Para clasificar las distintas fuentes de energía, se pueden utilizar varios criterios: según su grado de disponibilidad se clasifican en no renovables o renovables; de acuerdo al grado de su utilización se clasifican en convencionales o no convencionales, es decir, que están en etapa de desarrollo; en tanto que se habla de energías primarias o utilizadas directamente, y energías secundarias o finales, que son aquellas que han sufrido un tipo de transformación anterior a su uso, como la electricidad.
Mediante las expresiones “energías no renovables” o “energías convencionales” se alude a fuentes de energía que se encuentran disponibles físicamente en la naturaleza, en cantidades que hoy pueden ser enormes, pero que eventualmente llegarán a un límite o situación de agotamiento. Una vez consumidas en su totalidad, estas energías no podrán sustituirse, ya que su proceso de formación es muchísimo más lento que el ritmo de su explotación o extracción por parte del hombre.
Dentro de este grupo de energías existen dos tipos:
Combustibles fósiles, que son hidrocarburos; es decir, compuestos orgánicos formados por hidrógeno y carbono.
Combustibles nucleares, como el uranio y, en general, todos los elementos químicos fisibles adecuados para la operación de reactores, o sea elementos capaces de producir energía por fisión nuclear.
La demanda mundial de energía se satisface en la actualidad en un 87% con este tipo de fuentes, entre las que se incluyen el carbón, el petróleo, el gas natural y el uranio.
Combustible fósil o hidrocarburo que se encuentra en estado sólido en yacimientos bajo la superficie de la tierra o el mar. Es el combustible más usado a nivel mundial para la generación de electricidad en centrales termoeléctricas; sin embargo, genera altos índices de contaminación por dióxido de carbono en la atmósfera, y el vaciado de agua caliente en las costas produce daño en los ecosistemas marinos.
Las tecnologías llamadas Gas to Liquids y Coal to Liquids son procesos que permiten transformar el gas natural y el carbón en otros combustibles, tales como gas natural, gasolina, diesel, gas licuado de petróleo, DME (dimetil éter) o metanol. Estos últimos son sustitutos de los derivados del petróleo que tienen mejor desempeño ambiental por su reducido contenido de azufre.
Estas tecnologías han cobrado relevancia en el último tiempo, debido a los altos precios del petróleo. Técnicamente, el proceso de producción consiste en la separación del carbón o gas natural en sus componentes; es decir, hidrógeno, oxígeno y partes de CO y CO2, lo que es conocido como gas de síntesis. Posteriormente, este gas de síntesis se introduce a un reactor del proceso Fischer-Tropsch, que es calibrado para obtener los productos finales.
El petróleo crudo se compone de cientos de componentes químicos. Éstos se separan en distintos grupos a través de un proceso llamado destilación.
El primer producto derivado de la destilación son los gases que se encontraban disueltos en el petróleo. Éstos se colectan y licúan a través de presión leve y refrigeración, obteniendo gas licuado.
Luego, a medida que aumenta el rango de temperatura, los siguientes productos que se desprenden son gasolina, nafta (la acepción para referirse a la gasolina en Argentina, Uruguay y Paraguay, no obstante, también hace referencia a un solvente industrial), kerosene o parafina, y combustible para aviones, combustible diesel, combustible para calefacción y fuel oil. Los residuos se tratan para utilizarlos como aceites lubricantes, asfalto y cera de parafina.
Alrededor del 5% de la generación de electricidad en el mundo proviene del uso de petróleo.
El gas natural extraído de los yacimientos, es un producto incoloro e inodoro, no tóxico y más ligero que el aire. Procede de la descomposición de los sedimentos de materia orgánica atrapada entre estratos rocosos y es una mezcla de hidrocarburos ligeros en la que el metano se encuentra en grandes proporciones, acompañado de otros hidrocarburos y gases cuya concentración depende de la localización del yacimiento.
Proporciona una energía eficaz, rentable y limpia. Por ser el combustible más limpio de origen fósil, contribuye decisivamente en la lucha contra la contaminación atmosférica y es una alternativa energética que destaca en el siglo XXI por su creciente participación en los mercados mundiales de la energía. Cerca del 23% de la electricidad generada en el mundo proviene del uso del gas natural.
El uranio es un elemento químico metálico de color plateado-grisáceo de la serie de los actínidos, su símbolo químico es U y su número atómico es 92.
Hoy en día, se usa principalmente como combustible para reactores nucleares. Para ello, se enriquece aumentando la proporción del isótopo U235 desde el 0,71% que presenta en la naturaleza hasta valores en el rango 3-5%, y el uranio empobrecido se usa para producir municiones perforadoras y blindajes de alta resistencia.
Son aquellas cuyo potencial es inagotable, pues se regeneran o se encuentran en la naturaleza de manera permanente, como el sol, los vientos, las corrientes marinas y los ríos.
Las energías renovables no convencionales, también llamadas nuevas fuentes de energía, aun en etapa de desarrollo tecnológico, no cuentan con participación significativa en la cobertura de la demanda energética. Es el caso de la energía solar, eólica, mareomotriz y biomasa.
Actualmente, su aplicación para generar electricidad tiene un mayor costo en relación a otras alternativas y presentan una alta volatilidad de entrega de la energía producida. Al ser muy costoso el almacenamiento de la electricidad a partir de estas fuentes, se hace necesario respaldar la potencia para garantizar la seguridad de suministro, encareciendo aún más el sistema. Quizás, una forma interesante de cambiar esta tendencia podría ser con el uso del hidrógeno, que podría convertirse en un relevante vector energético para las energías renovables no convencionales.
La fuente de energía constante con la que cuenta nuestro planeta es la proveniente del Sol. La energía recibida en la superficie de la Tierra se conoce como irradiancia, energía que depende principalmente de la hora del día, la incidencia de los rayos del sol y la cobertura de las nubes, por unidad de superficie terrestre.
La energía solar que recibe la superficie del planeta en una hora es equivalente al total de energía consumida por todos los humanos en un año. Puede ser aprovechada para generar electricidad y calor, pero tiene el inconveniente de que sólo se recibe durante el día, por lo que requiere la combinación con otras fuentes de energía o bien, la inclusión de sistemas de almacenamiento.
Esta energía puede ser transformada directamente en energía eléctrica mediante sistemas fotovoltaicos, aprovechada como calor para generación eléctrica indirectamente, mediante sistemas de concentración solar de potencia, o utilizada para calentar agua a través de colectores solares.
Se considera a la energía eólica una forma indirecta de energía solar, ya que entre el 1% y 2% de ésta se convierte en viento, debido al desigual calentamiento de la superficie terrestre.
Las tecnologías que utilizan este recurso como fuente energética, producen nulas emisiones durante su operación y consisten, principalmente, en turbinas que transforman la energía cinética del viento, en energía mecánica que, a su vez, se convierte en energía eléctrica por medio de un generador. Los sistemas eólicos tienen una vida útil cercana a los 25 años y pueden ser clasificados según el lugar donde son instalados, en tierra firme o en mar abierto.
La biomasa, definida como la materia orgánica renovable de origen vegetal, animal o procedente de la transformación natural o artificial de la misma, es una fuente muy variada de energía. Entre los métodos de aprovechamiento existentes se pueden mencionar la combustión directa de la biomasa, el tratamiento de residuos orgánicos y el cultivo de algunas plantas y granos, a partir de los cuales se obtiene biogás y biocombustibles, usados como sustitutos de compuestos petroquímicos.
La bioenergía es obtenida mediante diversos procesos, como son los termoquímicos, que consisten en la combustión directa de biomasa, y los bioquímicos, que se basan en procesos de transformación biológica de la biomasa. La obtención de energía a partir de la biomasa es un proceso considerado carbono neutral, pues las emisiones del proceso son equilibradas con el CO2 absorbido previamente por las plantas.
El biogás es un gas combustible que se genera en medios naturales o en dispositivos específicos por las reacciones de biodegradación de la materia orgánica, mediante la acción de microorganismos y otros factores, en ausencia de oxígeno. Este gas se conoce como “gas de los pantanos”, puesto que en ellos se produce una biodegradación de residuos vegetales semejante a la descrita.
La producción de biogás por descomposición anaeróbica es un modo considerado útil para tratar residuos biodegradables, ya que produce un combustible de valor, además de generar un efluente que puede aplicarse como acondicionador de suelo o abono genérico.
El resultado es una mezcla constituida por metano (CH4) en una proporción que oscila entre un 50% y 70% del volumen, dependiendo del tipo de sustrato, y dióxido de carbono, conteniendo pequeñas proporciones de otros gases como hidrógeno, nitrógeno, oxígeno y sulfuro de hidrógeno. El biogás tiene como promedio un poder calorífico entre 18,8 y 23,4 MJ/m3.
Este gas se puede utilizar para producir energía eléctrica mediante turbinas o plantas generadoras a gas, en hornos, estufas, secadores, calderas u otros sistemas de combustión a gas, adaptados para tal efecto.
La energía hidroeléctrica se obtiene a partir del agua a través de un proceso limpio, eficiente, confiable y durable, con bajos costos de mantención y operación. Además, tiene una larga vida útil y bajo impacto ambiental.
El aprovechamiento del agua se realiza mediante centrales hidroeléctricas. Estas canalizan corrientes de agua para operar turbinas, que a su vez alimentan equipos generadores, que producen electricidad. La potencia eléctrica obtenida deriva del caudal de agua y de la altura de la caída de ésta.
Hay dos tipos de centrales hidroeléctricas: centrales de pasada, que aprovechan la energía cinética del agua, y centrales de embalse, que almacenan agua y cuya energía primaria es la potencial.
Corresponde a la energía calórica contenida en el interior de la Tierra, la cual se transmite por conducción térmica hacia la superficie. Puede ser utilizada como fuente de calor o para generar electricidad.
Esta fuente de energía es un recurso renovable existente, principalmente, en zonas de alta actividad volcánica y fallas geológicas. La disponibilidad de este recurso no presenta variación estacional, tampoco está afecto a impactos climáticos, es compatible con otros sistemas de generación y puede aprovecharse para aplicaciones como calefacción de espacios, calentamiento de agua, procesos industriales, generación de electricidad, entre otros.
Se han desarrollado diversas tecnologías para el aprovechamiento de la energía geotérmica, obteniendo energía térmica y electricidad. La energía térmica se obtiene mediante sistemas de captaciones de calor, tanto horizontales como verticales, consistentes en tuberías dispuestas bajo tierra para calentar fluidos que luego ascienden a la superficie. La electricidad, a su vez, se obtiene por medio de sistemas de vapor o de aire caliente, sistemas flash, rocas calientes secas, entre otros. Estos sistemas consisten básicamente en la obtención de agua, vapor o aire caliente a través de afloramientos de agua a altas presiones y temperaturas, como los géiseres, o la inyección de agua fría en cámaras perforadas sobre focos caloríficos subterráneos. En general, la energía geotérmica posee una alta eficiencia en la conversión.
EE.UU., Filipinas, Indonesia y México son los países con mayor capacidad de generación de energía eléctrica a partir de estas tecnologías. Islandia cubre a casi el 90% de su población con calefacción geotérmica. Por su parte, en Latinoamérica, México y El Salvador son líderes en el uso de la geotermia.
Es la energía desarrollada por las aguas del mar cuando están en movimiento.
Las mareas son el resultado de la atracción gravitatoria ejercida por el Sol y la Luna. En algunos lugares el desnivel de las mareas alcanza con frecuencia varios metros entre la marea baja y la marea alta. Su utilización industrial sólo es posible en aquellas zonas costeras que reúnen determinadas condiciones topográficas y marítimas en las cuales el valor de amplitud del desnivel de las mareas sea comparable a una instalación hidroeléctrica de escasa altura de caída de agua, pero de considerable masa.
La energía de las olas es mucho más difícil de dominar y actualmente se llevan a cabo diversas investigaciones para desarrollar tecnología adecuada a costos competitivos.
El hidrógeno es el elemento químico más ligero y abundante en el Universo. Adquiere valor económico y competitividad como alternativa al petróleo y al gas, sobre todo como combustible en el transporte, y al incorporarse al "mix energético”.
El carácter no renovable de los combustibles fósiles, la preocupación por el fin de la explotación a bajo costo y por la disminución de la contaminación, inciden en su importancia como energía sustitutiva.
El hidrógeno puede obtenerse tanto del agua como de los combustibles fósiles, lo que lo convierte en el combustible potencialmente más abundante. Desde el punto de vista medioambiental, la utilización del hidrógeno, además de calor y/o electricidad, sólo libera vapor de agua como residuo, sin emisiones dañinas; es decir, es una fuente energética limpia, libre de gases de efecto invernadero.
Existe un amplio abanico de aplicaciones de hidrógeno, como los sistemas de generación distribuida, la cogeneración, los motores para vehículos terrestres y los sistemas de energía conocidos como celdas de hidrógeno o celdas de combustible. Si bien su uso aún es limitado por el alto costo, su competitividad ha ido mejorando y su participación será cada vez más alta, en la medida que se logren mayores economías de escala.
Los primeros avances en Energías Renovables No Convencionales (ERNC) en Chile se produjeron hace ya varias décadas, gracias a la familiarización de la población con los grandes proyectos hidráulicos. De ahí al levantamiento de proyectos similares, pero de baja escala o mini hidráulica, hubo solo un paso. Junto con esto, la biomasa experimentó un fuerte desarrollo, como consecuencia de la diversificación de los negocios en las empresas forestales, que buscaban algún retorno y mejor uso para sus desechos. Sin embargo, recién a partir de la promulgación de la Ley 20.257 sobre Energías Renovables No Convencionales en 2008, se produjo una incorporación creciente de este tipo de proyectos a la matriz energética, así como de otras tecnologías (eólica y solar) en la medida en que comenzaron a ser económicamente factibles.
En Chile se consideran fuentes de ERNC la energía eólica, la pequeña hidroeléctrica, la biomasa, el biogás, la geotermia, la solar y la marina.
La política energética nacional pretende conciliar tres objetivos:
Seguridad de suministro, ya que los acontecimientos de los últimos años han reforzado la importancia de la seguridad de suministro como un objetivo estratégico fundamental.
Eficiencia económica de dicho suministro.
Sustentabilidad ambiental en el desarrollo del sector.
El estímulo al desarrollo de las ERNC busca aumentar la seguridad de suministro, al diversificar las fuentes de generación y reducir la dependencia externa; y asegurar un desarrollo energético sustentable, con menor impacto ambiental que las formas tradicionales de generación eléctrica.
La capacidad instalada en Chile para generar electricidad a partir de ERNC llegó en marzo de 2015 a 2.242 MW, que representan un 11,1% de la potencia total en los dos sistemas interconectados mayores (SIC y SING).
Dentro de las ERNC, el primer lugar corresponde a la energía eólica, que representa el 40% de toda la matriz ERNC, con poco más de 892 MW; en segundo lugar se ubica la energía solar fotovoltaica con 23%, seguida por la biomasa con 19% y la mini hidráulica en cuarto lugar, con 16%.
En cuanto a los proyectos en evaluación y aquellos ya aprobados que aún no han sido construidos durante 2015, se espera que se mantenga la tendencia del año anterior hacia la generación con fuentes solares y eólicas.
La capacidad de ERNC está concentrada entre las regiones de Antofagasta y Coquimbo, abarcando poco más de la mitad de la potencia de este tipo de fuentes (53%).
En cuanto a las inversiones en ERNC, los especialistas sostienen que el boom solo está comenzando ya que, para cumplir con la Ley 20/25, que propone tener un 20% de generación en base a este tipo de energías para el año 2025, se requerirá instalar al menos 6.500 MW en centrales de este tipo.
El informe “Hoja de ruta 2050” presentado por el Ministerio de Energía en septiembre de 2015, establece como meta que, para el año 2050, el 70% de la matriz energética chilena se base en energías renovables, concentrándose en eólica y solar, pero sumando también generación hidroeléctrica. Asimismo, señala que la energía nuclear no es una opción para el país, al menos para los próximos 35 años, dado sus altos costos y potencial oposición por parte de las comunidades. En cuanto a otras tecnologías que están en etapas más preliminares de desarrollo, el informe plantea una revisión del plan en 2020, para actualizar tanto lo referido a la energía nuclear, como a otras alternativas no consideradas hoy, como bioenergía y energía marina, entre otras.
Beneficios de las ERNC
El Ministerio de Energía de Chile destaca que uso de ERNC aporta al país los siguientes beneficios:
En Chile, el Cinturón de Sol cubre casi la mitad del país, permitiendo el desarrollo de tecnologías de energía solar con un potencial prácticamente ilimitado. Además, en el desierto hay grandes extensiones de tierra disponible. Se estima que el potencial bruto de capacidad instalable que posee Chile para generar energía eléctrica a partir de energía solar es de 100.000 MW.
Actualmente existen dos tipos de tecnología para generar electricidad a través de la energía solar: la tecnología fotovoltaica y la termosolar. Ambos aprovechan el sol como fuente de energía, pero son diferentes en cuanto a su capacidad de gestión y su adaptación a la demanda. La tecnología termosolar se basa en la concentración de la energía del sol para obtener energía térmica. Ésta se usa para generar vapor y operar una turbina convencional que produce electricidad. La energía termosolar permite generar electricidad de forma gestionable, es decir, cuando la demanda lo requiera.
La tecnología fotovoltaica consiste en el aprovechamiento de la radiación del sol para generar electricidad gracias a las características químicas de ciertos materiales. Esta tecnología genera electricidad directamente por el efecto fotoeléctrico; es decir, por la radiación solar sobre materiales semiconductores. El impacto de la energía solar sobre la estructura nuclear de los materiales semiconductores genera una corriente continua. Debido a este proceso los módulos fotovoltaicos sólo pueden generar energía en el momento en que la luz incide sobre el material. Por esta razón el desarrollo de la energía fotovoltaica depende del desarrollo de sistemas de almacenamiento que permitan superar su producción intermitente.
Durante 2014 el Sistema de Evaluación de Impacto Ambiental aprobó proyectos de ERNC por un total de 14.555 MW. Más de la mitad corresponden a proyectos solares fotovoltaicos (más de 8 mil MW). En segundo lugar, aunque bastante por debajo, se encuentran las iniciativas eólicas (5.195 MW), rezagando a números marginales a los proyectos en otras tecnologías. En noviembre de ese mismo año ingresó al SEIA un total de diez proyectos, de los cuales nueve son solares fotovoltaicos (2.108 MW) y uno de biomasa (sobre los 8.000 MW).
A 2016, el Reporte Cifes del Ministerio de Energía consigna que en Chile se encuentran en operación proyectos eólicos que aportan 947 MW a la matriz, en tanto que los proyectos de energía solar fotovoltaica aportan 1.217 MW. En cuanto a los proyectos eólicos en proceso de calificación, se estiman en 1,716 MW, y los proyectos de energía solar fotovoltaica, en 6.493 MW.
En mayo de 2016 la Comisión de Evaluación Ambiental aprobó la instalación de la primera planta termosolar en Arica. Con 105 MW de generación, la “Planta Termosolar Camarones” será el mayor proyecto de energías renovables en esta región. La planta ocupará un terreno de 632 hectáreas, a 60 km al sur de Arica, y se estima que su ubicación permitirá realizar un programa piloto de interconexión eléctrica con países vecinos. El inicio de su funcionamiento está previsto para 2019. El Reporte Cifes informa que en 2016 se encuentran en proceso de calificación proyectos termosolares por 1.120 MW, por lo que la relevancia de esta tecnología dentro de la matriz energética podría aumentar considerablemente en los próximos años.
Chile tiene un extenso territorio costero, en que los vientos provenientes del Sur Oeste tienen una mayor presencia. Los costos de inversión en tecnologías para el aprovechamiento del recurso eólico, son altos en relación a otras formas de generación de energía. Sin embargo, en zonas con buena disponibilidad de viento, puede ser una alternativa competitiva.
En 2001, se inauguró el primer parque eólico conectado al Sistema Eléctrico de Aysén. La central eólica “Alto Baguales” cuenta con tres aerogeneradores de 660 Kw, con una capacidad conjunta de 2 MW.
Desde noviembre 2007, se encuentra en operación el primer parque eólico conectado al SIC, ubicado en la localidad de Canela, Región de Coquimbo. Este parque cuenta con 11 aerogeneradores de 1,65 MW cada uno, con una generación anual esperada de 46.000 MWh. Desde 2009 está en funcionameinto la ampliación del parque eólico, con una potencia instalada de 60 MW adicionales a los 18,15 MW de Canela I.
Además, existen varios proyectos de abastecimiento de pequeñas localidades eléctricamente aisladas que se han materializado como parte del Programa de Electrificación Rural o motivados por algunas iniciativas privadas o de cooperación internacional.
El proyecto piloto de generación eólica en la Isla Tac, en el Archipiélago de Chiloé, Región de Los Lagos es la mayor de estas iniciativas. El proyecto se encuentra en operación desde octubre del año 2000 y corresponde a un sistema híbrido eólico-diesel que consta de dos aerogeneradores de 7,5 kW cada uno. Ha beneficiado a 79 familias y a tres centros comunitarios de la isla.
Según las proyecciones de la International Energy Agency, la generación de electricidad a partir de biomasa debiera crecer desde el actual 1,3% a un rango de 3 a 5% para el 2050. En términos absolutos, el crecimiento neto sería de 5 a 8 veces la producción actual, con un significativo efecto en la reducción de emisiones de gases de efecto invernadero. Esto no pareciera ser considerable en comparación con el potencial estimado total de 10% a 20% de la energía primaria para el 2050, en que la biomasa también sería usada para generar calor y para producir combustibles para el transporte.
Las principales barreras para su implementación apuntan a la baja eficiencia de conversión, su disponibilidad y transporte, y la escasa logística de suministro, sumado a la falta de políticas de apoyo y los riesgos asociados a la agricultura intensiva, entre otros. Por otra parte, el uso de biomasa en energía, muchas veces es percibido por la comunidad como una competencia al reciclaje, en particular para desechos municipales.
Respecto del futuro de esta tecnología en Chile, se estima que el potencial factible técnico-económico de implementar al 2025 es entre 461 y 903 MW, con una participación de entre un 3,1% a un 6% del parque generador. Actualmente, en Chile los procesos de generación de electricidad a partir de biomasa, se basan de manera principal en la combustión directa.
Adicionalmente, existen proyectos de generación a partir de la combustión de gases obtenidos a partir de procesos de transformación de biomasa, como la extracción de biogás desde vertederos o sistemas de tratamiento anaeróbico.
Desde 2008 se encuentra en operación el sistema de purificación de biogás construido dentro de la planta de tratamiento de aguas servidas La Farfana, que abastece de biogás a la distribuidora METROGAS, empresa que lo utiliza como materia prima para producir gas de ciudad.
La planta La Farfana es el principal centro de tratamiento de aguas de Santiago. Depura cerca del 60% de las aguas servidas de la región y genera, como subproducto de la descomposición de la materia orgánica, un promedio de entre 50.000 y 60.000 m³ de biogás.
La capacidad potencial de aprovechamiento de biogás puede llegar a los 24.000.000 m³/año lo que permite cubrir las necesidades de la demanda de unos 35.000 hogares que utilizan gas de ciudad en Santiago; es decir, se puede abastecer a un 10% de los clientes residenciales de METROGAS.
En Chile se considera renovable no convencional a una central hidroeléctrica cuya potencia es menor a 20 MW. Es decir, las mini o pequeñas centrales hidráulicas son aquellas que están conectadas a la red eléctrica con potencia menor a 20 MW; en tanto que se considera como micro centrales, a aquellos equipos que proveen energía en potencias menores a 300 KW y en sistemas aislados de la red eléctrica, según la definición de la IEA.
Actualmente, en Chile las centrales hidroeléctricas catalogadas como medio de generación renovable no convencional, representan alrededor del 1,2% del total instalado, con 177,7 MW de aporte al SIC; 14,9 MW al SING; y 20,4 MW al Sistema Eléctrico de Aysén. Según la Asociación de Pequeñas y Medianas Centrales Hidroeléctricas, en Chile al año 2009 se han catastrado más de 170 proyectos, los que sumados, superan los 3.000 MW de potencia instalada.
Las principales barreras que enfrenta hoy una pequeña central hidráulica están relacionadas con la demora en la tramitación de permisos y la inexistencia de criterios unificados de evaluación de impacto ambiental para estas centrales, además de la problemática asociada a la obtención de derechos de agua. Por otra parte, el alto costo de las líneas de transmisión pueden convertir a una central mini hidráulica conectada a la red eléctrica, en un proyecto inviable.
Chile, al estar ubicado sobre el Cinturón de Fuego del Pacífico, tiene un gran potencial de generación geotérmica. En los Andes chilenos, hay más de 300 fuentes de aguas termales, entre los 15°C y 100°C.
Al año 2025 se calcula un potencial bruto de 16.000 MW; pero existen barreras para la implementación de estas tecnologías, como la escasa identificación y catastro de las fuentes disponibles, el alto costo de inversión y los riesgos involucrados en su desarrollo.
El mar posee una serie de características que lo transforman en una alternativa como fuente de energía: el movimiento de las olas (undimotriz), la oscilación de las mareas (mareomotriz), el flujo de corrientes marinas, los flujos de los estuarios y las variaciones de salinidad y temperatura.
Por ello, se han desarrollado diversos sistemas para aprovecharlas, aunque la mayoría de las tecnologías se encuentran en etapa temprana de desarrollo, presentando aún baja eficiencia y altos costos, aunque variables de un sitio a otro. La experiencia obtenida del desarrollo de otros sistemas de generación, indica que habrá una tendencia a la masificación en el aprovechamiento del recurso, lo que produciría mayor conocimiento, confiabilidad y menores costos de desarrollo.
Según un reporte publicado por Bharatbook el año 2009 sobre el crecimiento de la industria a nivel mundial en energía marina, la capacidad instalada de esta energía al año 2009 fue de 270 MW, con un futuro esperado de 46.206 MW al año 2020.
Gracias a la extensa franja costera de Chile, esta fuente de energía se proyecta como actor importante en la generación futura; por ejemplo, se estima que la costa de Chile tiene un potencial de generación de energía undimotriz de hasta 164 GW.
Debido a la importancia del tema, existen diferentes organismos internacionales que se dedican a estudiar y pronosticar, desde el enfoque de diversas disciplinas, cuál será la evolución de la energía a nivel mundial. En sus análisis consideran factores tales como el estado de las reservas, el comportamiento de los mercados y los consumidores, las políticas públicas, los aspectos relacionados con sustentabilidad y cuidado del medio ambiente, entre otras consideraciones.
De acuerdo a las proyecciones de la Comisión Europea, durante el período 2000-2030 la demanda mundial de energía se incrementará a un ritmo aproximado de 1,8% anual. Esta proyección se explicaría por el equilibrio que se producirá entre el impacto del crecimiento económico y demográfico mundial y la disminución de la intensidad de uso del 1,2% anual, como consecuencia del efecto combinado de los cambios estructurales en la economía, los avances tecnológicos y el incremento del costo de la energía.
Se estima que, por una parte, los países industrializados experimentarán una desaceleración del crecimiento de su demanda energética, mientras que de manera inversa, la demanda energética de los países en vías de desarrollo crecerá rápidamente. Se espera que en 2030 más de la mitad de la demanda mundial de energía se origine en países en vías de desarrollo, en tanto que hoy esa demanda representa solo el 40%.
Según estudios de la Comisión Europea y la IEA (International Energy Agency), el sistema energético mundial en 2030 se compondrá de la siguiente forma:
Continuará el predominio de los combustibles fósiles, que representarán casi el 90% del suministro total de energía, manteniendo al petróleo como principal fuente (34%), seguido del carbón (28%).
Las proyecciones muestran que el gas natural llegará a representar una cuarta parte del suministro energético mundial en 2030, como consecuencia de un incremento producido, principalmente, por la demanda de generación de electricidad.
La utilización de gas a nivel global continuará creciendo, con una demanda estimada de 5,4 tcm en 2040, lo que significa que el gas natural se igualará al carbón como segundo combustible más utilizado en el mix energético mundial, después del petróleo. Las regiones que más empujarán ese crecimiento son China y el Medio Oriente.
Dentro de la OCDE, la demanda de gas de EE.UU. crecerá hacia 900 bcm en 2040, mientras que en Japón, la demanda decrecerá debido a la reutilización gradual de reactores nucleares.
En Europa el consumo de gas volverá al registrado en 2010 recién a inicios del 2030, por la perspectiva de una política de alta penalización a las emisiones de CO2.
Proyecciones para la energía nuclear
Según la IEA (International Energy Agency), a finales de 2013 había 434 reactores nucleares en funcionamiento comercial en todo el mundo, con una capacidad total instalada de 392 GW. Las plantas de energía nuclear representan hoy el 11% de la generación mundial de electricidad, tras el máximo alcanzado del 18% en 1996. Más del 80% de la capacidad se encuentra en países de la OCDE. Aunque su participación en la capacidad instalada es baja hoy, los países fuera de la OCDE van a impulsar el mayor crecimiento futuro de este tipo de generación: más de las tres cuartas partes de los 76 GW actualmente en construcción, se encuentran en estos países.
En el Escenario de las Nuevas Políticas de Energía propuesto por la IEA, la participación de la energía nuclear en la generación de electricidad a nivel global aumentará ligeramente al 12% en 2040. A su vez, la capacidad instalada de generación nuclear se elevará en alrededor de un 60%, para llegar a 624 GW en 2040. Además de los desafíos de orden económico en mercados de energía competitivos, la energía nuclear tiene que superar otros problemas técnicos y políticos.
Los aumentos más significativos de la capacidad nuclear instalada se producirán en China, India, Corea y Rusia, mientras que la participación de la OCDE en la capacidad nuclear mundial caerá del 80% en 2013 al 52% en 2040.
Las economías mundiales que operan reactores nucleares aumentarán de 31 en 2013 a 36 en 2040, ya que son más los países que se abren a esta energía que los que están en retirada. Se estima que los recursos de uranio son más que suficientes para proporcionar el combustible que permita cumplir estas proyecciones.
Energías para generación eléctrica
Uno de los escenarios que plantea la IEA (International Energy Agency), es que la demanda mundial de electricidad aumentará en casi un 80% en el período 2012-2040. El sector de generación eléctrica acumulará más de la mitad del aumento en el uso global de energía primaria, un alza comparable con la actual demanda total de energía de Norteamérica. Los países no pertenecientes a la OCDE tendrán la mayor parte del incremento, liderados por China (33%), India (15%), el Sudeste Asiático (9%) y Medio Oriente (6%).
Los combustibles fósiles continuarán dominando el sector eléctrico, aun cuando su participación declinará del 68% en 2012 al 55% en 2040. La generación a carbón va en declinación en los países OCDE, incluyendo EE.UU., donde su participación caerá en casi un tercio hacia 2040. Por otra parte, en China crecerá más que en cualquier otro país; pero, aun así, su participación declinará bruscamente. También caerá en India, a pesar del fuerte crecimiento absoluto.
Por su parte, la generación a petróleo declinará a más de la mitad en la mayor parte de las regiones. En contraste, la generación a gas casi se duplicará entre 2012 y 2040, aumentando en casi todas las regiones. En Europa la generación a gas se recuperará gradualmente respecto al carbón, debido al alza en la penalización por emisión de CO2, pero sólo se volverá a los niveles de 2010 en torno a 2030.
En cuanto a la cuota de las energías renovables en el total de la generación eléctrica, se elevaría del 21% en 2012 al 33% en 2040, proveyendo casi la mitad del crecimiento de la generación eléctrica mundial. La generación de electricidad con energías renovables, incluyendo la hidroelectricidad, casi se triplicará hacia 2040, superando al gas como la segunda mayor fuente en un par de años y, después de 2035, desplazando al carbón como la primera fuente de generación.
Proyecciones para las energías renovables
Según la IEA (International Energy Agency), la acelerada expansión de las energías eólica y solar fotovoltaicas plantea preguntas fundamentales sobre los modelos del mercado de la energía, en cuanto a su capacidad para garantizar una adecuada inversión en centrales eléctricas convencionales y la fiabilidad a largo plazo del suministro. El mayor incremento en la generación eléctrica a partir de energías renovables se producirá en China, superando al de la Unión Europea, EE.UU. y Japón juntos.
Los subsidios globales para la generación en base a energías renovables alcanzaron USD$121 billones en 2013 y continuarán expandiéndose hasta cerca de los USD$230 billones hacia 2030, según el Escenario de las Nuevas Políticas, para luego caer a USD$205 billones en 2040 por el fin de los compromisos de apoyo. En 2013 casi el 70% de los subsidios para las energías renovables se entregaron en solo cinco países: Alemania, EE.UU., Italia, España y China. La Unión Europea seguirá siendo el mayor financista hacia 2040, aunque EE:UU. se acercará al segundo lugar después de 2035.
La energía solar fotovoltaica continuará recibiendo la mayor parte de los subsidios hasta que la caída del costo por unidad ayude a reducir los subsidios por debajo de los entregados a bioenergía, justo antes de 2040. El valor de la energía solar fotovoltaica en el sistema, también declinará al producirse mayor expansión y, por tanto, mayor competitividad.
Los subsidios para la energía eólica terrestre alcanzarían su punto más alto justo antes de 2020, para luego disminuir de manera constante al volverse más competitiva respecto a las centrales eléctricas convencionales.
En cuanto a los biocombustibles, su uso casi se triplicará, al crecer de 1.3 Mbepd en 2012 a 4.6 Mbepd en 2040, momento en que representará el 8% de la demanda de combustible para el transporte. Los biocombustibles avanzados aumentarán su participación en el mercado después de 2020, con casi el 20% de provisión de biocombustible en 2040. Reflejando la limitada reducción de los costos y el aumento del uso, los subsidios para los biocombustibles aumentarán de manera sostenida, constituyendo el 20% de los subsidios para energías renovables acumulados durante el período.