partir de gas natural. Sin perjuicio de ello, la participación de las energías renovables (hidroelectricidad) sigue siendo significativa en el abastecimiento energético nacional (ver cuadro 6). Sistemas eléctricos de Chile, potencia instalada a diciembre de 2004 Renovable No Renovable Hidráulica Eólica Biomasa Térmica Sistema MW % MW % MW % MW % SING 13 0,4 0 0 0 0 3.620 99,6 SIC 4.119 59 0 0 153 2 3.108 39 Aysén 17 50 2 6 0 0 15 44 Magallanes 0 0 0 0 0 0 78 100 Total 4.649 40 2 0 153 1,3 6.822 58,7 Cuadro 6 SING = Sistema Interconectado del Norte Grande SIC = Sistema Interconectado Central Fuente: Comisión Nacional de Energía La experiencia ocurrida a raíz de la crisis del gas natural, debido a las restricciones de abastecimiento desde Argentina, sumado a la inestabilidad de los mercados del petróleo, estimulan a incrementar la diversificación de las fuentes energéticas del país. Dada la particular geografía del territorio chileno (desierto en el norte, recursos hídricos en el sur, cadenas montañosas y manifestaciones volcánicas, costa a lo largo de todo el territorio), se estima un gran potencial para la utilización de ERNC. Sin embargo, su desarrollo se ha visto frenado por algunas barreras, tales como: i) la inexistencia de estímulos a la inversión; ii) incertidumbre de los mercados; y iii) la inexistencia de un marco legal y regulatorio específico para estas tecnologías. El gobierno, dando una clara señal de estímulo al desarrollo de las ERNC, ha comenzado a desarrollar programas tendientes a superar Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 60
  • 62.
    estas barreras. Asíse está dando un impulso a estas tecnologías, de manera que a futuro ya se pueda ver un porcentaje significativo de ERNC en la matriz energética del país. En efecto, la Comisión Nacional de Energía (CNE) estima el 5,3% para 2015 y 17,5% para 2025, de la matriz energética nacional con este tipo de energía. 4.1 Fomento al uso de ERNC En Chile no existen limitaciones reglamentarias a la incorporación de fuentes de ERNC; sin embargo, sólo a partir de 2004 y tras la publicación de la Ley N° 19.940, se indican incentivos para invertir en este tipo de fuentes. Con anterioridad a la introducción de modificaciones legislativas, el desarrollo de las ERNC estaba supeditado a su competitividad, tanto en precios como en calidad y seguridad del suministro, frente a las fuentes convencionales. Sin embargo, existían distorsiones del mercado, principalmente debido a una sensación de riesgo para el inversionista asociado a la falta de regulación específica. Esta situación impidió un mayor desarrollo de las ERNC. En ese sentido la autoridad, a través de la CNE, se ha propuesto identificar y eliminar las barreras distintas a las económicas, para fomentar el desarrollo de las ERNC. El 7 de enero de 2000 fue publicada en el Diario Oficial la Ley N° 19.657 “Sobre Concesiones de Energía Geotérmica”. Esta ley define las condiciones reglamentarias para la participación de empresas privadas en las actividades de exploración y explotación de esta fuente energética. Además, reglamenta las relaciones entre los concesionarios, el Estado, los dueños del terreno superficial, los titulares de pertenencias mineras y las partes de los contratos de operación petrolera o empresas autorizadas por ley para la exploración y explotación de hidrocarburos, y los titulares de derechos de aprovechamiento de aguas. El 13 de marzo de 2004 fue publicada en el Diario Oficial la Ley N° 19.940 y el 19 de mayo de 2005 ocurrió lo mismo con la Ley N° 20.018, ambas del Ministerio de Economía y Energía, y conocidas como las leyes Corta I y II. Con estas leyes se dio por primera vez un trato diferenciado a las fuentes de ERNC, mejorando la viabilidad técnica y económica de este tipo de proyectos, ya que se liberó total o parcialmente del pago de peaje de transmisión troncal a las fuentes generadoras menores a 20 MW. Además se aseguró el derecho a la venta de potencia y energía al mercado mayorista para cualquier generador, independiente de su tamaño y se aseguró mayor estabilidad en los precios, los que se pueden fijar a largo plazo (hasta por 15 años). También se indica en ese cuerpo legal, el derecho a ofrecer en las licitaciones reguladas, a las empresas distribuidoras, hasta el 5% del total de demanda destinada a clientes regulados. El 24 de enero de 2005 el Estado, a través de su Ministerio de Economía y Energía, lanzó el Programa País de Eficiencia Energética (PPEE), orientado a mejorar la productividad y la sustentabilidad del país. En el marco de este programa, en agosto de 2005, la CNE y el Ministerio de Economía y Energía firmaron un acuerdo de afiliación con la Asociación Internacional para las Energías Renovables y la Eficiencia Energética (AEREE), con el objetivo de fomentar el conocimiento sobre las energías renovables y la eficiencia energética. Son 28 países y 100 organizaciones los que forman parte de esta alianza. A través de la AEREE se comparten conocimientos y se difunden las buenas prácticas, con el fin de superar las barreras al desarrollo de la energía renovable y la eficiencia energética. Página 61Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
  • 63.
    A lo anterior,se suman los esfuerzos que realizan la CNE y la Corporación de Fomento a la Producción (CORFO), para promover el desarrollo de una cartera de proyectos, a través del Programa de “Promoción y atracción de inversiones para la generación de energías a partir de fuentes renovables”. Así, el Estado se comprometió a otorgar subsidios para materializar una cartera de proyectos. Sólo pueden participar de este beneficio empresas privadas que contemplen iniciativas inferiores a 20 MW y que presenten costos iguales o superiores a US$ 400.000, pero inferiores US$ 2 millones. El Programa Nacional de Electrificación Rural (PER), creado por la CNE, a fines de 1994, ha constituido un fuerte estímulo para el desarrollo de las ERNC, fuera del sistema de distribución. El Gobierno de Chile se comprometió a alcanzar una cobertura de 90% de viviendas rurales electrificadas a nivel nacional y regional hacia 2006 y mejorar la calidad del abastecimiento de energía en comunidades aisladas, fomentando el uso de las energías renovables. En el marco del PER, el Fondo para el Medio Ambiente Mundial (GEF) está cofinanciando el proyecto “Remoción de Barreras para la Electrificación Rural con Energías Renovables”. Para este programa, en septiembre de 2001, la CNE, el Ministerio de Relaciones Exteriores y el Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo (PNUD), firmaron un convenio. Gracias a éste, se encuentra en desarrollo el estudio, análisis y preparación de un conjunto de normas chilenas relacionadas con energía fotovoltaica, energía eólica, microturbinas hidráulicas y sistemas híbridos. El detalle de las 45 normas que considera el estudio, se muestran en el Anexo. 4.2 Situación de las ERNC en Chile. 4.2.1 Energía Hidráulica La energía hidráulica es el recurso natural más importante de Chile, ambientalmente limpio, renovable y económico. Según información disponible por Endesa para 2005, el potencial de este tipo de energía se estima en cerca de 28.000 MW, de los cuales sólo 3.750 MW se encuentran en operación (13%); 312 MW en centrales en construcción (1%) y 10.430 MW de futuros proyectos (37%). Por otro lado, es del caso señalar que los recursos para generación hidroeléctrica de la zona austral tienen independencia hidrológica con las cuencas de la zona central de Chile. En el cuadro 7 se muestran las centrales hidroeléctricas del Sistema Interconectado Central (SIC). Si bien la energía hidráulica es una fuente renovable, existe la tendencia a no incluir los proyectos de mayor escala en las ERNC, y las organizaciones del Estado a cargo del tema indican sus clasificaciones particulares. Lo anterior guarda relación directa con la institucionalidad (régimen de regulación) o incentivos gubernamentales al desarrollo de las ERNC. En el caso chileno, la CNE sólo considera como ERNC a las mini y micro centrales hidroeléctricas con potencias menores a 1.000 kW (1 MW); debido a su menor nivel de implementación y a que en los sectores rurales constituyen una alternativa para la provisión de electricidad. El cuadro 8 muestra la clasificación de las centrales hidráulicas según la CNE. Actualmente se contabilizan alrededor de 110 instalaciones de este tipo en el país, destinadas principalmente a la electrificación de viviendas y a telecomunicaciones. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 62
  • 64.
    Dentro del ProgramaPaís de Eficiencia Energética (PPEE), uno de los proyectos destacados, corresponde a la certificación ciudadana de eficiencia energética y energías renovables “Electricidad Verde”. Esta certificación trabaja con estándares de la red europea de electricidad verde y apunta a un mercado potencial en expansión en materia de certificación, que se traducirá en comercializar electricidad de manera compatible con una producción limpia y renovable, acorde con lo establecido en el Protocolo de Kyoto. En junio de 2005 fueron certificadas las primeras centrales hidroeléctricas de pequeña escala, las que corresponden a: b La Microcentral de Pallaco, fue construida con fondos del PNUD, otorgados por el gobierno de Japón. Tiene una capacidad de generación de 15 kW y está en operación desde 2001. La microcentral abastece a toda la comunidad de Pallaco, compuesta por 19 familias mapuches, tanto en el 100% de los hogares como en el alumbrado público. Esta microcentral no está conectada a la red. b Central Eyzaguirre, de la Asociación de Canalistas Sociedad del Canal Maipo de la comuna de Puente Alto, en operaciones desde 2003. Tiene una producción anual esperada del orden de los 9,58 GWh y su energía se vende actualmente a una empresa distribuidora de energía eléctrica. b L a E l é c t r i c a P u n t i l l a , d e E P S A (precertificada), ubicada en la comuna de Pirque, está en funcionamiento desde 1924. Es una central de pasada, con una producción anual de 140.000 MWh. Gracias a una repotenciación, en marcha en 2006, opta a esta certificación. Central Hidroeléctrica Rapel. Página 63Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
  • 65.
    Clasificación de GeneradorasHidroeléctricas, según la CNE Clasificación Características Grandes centrales Poseen una potencia superior a los 5 MW. Pequeñas centrales Poseen una potencia superior a 1 MW e inferior a los 5 MW. Minicentrales Poseen una potencia superior a 100 kW e inferior a 1 MW. Microcentrales Poseen una potencia superior a 1,5 kW e inferior a los 100 kW. Hidrocargadores Su potencia es menor que 1,5 kW, generan electricidad en corriente continua, la cual puede aprovecharse para cargar baterías. Cuadro 8. Fuente: Comisión Nacional de Energía. Cuadro 7. Centrales Hidroeléctricas del SIC PROPIETARIO Nombre de la central Año puesta en servicio Tipo central Tipo turbina N° Unidades Caudal m3 /s Altura de caída m Potencia instalada MW ENDESA Los Molles 1952 Pasada Pelton 2 1,9 1153,0 18,0 Rapel 1968 Embalse Francis 5 535,1 76,0 377,0 Sauzal 1948 Pasada Francis 3 73,5 118,0 76,8 Sauzalito 1959 Pasada Kaplan 1 45,0 25,0 12,0 Cipreses 1955 Embalse Pelton 3 36,4 370,0 106,0 Isla 1963-64 Pasada Francis 2 84,0 93,0 68,0 Ralco 2004 Embalse Francis 2 368,0 181,0 690,0 Antuco 1981 Embalse Francis 2 190,0 190,0 320,0 El Toro 1973 Embalse Pelton 4 97,3 545,0 450,0 Abanico 1948-59 Pasada Francis 6 106,8 147,0 136,0 Filiales ENDESA Pehuenche 1991 Embalse Francis 2 300,0 206,0 566,0 Curillinque 1993 Pasada Francis 1 84,0 114,3 89,0 Loma Alta 1997 Pasada Francis 1 84,0 50,4 40,0 Pangue 1996 Embalse Francis 2 500,0 99,0 467,0 AES GENER S.A. Alfalfal 1991 Pasada Pelton 2 30,0 720,5 160,0 Maitenes 1923-89 Pasada Francis 5 11,3 180,0 30,8 Queltehues 1928 Pasada Pelton 3 28,1 213,0 41,7 Volcán 1944 Pasada Pelton 1 9,1 181,0 13,0 COLBÚN S.A. Colbún 1985 Embalse Francis 2 280,0 168,0 400,0 Machicura 1985 Embalse Kaplan 2 280,0 37,0 90,0 San Ignacio 1996 Pasada Kaplan 1 194,0 21,0 37,0 Rucúe 1998 Pasada Francis 2 65,0 140,0 170,0 CENELCA Canutillar 1990 Embalse Francis 2 75,5 212,0 172,0 IBENER S.A. Mampil 2000 Pasada Francis 2 46,0 124,0 49,0 Peuchén 2000 Pasada Francis 2 36,0 236,0 77,0 OTROS GENERADORES Pilmaiquén 1944-59 Pasada Francis 5 150,0 32,0 39,0 Pullinque 1962 Pasada Francis 3 120,0 48,0 48,6 Aconcagua 1993-94 Pasada Pelton 2 20,2 654,3 85,0 Florida 1909-93 Pasada Francis 5 30,0 98,0 28,0 Los Quilos 1943-89 Pasada Pelton 3 22,0 227,0 38,9 Chacabuquito 2002 Pasada Francis 4 25,0 135,0 26,0 Capullo 1995 Pasada Francis 1 8,0 149,5 12,0 Sauce Andes 1909 Pasada Francis 4 20,0 7,0 1,1 Carbomet 1944-86 Pasada Francis 4 24,0 27,0 10,9 Puntilla 1997 Pasada Francis 1 20,0 92,0 14,0 Otros autproductores 7,0 Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 64
  • 66.
    Actualmente, distintos actoresdel sector están desarrollando proyectos de centrales hidráulicas de pequeña escala (capacidad inferior a los 20 MW), y de esta manera, aprovechar los incentivos que se incluyeron en las leyes Corta I y II. Según datos que maneja la Asociación Chilena de Energías Renovables Alternativas A.G. (ACERA), en estos momentos hay en carpeta alrededor de 30 iniciativas entre la IV y X regiones, las que suman un total de 140 MW y una inversión estimada de al menos US$ 210 millones. Esta asociación estima que, en los próximos 10 años, se producirán al menos 300 MW en base a minicentrales. 4.2.2 Energía Eólica Dentro de la información disponible sobre el potencial eólico del país se encuentra el estudio publicado en diciembre de 2003, con el título “Mejoría del conocimiento eólico en el Norte y Centro del País”, el cual fue editado por la CNE y corresponde a una actualización del primer estudio; se encuentra próxima la edición de otro estudio similar que comprendería el resto del país (centro sur). El resultado de estos trabajos es la definición preliminar de las zonas que presentan un mayor potencial para el desarrollo de la energía eólica. Sin embargo, existen críticas a este trabajo en el sentido que es insuficiente, pues se recopilaron datos de viento de estaciones meteorológicas y no en los puntos y alturas específicos, donde se necesitaría estudiar el viento para fines energéticos y así evaluar el potencial (MW) disponible. Además, la National Renewable Energy Laboratory (NREL), desarrolló para la CNE un mapa preliminar del potencial eólico del archipiélago de Chiloé, orientado a la evaluación del recurso para aplicaciones rurales no conectadas a la red. Este mapa ha permitido elaborar una cartera de proyectos híbridos eólico - diésel para abastecer a más de 3.100 familias distribuidas en 32 islas del archipiélago. A lo largo de Chile, las zonas identificadas con potencial eólico explotable, con fines de generación eléctrica, son: b Zona de Calama en la II Región y, eventualmente, otras zonas altiplánicas. b Sector costero y zonas de cerros de la IV Región y, eventualmente, de las otras regiones del norte del país. b Puntas que penetran al océano en la costa de la zona norte y central. b Zonas costeras abiertas al océano y zonas abiertas hacia las pampas patagónicas en las regiones XI y XII. Estas últimas han demostrado tener un excelente recurso eólico. Además, existen estudios desarrollados por empresas privadas interesadas en invertir en esta fuente de energía, y dado su interés estratégico, no se dispone de la información oficial. En el país existe sólo una instalación de energía eólica conectada a un sistema de distribución: la central Alto Baguales, XI Región (ver figura 58). Esta central cuenta con tres aerogeneradores, que tienen una potencia nominal de 660 kW cada uno, los que en conjunto aportan cerca de 2 MW. Desde 2001 esta central se encuentra conectada al Sistema Eléctrico de Aysén, que abastece a 19.000 familias de la zona. Aún cuando este parque eólico es pequeño, se puede usar como un ejemplo “piloto”, que se puede extrapolar, ya sea al Sistema Interconectado Central (SIC) o al Sistema Interconectado del Norte Grande (SING). Página 65Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
  • 67.
    Figura 58. Central eólicaAlto Baguales, Coyhaique, XI Región. Por otra parte, como parte del Programa de Electrificación Rural (PER), se han materializado pequeños proyectos de generación eólica en localidades rurales del país. En octubre de 2000 entró en operación el proyecto Piloto de Generación Eólica en la Isla Tac, en el Archipiélago de Chiloé (X Región). El proyecto corresponde a un sistema híbrido eólico-diésel que consta de dos aerogeneradores de 7,5 kW cada uno. Esta iniciativa ha beneficiado a 79 familias y a 3 centros comunitarios de la isla. Si bien se observa en los comunicados de prensa que están en marcha una serie de iniciativas eólicas (Punta Curaumilla, 9 MW, V Región; parque Lautaro, 60 MW, Coronel; Mejillones, 512 MW, para abastecimiento minero; otros), la realidad es que iniciativas concretas son las indicadas precedentemente. Un aspecto que cabe destacar es que los datos que se disponen generalmente han sido monitoreados con fines meteorológicos y no energéticos, lo cual dificulta los estudios de factibilidad a la hora de materializar proyectos de este tipo. 4.2.3 Energía Geotérmica Chile es un país ubicado, íntegramente, en lo que se conoce como “Cinturón de Fuego del Pacífico”, región del planeta que se caracteriza por su intensa actividad sísmica y volcánica. En relación al potencial geotérmico, el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN) lleva un catastro de manifestaciones termales en Chile, sitios que se estima pueden poseer un potencial geotérmico aprovechable energéticamente. De éstos, la mayoría se encuentran en la Primera y la Décima regiones. A pesar que se estima que la energía geotérmica es abundante a lo largo de todo el territorio nacional (1.235 – 3.350 MW útiles), no ha sido explorada en profundidad, ni utilizada como fuente para generar energía eléctrica y sólo ha sido usada hasta ahora con fines medicinales y turísticos. Se espera que la situación anterior cambie a causa de: a) la disminución de los costos de la tecnología de conversión de energía geotérmica a eléctrica, ocurrida en la década del noventa, y b) la promulgación en enero de 2000 de la Ley Nº 19.657 “Sobre Concesiones de Energía Geotérmica”, la cual establece un marco reglamentario claro y estable para la exploración y explotación de este tipo de energía. Gran parte de las áreas con actividad geotermal en Chile, sino todas ellas, se ubican en, o son vecinas a zonas de reconocida actividad volcánica actual o plio-pleistocena. Actualmente existen 50 volcanes activos a lo largo a la Cordillera de Los Andes y el SERNAGEOMIN lleva a la fecha catastradas oficialmente 275 manifestaciones geotermales de interés. El cuadro 9 resume los sitios más importantes. Según estimaciones realizadas por el Departamento de Geología de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (PUCV), el potencial de utilización de energía geotérmica en las regiones I y II, es para generación eléctrica. Sin embargo, el suministro generado puede abastecer sólo zonas rurales próximas a la fuente termal. En las zonas centro y sur del país existen diversos campos geotermales, que potencialmente pueden usarse para abastecer Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 66
  • 68.
    centros de consumoo conectarse a la red de distribución. Sin embargo, el principal uso de estas fuentes termales es medicinal y turístico. Los efectos de la publicación de la Ley 19.657 sobre Concesiones de Energía Geotérmica, se han traducido en el otorgamiento de 13 concesiones de exploración. En el cuadro 10 se presentan las concesiones otorgadas. El Estado ha mostrado una señal importante definiendo las políticas de acción de la Empresa Nacional del Petróleo (ENAP). El 6 de abril de 2005, ENAP y Ente Nazionale per l’Energia Elettrica (ENEL) de Italia, firmaron un acuerdo para el desarrollo de proyectos de exploración y producción de recursos de geotermia en la zona centro-sur de Chile. ENEL es líder mundial en el desarrollo de recursos geotérmicos para generación de electricidad. Es la empresa eléctrica más grande de Italia y una de las mayores de Europa, con más de 46.000 MW de potencia instalada. En lo inmediato, ENAP evalúa la factibilidad de desarrollar unidades en las localidades de La Torta y Apacheta, ubicadas en el SING, y en Chillán y Calabozo, estas últimas localizadas en el SIC. Cuadro 9. Fuente: Comisión Nacional de Energía. Catastro de Manifestaciones Termales en Chile Región Comuna Sitios I Región (Total: 23) Putre 5 Huara 1 Camiña 1 Colchane 6 Pica 9 Pozo Almonte 1 II Región (Total: 13) Ollagüe 1 Calama 3 San Pedro de Atacama 8 Antofagasta 1 III Región (Total: 7) Diego de Almagro 2 Copiapó 3 Tierra Amarilla 2 IV Región (Total: 2) Vicuña 1 Combarbalá 1 V Región (Total: 3) Santa María 2 San Esteban 1 Región Metropolitana Colina 1 (Total:7) Las Condes 1 San José de Maipo 5 VI Región (Total: 2) Cauquenes 1 San Fernando 1 VII Región (Total: 10) Curicó 3 Molina 2 San Clemente 1 Linares 2 Longaví 1 Parral 1 VIII Región (Total: 10) San Fabián 1 Coihueco 1 Santa Bárbara 7 Quilaco 1 IX Región (Total: 13) Curacautín 2 Melipeuco 1 Curarrehue 3 Pucón 7 X Región (Total: 25) Lanco 2 Futrono 3 Panguipulli 2 Puyehue 2 Puerto Varas 3 Cochamó 3 Chaitén 6 Hualaihué 4 XI Región (Total: 6) Cisnes 4 Río Ibáñez 2 Cuadro 10. Fuente: Comisión Nacional de Energía. Concesiones de Energía Geotérmica, según la Ley Nº 19.657 Nombre Región Superficie (ha) Concesionario Puchuldiza I 50.000 CORFO Apacheta II 33.000 Geotérmica del Norte El Tatio II 7.200 Geotérmica del Tatio S.A. La Torta II 39.100 Geotérmica del Norte Volcán San José Metropolitana 40.000 CFG Chile S.A. Calabozo VII 75.000 CFG Chile S.A. Laguna del Maule VII 60.000 Universidad de Chile Copahue I VIII 72.900 CFG Chile S.A. Copahue II VIII 7.000 CFG Chile S.A. Chillán VIII 34.200 CFG Chile S.A. Puyehue – Carrán I X 28.000 Universidad de Chile Puyehue – Carrán II X 12.600 Universidad de Chile Carrán – Los Venados X 12.600 Universidad de Chile Página 67Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
  • 69.
    4.2.4 Energía de laBiomasa Actualmente se utiliza para la generación de electricidad a partir de la incineración de residuos de procesos industriales, como la quema de cortezas de troncos, y para el aporte de las redes de gas en la V Región, a partir de emanaciones que salen de los vertederos de basura. El mayor uso que en Chile se le da a las energías provenientes de biomasa es la electrificación de hogares. Según cifras de CNE, el 50,1% del uso corresponde a esta función. Le siguen la calefacción (36,8%) y las comunicaciones (11,6%). En Chile existe una capacidad instalada de 153 MW en plantas termoeléctricas que utilizan desechos forestales como combustible. Un buen ejemplo es la empresa Energía Verde, que desarrolló dos plantas termoeléctricas, con una capacidad instalada de 8,7 MW cada una5 . También es utilizada en la generación de electricidad en localidades rurales aisladas. En 1999, la CNE, en conjunto con el PNUD, implementó, en el marco del PER, un proyecto piloto que abastece de energía eléctrica a 31 familias de la localidad de Metahue, Isla Butachauques, en la X Región6 . El biogás tuvo una participación que alcanzó en su momento máximo (años 1995 y 1996) un consumo de 339 Tcal anuales, un 0,2% de la matriz energética primaria. Sin embargo, con la llegada del gas natural, que conllevó una baja de precios de la energía y beneficios ambientales, su demanda y consumo decayó hasta 0,01% en 2001 y un valor nulo en 2002, de acuerdo a cifras del Balance Energético Nacional 2002. La materia prima para la generación de biogás son los residuos orgánicos. Un especial interés existe en el potencial de los residuos agrícolas y las excretas de animales. Es así como, por ejemplo sólo refiriéndose al trigo, de acuerdo a las estadísticas de la Oficina de Estudios y Políticas Agrarias (ODEPA), en Chile se produjeron 1.918.492 toneladas en la temporada 2003/2004. Si se estima en un 50% la masa de residuos agrícolas que quedan en el campo después de la cosecha y una tasa de generación de biogás de 100 m3 /tonelada de residuo, el potencial de generación de esta masa es de 96 millones de m3 /año de biogás. Si sólo se usara para generación de biogás el 30% y 40% de los residuos entre las regiones VI y X, el potencial de generación es de 33 millones de m3 de biogás, con una composición de 65% de metano. A través de procesos de purificación, este biogás podría ser transformado a 21,7 millones de m3 de gas natural, lo que representa el 5% del consumo residencial en Chile. Aplicando el mismo análisis bajo escenarios conservadores de recolección de residuos a los cultivos de maíz, remolacha, arroz, poroto, avena y cebada, se calcula que el potencial de generación total es de 122 millones de m3 de biogás. La Octava Región tiene el mayor potencial, con 32 millones de m3 de biogás, seguida por las regiones IX, VI y VII. Otro residuo de importancia energética son las excretas de los animales. El inventario de emisiones de gases de efecto invernadero del sector no energético en Chile, indica que en el país se producen 517.010 toneladas de CH4 por año y que la principal fuente de generación de 5 Las plantas se ubican en Constitución y Laja (VII y VIII regiones, respectivamente) y operan con aserrín y corteza de pino. 6 Forcano, N. 2003. Removal of barriers to the use of renewable energy sources for rural electrification in Chile. Master thesis in technology and policy. Engineering systems division. Massachusetts Institute for Technology (MIT). 95 p. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 68
  • 70.
    metano es elganado, con un aporte del 61% al total. De acuerdo a las estimaciones realizadas para generación de biogás a partir de las excretas del ganado bovino y porcino, además de la antes mencionada posibilidad para los residuos agrícolas, se revela un potencial de sustitución del 27% del consumo residencial de gas natural, esto es, 117,59 millones de m3 . En la industria de la madera y el papel (celulosa) la energía de la biomasa tiene una aplicación importante, bajo el concepto de la cogeneración (calor y electricidad). De hecho varias empresas de este rubro ya están instalando plantas de este tipo. A manera de ejemplo en la figura 59 se muestra la planta de celulosa de Valdivia, que tiene una planta de cogeneración. Figura 59. Unidad de cogeneración, planta celulosa de Valdivia. 4.2.5 Energía Solar En Chile, la energía solar es utilizada preferentemente en la zona norte del país, en donde existe uno de los niveles de radiación más altos del mundo. De acuerdo a la información disponible en el archivo solarimétrico nacional elaborado por la Universidad Técnica Federico Santa María, las radiaciones solares diarias para las regiones del país se presentan en el cuadro 11. Radiación solar diaria por regiones Región Radiación Solar (Kcal/(m2 /día)) I 4.554 II 4.828 III 4.346 IV 4.258 V 3.520 RM 3.570 VI 3.676 VII 3.672 VIII 3.475 IX 3.076 X 2.626 XI 2.603 XII 2.107 Cuadro 11. Fuente: Archivo solarimétrico nacional, Universidad Técnica Federico Santa María. La energía solar en Chile presenta condiciones propias. El Desierto de Atacama presenta grandes ventajas para el uso de la energía solar. La radiación solar de esta zona es una de las mejores distribuidas y más altas a nivel mundial con 330 días de cielo despejado por año y con una radiación media de 6,5 kWh, donde cada m2 recibe sobre 2.000 kW por año . Una de las zonas de mayor radiación corresponde al salar de Atacama, con una radiación de 6,7 kWh/m2 día (ver figura 60). Figura 60. Salar de Atacama (23,6S-68,5W). Página 69Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
  • 71.
    corrientes marinas delEstrecho de Magallanes. También se tiene conocimiento que la Universidad Católica de Valparaíso, está desarrollando un estudio de la energía de las olas. Una de las ideas más revolucionarias de aplicación de esta tecnología, dice relación con el aprovechamiento de las corrientes marinas del canal de Chacao, X región. 4.2.7 Comentarios a las ERNC en Chile En relación a la aplicación de tecnologías de ERNC, hemos podido observar que el país no ha avanzado mucho, a pesar de estar concientes del posible potencial que dispone. Entre las principales barreras se tienen: b Incertidumbre en cuanto a los costos reales de inversión y operación. b Dificultad de optar por fuentes menos conocidas frente a opciones de generación ya probadas y establecidas. b Menor precio relativo de la energía convencional, lo cual va en contra de la competitividad de las ERNC. b No inclusión de externalidades. b Restringida disponibilidad de recursos financieros, de pequeños empresarios que quieran desarrollar sus proyectos. b La orientación y cobertura del marco regulatorio no posee incentivos suficientes para las ERNC. b Limitada información respecto al potencial y localización de recursos renovables. b La falta de experiencia práctica y riesgo técnico y económico asociado. Por otro lado, los cambios legislativos y las señales dadas por el gobierno a través de la La aplicación de la tecnología fotovoltaica en Chile incluye varias alternativas, las cuales abarcan las telecomunicaciones, iluminación y electrificación rural. En el marco del PER, las Municipalidades, Gobiernos Regionales y particulares, han instalado estos sistemas para alumbrado y electrificación de viviendas. Entre 1992 y 2000 se han instalado cerca de 2.500 soluciones individuales con sistemas fotovoltaicos, para abastecer de energía eléctrica a viviendas rurales, escuelas y postas. De igual forma, dentro de este marco, se tiene en marcha un proyecto, para cuatro regiones de la zona norte, que abarcará 6.000 soluciones fotovoltaicas individuales, acompañado de un programa de capacitación de los usuarios y de la creación de pequeñas empresas o cooperativas rurales que se harán cargo de su operación y mantenimiento. Fuera de estas aplicaciones marginales, de paneles fotovoltaicos, no se registran iniciativas de mayor escala, en especial la energía solar térmica (solar activa de media y alta temperatura). 4.2.6 Energía del Mar A pesar que Chile se caracteriza por una extensa zona costera, no existen avances concretos en la utilización es este tipo de energía. Los fiordos y canales del sur tienen olas con variaciones de ocho metros, lo cual supone un potencial enorme para el desarrollo de la energía mareomotriz. E x isten algunas inic iat ivas aisladas, principalmente estudios de algunas universidades, entre las cuales se destacan la Universidad de Magallanes, la cual desarrolla un programa de investigación en energía mareomotriz, basada en el aprovechamiento de la energía de las Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 70
  • 72.
    generación de proyectoso la firma de acuerdos, demuestran que se están sentando las bases para fomentar el desarrollo de las ERNC en Chile. La Ley 19.940 y 20.018 (Ley Corta I y II) constituyen un importante paso al establecer los primeros incentivos concretos para el desarrollo de las ERNC. Las 45 Normas Chilenas para el desarrollo de ERNC, que el INN deberá terminar en 2006, permitirán generar un marco regulatorio que disminuirá la “sensación de riesgo” para al inversionista frente a un sector desregulado. Además de los incentivos gubernamentales, el desarrollo de proyectos de ERNC, tiene la ventaja de que Chile se encuentra a la vanguardia en el mercado de la venta de bonos de carbono (Protocolo de Kyoto), lo cual es una fuente de ingresos adicional y que puede servir para amortizar los mayores costos que implica este tipo de inversión. En el desarrollo de las ERNC en Chile es posible identificar dos ámbitos de acción. En primer lugar, el de las ERNC de sistemas aislados, fomentado por el PER y que busca solucionar problemas puntuales de acceso a la energía eléctrica. En segundo lugar, las ERNC conectadas a un sistema troncal principal (el SIC por ejemplo) donde se prevé que exista algún desarrollo en el mediano plazo, y así la matriz energética nacional podrá mostrar ya un porcentaje de este tipo de energía. De acuerdo a estimaciones de la CNE, las ERNC dentro de la matriz energética podrían llegar al 5,3% en 2015 y 17,5% en 2025. La energía hidráulica seguirá siendo la de mayor desarrollo a nivel nacional, pues como se indicó anteriormente sólo 13% del potencial disponible se encuentra en operación. Por lo tanto, haciendo uso racional y sustentable de los recursos renovables, se debiera esperar la materialización de un gran número de centrales hidroeléctricas (pequeña, mediana y gran escala) en los próximos años. La energía eólica debiera mostrar un desarrollo a mediano plazo, una vez que se completen los mapas eólicos. Sin perjuicio de lo anterior, se tiene conocimiento de algunas iniciativas privadas que apuntan a instalar parques eólicos, inclusive conectados a los sistemas troncales (SING y SIC), en los próximos años. La geotermia también se está desarrollando, al menos a nivel de estudios de potencial, pues se tiene conocimiento de algunas iniciativas concretas en las zonas de las concesiones ya otorgadas. Dado el activo crecimiento del sector silvoagropecuario, en especial del silvícola, la biomasa constituye una abundante y económica fuente de ERNC, por lo que llama la atención que no haya sido considerada como prioridad en el proceso de elaboración de normas para las ERNC (ver Anexo). Finalmente, es de esperar que en la medida que se empiecen a materializar proyectos de ERNC de mayor escala, aparte de los programas del PER, se pueda ir construyendo un camino hacia la creación de una legislación concreta y particular para el fomento de este tipo de energía, donde se consideren aspectos básicos (aseguramiento de la compra de energía, premios o primas a las ERNC, fondos programados de incentivos, fondos concursables, otros) de incentivos similares a los de los países donde las ERNC han tenido un gran desarrollo (Alemania, España, etc.). Página 71Una mirada a la situación de las ERNC en Chile
  • 73.
    GLOSARIO Biocombustible Combustible sólido, líquidoo gaseoso obtenido a partir de la transformación fisicoquímica de la biomasa en presencia de un catalizador. Son biocombustibles el biodiesel y el bioetanol, metanol generados a partir de cultivos oleaginosos como la soya, el raps, la caña de azúcar, entre otros, así como también el biogás generado a partir de la fermentación de materia orgánica. Biodiesel Combustible para maquinarias y vehículos, producido a través de la transformación fisicoquímica (esterificación) de las semillas de cultivos oleaginosos tales como la soya, raps y girasol, entre otros. También es posible obtener biodiesel a partir de otras fuentes como los aceites domésticos usados. Biogás Producto de la descomposición anaerobia de compuestos orgánicos por la acción de diversas bacterias. Es un gas combustible que se puede generar en condiciones anaeróbicas controladas, mediante la acción de las bacterias metanogénicas que descomponen la materia orgánica en ausencia de oxígeno. Producto de este proceso se genera biogás, el que está compuesto principalmente por metano, dióxido de carbono, nitrógeno y ácido sulfhídrico. En la actualidad existen sistemas de aprovechamiento de biogás en vertederos o rellenos sanitarios y en el proceso de digestión de lodos en las plantas de depuración de aguas residuales. Biomasa El conjunto de materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma. La energía de la biomasa corresponde entonces a toda aquella energía que puede obtenerse de ella, bien sea a través de su quema directa (por ejemplo en procesos de cogeneración) o su procesamiento para conseguir otro tipo de combustible (biogás, biodiesel, bioetanol). En consecuencia, la biomasa comprende cultivos energéticos, residuos forestales, agrícolas y ganaderos, lodos de depuración de aguas residuales, emisiones de biogás de vertederos controlados y la transformación química o biológica de determinadas especies vegetales o de los aceites domésticos usados, en biocombustibles (metanol y etanol) como sustitutos o complementos del gasóleo y de la gasolina. Cambio climático La Convención Marco de las Naciones Unidas lo define como un cambio de clima atribuido directa o indirectamente a la actividad humana, que altera la composición de la atmósfera mundial y que se suma a la variabilidad natural del clima observada durante períodos de tiempo comparables. Estas alteraciones se manifiestan en el aumento de la temperatura de la atmósfera, períodos de sequía y lluvias prolongados, derretimiento de hielos polares, aumento en el nivel de los océanos, tormentas e inundaciones, entre otros. Ciclo combinado Sistema de generación de energía eléctrica que incluye una o más turbinas a gas y una unidad de vapor, de manera que los gases de escape de las turbinas a gas son conducidos a calderas recuperadoras, a fin de utilizar su calor produciendo energía eléctrica en la unidad de vapor. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 72
  • 74.
    Cogeneración Proceso de generaciónde energía a través del cual se obtiene simultáneamente electricidad y calor. Este proceso posee una eficiencia energética superior a los procesos convencionales de generación de energía eléctrica y térmica por separado, a partir de un mismo combustible, ya que se aprovecha el calor remanente de los gases de combustión para ser utilizados en procesos de calefacción o secado. Sumado a la factibilidad de utilizar la biomasa como combustible (residuos forestales, agrícolas, biocombustibles), este proceso presenta importantes ventajas respecto de las tecnologías tradicionales, gracias a su mayor eficiencia y sus menores impactos ambientales. Energía eólica Energía obtenida de los desplazamientos del aire ocasionado por el desigual calentamiento de la superficie terrestre. Es considerada una forma indirecta de energía solar. Entre el 1 y 2% de la energía proveniente del sol se convierte en viento. La energía cinética del viento puede transformarse en energía mecánica, la cual a su vez se transforma en energía eléctrica al acoplar un generador. Energía geotérmica Energía proveniente de las reacciones naturales que suceden en el interior de la tierra y que se transmiten por conducción térmica hacia la superficie de la tierra. Esta energía se puede poner de manifiesto de forma violenta a través de fenómenos como el vulcanismo o los terremotos, y en sus fases póstumas: géiseres, fumarolas y aguas termales. La energía geotérmica es en realidad un recurso parcialmente renovable, pero de alta disponibilidad, sobre todo en regiones volcánicas. Energía mareomotriz Energía obtenida a través de turbinas que aprovechan las variaciones del nivel de las mareas. Al igual que la energía eólica, es una forma indirecta de la energía solar. Energía minihidráulica La Comisión Nacional de Energía la define como aquella energía generada por centrales hidroeléctricas con potencia instalada entre 100 kW y 1 MW. La Unión Europea, utiliza esta denominación para las pequeñas unidades hidroeléctricas, normalmente de potencia inferior a 10 MW. Energía primaria Se denomina energía primaria a los recursos naturales disponibles en forma directa (como la energía hidráulica, eólica y solar) o indirecta (después de atravesar por un proceso, como por ejemplo el petróleo, el gas natural, el carbón mineral, etc.), para su uso energético sin necesidad de someterlos a un proceso de transformación. Energía secundaria Se denomina energía secundaria a los productos resultantes de las transformaciones o elaboración de recursos energéticos naturales (primarios) o en determinados casos a partir de otra fuente energética ya elaborada (por ejemplo el alquitrán). El único origen posible de toda energía secundaria es un centro de transformación y el único destino posible un centro de consumo. Son fuentes energéticas secundarias la electricidad, toda la amplia gama de derivados del petróleo, el carbón mineral y el gas manufacturado o gas de ciudad. Página 73Glosario
  • 75.
    Energía solar activa Energíasolar obtenida a través de algún medio mecánico, denominados por lo general colectores solares. Esta puede ser de baja, media y alta temperatura, según el índice de concentración. Los colectores solares térmicos utilizados para proporcionar agua caliente sanitaria en viviendas son de baja temperatura. Suelen ser colectores planos vidriados y también se utilizan en el calentamiento de viviendas, en calefacciones o en usos industriales y agropecuarios. La solar de alta temperatura es la que se emplea en las centrales que concentran muchos rayos solares para alcanzar temperaturas por sobre los 700°C. Se utilizan para la producción de electricidad. Energía solar fotovoltaica Es la energía que transforma la radiación solar en electricidad a través de un proceso de liberación de electrones de una celda fotovoltaica (generalmente una placa de silicio), provocada por la incidencia de los rayos solares sobre el panel fotovoltaico. 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 en las áreas rurales 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. Energía solar pasiva Energía solar que se obtiene sin la mediación de elementos mecánicos como colectores o paneles fotovoltaicos. Es la forma más antigua de aprovechamiento de la energía solar, empleada para el calentamiento de las viviendas, pasando por aplicaciones más industriales como la obtención de la sal (evaporación de aguas en las salinas), fabricación de adobes (secado del barro moldeado) y otras. Su uso está directamente relacionado con criterios arquitectónicos que buscan aumentar la eficiencia energética, considerando la conservación y uso racional de la energía. Principalmente se aplican técnicas constructivas o tecnologías en los materiales y aspectos arquitectónicos o de diseño para evitar gastos innecesarios de energía para iluminación, refrigeración o calefacción de edificaciones. Energía solar térmica Es aquell a energía que prov iene del aprovechamiento directo de la radiación del sol para la obtención y uso del calor mediante colectores térmicos por los que fluye aire, agua u otro fluido. El calor recogido a través de estos colectores puede destinarse a satisfacer numerosas necesidades, como por ejemplo, la obtención de agua caliente para consumo doméstico o industrial, o bien para fines de calefacción, aplicaciones agrícolas, entre otras. Energía térmica oceánica Energía generada por las corrientes que producen las diferencias de temperatura de las aguas en el mar y que mediante instalaciones adecuadas es factible de ser utilizada para la generación de energía eléctrica. Energías Renovables Corresponden a las fuentes energéticas que no se consumen ni se agotan en una escala de tiempo humana. Entre estas fuentes de energías están: la hidráulica, la solar, la eólica y la de los océanos. Además, dependiendo de su forma de explotación, también pueden ser catalogadas como renovables la energía proveniente de la biomasa y la energía geotérmica. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 74
  • 76.
    Energías Renovables No Convencionales(ERNC) Corresponden a las fuentes energéticas eólica, solar, geotérmica, la de los océanos y toda aquella fuente renovable que no tiene una aplicación masiva en la actualidad como lo son las grandes centrales hidroeléctricas de embalse, las que se clasifican como convencionales. Además, existe una amplia gama de procesos de aprovechamiento de la energía de la biomasa que pueden ser catalogados como ERNC. De igual manera, el aprovechamiento de la energía hidráulica en pequeñas escalas se suele clasificar en esta categoría. Factor de carga Parámetro característico de una central generadora que establece la razón entre la demanda promedio de energía y la demanda máxima, registrada durante un período de tiempo determinado. Factor de planta Razón entre la energía generada por una central durante un período de tiempo y la máxima energía generable (esto es, operada a capacidad máxima) por dicha central durante el mismo período. Feed-in tariff Estrategia aplicada por el Estado, que asegura un precio fijo al cual los generadores venderán la energía eléctrica obtenida de fuentes renovables a la red pública de distribución. Gases de efecto invernadero Gases de origen antropogénico que al aumentar su concentración en la atmósfera, son causantes de su calentamiento. Los gases de efecto invernadero tienen la capacidad de permitir el paso de la radiación solar incidente y luego de impedir el paso de la radiación reflejada por la superficie del planeta, atrapando así la energía, produciéndose el calentamiento de la tierra. Son gases de efecto invernadero el dióxido de carbono (CO2 ), metano (CH4 ), óxido nitroso (N2 O), hidrofluorocarbonos (HFC), perfluorocarbonos (CF4 - C2 F6 ) y el hexafluoruro de azufre (SF6 ). Protocolo de Kyoto Convenio sobre cambio climático adoptado el 11 de diciembre de 1997 en Kyoto, auspiciado por la Convención Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático (CMNUCC). Las Partes incluidas en el anexo I de dicho Protocolo, se comprometen a lograr objetivos individuales y jurídicamente vinculantes para limitar o reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero. Sólo las partes en la Convención que sean también partes en el Protocolo (es decir, que lo ratifiquen, acepten, aprueben o se adhieran a él) están obligadas por los compromisos de éste. El compromiso es que la suma de las Partes reduzcan las emisiones de gases de efecto invernadero en 5,2% con respecto a los niveles de 1990 en el periodo de compromiso de 2008- 2012. Entre los mecanismos para esta reducción de emisiones de gases de efecto invernadero, el Protocolo de Kyoto propone el Mecanismo de Desarrollo Limpio (MDL), gracias al cuál los países no anexo I (en vías de desarrollo) pueden participar en la reducción de emisiones, a cuenta de las cuotas de los países incluidos en dicho anexo. Página 75Glosario
  • 77.
    SIGLAS ACERA Asociación Chilenade Energías Renovables Alternativas A.G. AEREE Asociación Internacional para las Energías Renovables y la Eficiencia Energética APPA Asociación de Productores de Energías Renovables ARN Autoridad Regulatoria Nacional AusWEA Asociación Australiana de Energía Eólica CEPAL Comisión Económica para América Latina y el Caribe CNE Comisión Nacional de Energía (Chile) CORFO Corporación de Fomento a la Producción (Chile) ENAP Empresa Nacional del Petróleo (Chile) ENEL Ente Nazionale per l’Energia Elettrica (Italia) FV Paneles o celdas fotovoltaicos GEF Fondo para el Medio Ambiente Mundial INN Instituto Nacional de Normalización (Chile) IREDA Agencia del Desarrollo de Energía Renovable de la India MDL Mecanismo de Desarrollo Limpio NREL National Renewable Energy Laboratory OCDE Organización de Cooperación y Desarrollo Económico ODEPA Oficina de Estudios y Políticas Agrarias (Chile) OTEC Ocean Thermal Energy Conversion PCH Pequeñas Centrales Hidráulicas PER Programa de Electrificación Rural (Chile) PIB Producto Interno Bruto PNUD Programa de las Naciones Unidas para el Desarrollo PPEE Programa País de Eficiencia Energética (Chile) PUCV Pontificia Universidad Católica de Valparaíso (Chile) PURPA Public Utility Regulatory Policies Act of 1978 (USA) REFIT Renewable Energy Feed-in Tariffs SERNAGEOMIN Servicio Nacional de Geología y Minería (Chile) SIC Sistema Interconectado Central (Chile) SING Sistema Interconectado del Norte Grande (Chile) Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 76
  • 78.
    UNIDADES Unidades de potencia WWatt 0,86 kcal/h kW Kilowatt 103 W MW Megawatt 106 W GW Gigawatt 109 W TW Terawatt 1012 W Unidades de energía Wh Watt-hora 0,86 kcal J Joule 2,778 x 10-7 kWh 2,389 x 10-4 kcal BTU British Thermal Units 252 cal 1.055 joules 2,9. x 10-4 kWh kWh Kilowatt hora 103 Wh MWh Megawatt hora 106 Wh GWh Gigawatt hora 109 Wh TWh Terawatt hora 1012 Wh Página 77Unidades
  • 79.
    BIBLIOGRAFÍA AF, España, Energíadel Mar. Alfinal.com, noviembre 2005. CAMCHAL. III Simposio Tecnológico Chileno – Alemán, Geotermia y Energía Solar, Santiago, Chile, mayo 2005. CIEMAT. Desarrollo tecnológico de sistemas aislados con energía eólica. Madrid, España, 2002. Corp Sergio (CUBAENERGIA). La energía del mar, Olas, mareas y térmica de los océanos. (sergio@ cien.energia.inf.cu). Coviello Manlio. Financiamiento y regulación de las fuentes de energía nuevas y renovables: El caso de la geotermia. CEPAL, diciembre 1998. Coviello Manlio. Entorno internacional y oportunidades para el desarrollo de las fuentes renovables de energía en los países de América Latina y el Caribe. CEPAL, octubre 2003. Ecofys. 2005. Catálogo de soluciones integradas de energía sostenible. Freís Cristian – Waste. La energía del mar, una alternativa al calentamiento del planeta. (cristianfrers@hotmail.com). GTZ – CEPAL. Fuentes renovables de energía en América Latina y el Caribe. Situación y propuestas de políticas, mayo 2004. Henry J. Glynn Heinke Gary W. Ingeniería Ambiental, segunda edición, Prentice Hall, México 1999. Jara O. Claudio. Anteproyecto de implementación de la energía eólica en Isla Huar, Puerto Montt, trabajo de titulación Ingeniería de Ejecución Mecánica, Universidad de Santiago, octubre 2005. Jara T. Wilfredo. Estrategia ambiental: La experiencia de Endesa Chile. Revista CIER, año X, N°38, noviembre 2001. Jara T. Wilfredo. Estudio del desarrollo de las energías renovables no convencionales en países de interés para Endesa Chile. Documento interno Endesa Chile, octubre 2003. Jara T. Wilfredo. Endesa Chile y su compromiso con las energías renovables, Endesa Eco. II Seminario Cigré, Santiago, Chile, septiembre 2005. Jenbacher Energie 2005. Catálogo de utilización energética de gases especiales. Lahmeyer Internacional 2005. Catálogo Energía Renovables. Maldonado Pedro. Eficiencia energética y fuentes renovables. Revista Ecoamérica, agosto 2005. Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 78
  • 80.
    Marks D. H.Energías renovables no convencionales; seminario Endesa Chile y UGM, Santiago, Chile, octubre 2005. Menéndez Perez Emilio. Las energías renovables, Un enfoque político-ecológico. Los libros de la catarata, Madrid, España, 1997. Colegio oficial de físicos, España, 2000. Cambio Climático, hacia un nuevo modelo energético. Ministerio de Economía de España. Real Decreto 436/2004 que establece la metodología para la actualización y sistematización del régimen jurídico y económico de la actividad de producción de energía eléctrica en régimen especial (renovables). Ordenes F. Jaime, PAUS Latinoamérica. Energía de la Ola. UCV, Chile, agosto 2005. REN21. Renewables 2005, Global Status Report. Washington DC, USA, 2005. REN21. Renewables 2006 Update, Global Status Report. Washington DC, USA, 2006. Sanhueza C., De Ferrari L., Guajardo M. Energías renovables Mito o Realidad. Trabajo para el programa de magíster en gestión ambiental de la UDD. Concepción, Chile, junio 2005. Schott, Revista Solar New, Business Unit Solar 2005. Walker Juan. Energía eólica para Chile. Revista Ecoamérica, septiembre 2005. Windpower Monthly News Magazine, April 2006. Sitios Web http://www.camchal.com http://www.cepal.org http://www.cfe.mx http://www.chilesustentable.cl http://www.ciemat.es http://www.cofis.es http://www.cne.cl http://www.corfo.cl http://www.eclac.org http://www.ecofys.com http://www.editec.cl/electricidad/Elec77/articulos http://www.endesa.es http://www.galeon.com/energiasolar http://www.gewindenergy.com http://www.jenbacher.com http://www.lahmeyer.de http://www.ren21.net http://www.schott.com http://www.vestas.com Página 79Bibliografía
  • 81.
    ANEXO NORMAS CHILENAS RELATIVASA ERNC Cuadro Normas Chilenas para ERNC. Estado a noviembre de 2005 Normas Fotovoltáicas Normas Título Estado NCh 2.898 IEC 61194 Energía fotovoltaica - Parámetros característicos de sistemas fotovoltaicos autónomos. Norma Chilena Oficial NCh 2.902 IEC 61836 Energía fotovoltaica - Sistemas de energía solar fotovoltaica - Términos y símbolos. Norma Chilena Oficial NCh 2.903/1 IEC 60904-1 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos - Parte 1: Medición de las características corriente - tensión fotovoltaicas. Norma Chilena Oficial NCh 2.903/2 IEC 60904-2 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos - Parte 2: Requisitos de las celdas solares de referencia. Norma Chilena Oficial NCh 2.903/3 IEC 60904-3 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos - Parte 3: Principios de medición de dispositivos solares fotovoltaicos terrestres con datos de irradiancia espectral de referencia. Norma Chilena Oficial NCh 2.903/10 IEC 60904-10 Energía fotovoltaica - Dispositivos fotovoltaicos - Parte 10: Métodos de medición de la linealidad. Norma Chilena Oficial NCh 2.896 THERMIE B SUP 995-96 Energía fotovoltaica - Especificaciones generales para sistemas fotovoltaicos domésticos – Requisitos. Norma Chilena Oficial NCh 2.927 IEC 61277 Energía fotovoltaica - Sistemas fotovoltaicos terrestres generadores de potencia - Generalidades y guía. Norma Chilena Oficial NCh 2.940 IEC 61173 Protección contra las sobretensiones de los sistemas fotovoltaicos (FV) productores de energía – Guía. Norma Chilena Oficial NCh 2.925 IEC 61701 Energía fotovoltaica - Ensayo de corrosión en módulos fotovoltaicos - Método de niebla salina. Norma Chilena Oficial NCh 2.922 IEC 61721 Energía fotovoltaica - Susceptibilidad de un módulo fotovoltaico al daño por impacto accidental. Norma Chilena Oficial NCh 2.956 IEC 61646 Módulos fotovoltaicos (FV) de lámina delgada para aplicación terrestres – Cualificación del diseño y aprobación de tipo. Norma Chilena Oficial NCh 2.976 IEC 61215 Energía fotovoltaica - Módulos fotovoltaicos de silicio cristalino para aplicaciónes terrestres. Calificación del diseño y aprobación de tipo. Norma Chilena Oficial NCh 2.970 IEC 61683 Sistemas fotovoltaicos - Acondicionadores de potencia - Procedimiento para la medida del rendimiento. Norma Chilena Oficial NCh s/n 110-2003 IEC 61724 Monitorización de sistemas fotovoltaicos - Guías para la medida, el intercambio de datos y el análisis (Sistema SCADA). En Estudio NCh 2.978 IEC 61427 Acumuladores para sistemas de conversión fotovoltaicos de energía solar - Requisitos generales y métodos de ensayo. En Estudio Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 80
  • 82.
    Normas Eólicas Normas TítuloEstado NCh 1.437/415 IEC60050-415 Vocabulario electrotécnico internacional - Parte 415: Aerogeneradores. Norma Chilena Oficial NCh 2.946/1 IEC 61400-1 Aerogeneradores – Parte 1: Requisitos de seguridad. En Estudio NCh 2.946/2 IEC 61400-2 Aerogeneradores – Parte 2: Requisitos de seguridad para turbinas de viento pequeñas. En Estudio NCh 2.946/12 IEC 61400-12 Aerogeneradores – Parte 12: Ensayo de la curva de potencia. Norma Chilena Oficial NCh 2.946/13 IEC 61400-13 Aerogeneradores – Parte 13: Medición de cargas mecánicas. En Estudio NCh 2.946/24 IEC 61400-24 Aerogeneradores – Parte 24: Protección a la luz. En Estudio NCh 2.955 IEC WT 01 Sistema para ensayo de conformidad y certificación de turbinas de viento – Reglas y procedimientos. En Estudio NCh 1.437/415 IEC60050-415 Vocabulario electrotécnico internacional - Parte 415: Aerogeneradores. Norma Chilena Oficial Normas Hidráulicas Normas Título Estado NCh 2.967 IEC 60545 Turbinas hidráulicas – Guía para la puesta en marcha, operación y mantención. Norma Chilena Oficial NCh 2.966 IEC 60193 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Ensayos para aceptación de modelos. En Estudio NCh 2.968 IEC 60041 Ensayos de aceptación de campo para determinar el comportamiento hidráulico de turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas. En Estudio NCh 2.973 IEC 60805 Directrices para puesta en servicio, operación y mantención de bombas de almacenamiento y operación de turbinas-bombas como bombas. En Estudio NCh 2.982 IEC 61116 Directrices para equipamiento electromecánico de instalaciones hidroeléctricas pequeñas. En Estudio NCh 2.984 IEC 60994 Directrices para la medición de campo de vibraciones y pulsaciones en máquinas hidráulicas (turbinas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas). En Estudio NCh 2.986 IEC 61362 Directrices para la especificación de sistemas de control de turbinas hidráulicas. En Estudio NCh 2.987/1 IEC 60609-1 Evaluación de la erosión por cavitación en las turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas. En Estudio NCh 2.987/2 IEC 60609-2 Evaluación de la erosión por cavitación en las turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas - Parte 2: Evaluación en turbinas Pelton. En Estudio Página 81Anexo
  • 83.
    Normas Hidráulicas Normas TítuloEstado NCh 2.959 IEC 61364 Nomenclatura para maquinaria en planta de potencia hidroeléctrica. En Estudio NCh 2.990/1 IEC 61366-1 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Documentos de propuestas – Parte 1: Generalidades y anexos. En Estudio NCh s/n 074 IEC 60308 Código internacional para ensayo de sistemas regidos por velocidad para turbinas hidráulicas. En Estudio NCh 2.990/2 IEC 61366-2 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Documentos de propuestas – Parte 2: Directrices para especificaciones técnicas de turbinas Francis. En Estudio NCh 2.990/3 IEC 61366-3 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Documentos de propuestas – Parte 3: Directrices para especificaciones técnicas de turbinas Pelton. En Estudio NCh 2.990/4 IEC 61366-4 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Documentos de propuestas – Parte 4: Directrices para especificaciones técnicas de turbinas Kaplan y turbinas de hélice. En Estudio NCh 2.990/5 IEC 61366-5 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Documentos de propuestas – Parte 5: Directrices para especificaciones técnicas de turbinas tubulares. En Estudio NCh 2.990-6 IEC 61366-6 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Documentos de propuestas – Parte 6: Directrices para especificaciones técnicas de turbinas-bombas. En Estudio NCh 2.990-7 IEC 61366-7 Turbinas hidráulicas, bombas de almacenamiento y turbinas-bombas – Documentos de propuestas – Parte 7: Directrices para especificaciones técnicas de turbinas de almacenamiento. En Estudio Introducción a las Energías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 82
  • 84.
    Normas Híbridas Normas TítuloEstado NCh s/n 090 IEC/TS 62257-1 Recomendaciones para pequeñas energías renovables y sistemas híbridos de electrificación rural – Parte 1: Introducción general a la electrificación rural. En Estudio NCh 2.911/1 IEC/PAS 62111: 1999 Energía de sistemas híbridos - Especificaciones para el uso de energías renovables en electrificación rural descentralizada - Parte 1: Desde los requisitos energéticos hasta el sistema de electrificación. Norma Chilena Oficial NCh 2.911/2 IEC/PAS 62111: 1999 Energía de sistemas híbridos - Especificaciones para el uso de energías renovables en electrificación rural descentralizada - Parte 2: Directrices para el diseño y funcionamiento del sistema. Norma Chilena Oficial NCh 2.911/3 IEC/PAS 62111: 1999 Energía de sistemas híbridos - Especificaciones para el uso de energías renovables en electrificación rural descentralizada - Parte 3: Especificación técnica de los componentes. Norma Chilena Oficial Fuente: Proyecto de Electrificación Rural con energías renovables (www.renovables-rural.cl) Modificado: Ingendesa 2005 Página 83Anexo
  • 85.
    Introducción a lasEnergías Renovables no Convencionales (ERNC) Página 84