Energía eléctrica sustentable para el Siglo XXI

Abstract

Debido al avance de las consecuencias negativas del cambio climático antropogénico en el planeta, se requiere reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) como el CO2, CH4, NOx, etc., los cuales se normalizan en masa de [CO2eq]. Para el caso de Chile el sector de la energía es el principal emisor con el 77% del total, y de esto, la energía eléctrica emite el 39%. Por esto se analiza las posibilidades de las ERNC en Chile, las cuales pueden proveer energía eléctrica con emisiones a priori menores que la matriz actual del Sistema Eléctrico Nacional (SEN), para así estudiar la generación Eólica sobre tierra, Fotovoltaica (PV), y Concentración Solar de Potencia de torre central (CSP), por medio del software System Advisor Model (SAM), para lo cual se necesitó recabar archivos de radiación solar, velocidad del viento, redes de transmisión de electricidad, entre otros, que fueron obtenidos desde el Ministerio de Energía de Chile, así como lugares potenciales para instalar las plantas desde el Ministerio de Bienes Nacionales de Chile, los equipos necesarios para instalar la planta los que se obtiene desde SAM, catálogos de proveedores, entre otros insumos. Con esto se logró obtener una matriz energética basada en energía Eólica, PV y CSP, donde cada una posee una potencia instalada de 3598[MW], y que será capaz de proveer el 59% de la energía que consume Chile, esto teniendo de referencia a la generación del año 2019 como comparación. Con esto se encuentra que durante 621[h] del año se logra satisfacer toda la potencia demandada por el sistema, y en 8139[h] se requiere algún tipo de respaldo, cuya potencia instalada mínima debe ser de 10 040[MW], lo que representa un factor de seguridad de 1.93, que es inferior al que tiene actualmente el SEN de 2.6, por lo que se puede aumentar la cuota de energías renovables actual, sin temor a que el sistema no tenga la capacidad de proveer la electricidad necesaria. Además, se logró cuantificar las emisiones netas emitidas en Chile, que equivalen a 48 320 000 [tCO2eq] para el año 2018 (último año con datos completos), donde el factor de emisión de GEI del SEN es 0.3834[tCO2eq/MWh], que se podría reducir con el ingreso de ERNC, hasta alcanzar un factor de emisión de GEI de 0.1986[tCO2eq/MWh ]. Al ingresar las ERNC, y operar ellas como la base del sistema eléctrico más un respaldo de energía convencional, se obtiene una reducción del 51.8% del factor de emisión de GEI con respecto a la situación actual del SEN. De ocurrir este cambio en la matriz eléctrica, lo que tiene altas posibilidades de suceder debido al bajo costo de las energías renovables, Chile dejaría de emitir 14 302 107[tCO2eq] al año. Considerando las emisiones netas del país de 48 320 000[tCO2eq] para el 2018 (último año disponible) podría reducir este valor hasta los 34 017 893[tCO2eq], lo que equivale a una reducción del 29.6% de las emisiones netas de Chile.