En la Escuela de Ingeniería Industrial de la PUCV, de cara a las metas que tiene Chile en materia energética, trabajan en el desarrollo de modelos integrados de evaluación para entender las transiciones energéticas y el rol de distintas tecnologías necesarias para ser un país carbono neutral.

El cambio climático y el calentamiento global se encuentran entre los principales problemas a los que se la sociedad se enfrenta en la actualidad. Las emisiones de CO2 (dióxido de carbono) y otras emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) juegan un papel importante en este contexto. Con la finalidad de limitar el aumento de la temperatura global (global warming), varios países han desarrollado objetivos para avanzar en desarrollo sustentable y descarbonización de sistemas contaminantes.

Ejemplo de estos objetivos son los NDC (Nationally Determined Contribution, por sus siglas en inglés), desarrollados en el contexto del acuerdo de París. En general, los NDC buscan reducir los niveles de emisiones, particularmente de los sectores de energía y transporte. Para alcanzar estos objetivos, se busca una transformación de los sistemas de energía hacia una mayor proporción de energía renovable, como la solar y la eólica.

Durante el 2020, Chile fue de los primeros países en enviar oficialmente una actualización de sus NDC, aumentando las ambiciones en términos de reducción de emisiones y generación con energías “verdes”; en el que se plantea, para el año 2050, la eliminación de plantas generadoras de electricidad basados en carbón, contar con un 70% de la generación eléctrica a partir fuentes renovables no convencionales, y lograr ser un país carbono neutral, entre otras.

Las transformaciones energéticas suponen nuevos desafíos, como su alta variabilidad que crea grandes incertidumbres en los reguladores y operadores del sistema energético para garantizar la seguridad del suministro a precios accesibles. Así, se deben considerar nuevos enfoques para ayudar a reducir la incertidumbre asociada con la energía renovable variable. Las tecnologías de tipo “Power-to-X” y el concepto de “demand response”, al fomentar un alto grado de flexibilidad a los sistemas de energía, podrían considerarse una solución viable.

Estas últimas son tecnologías que han sido consideradas como el eslabón faltante para una transición resiliente a sistemas renovables. Han sido elegidas como las más relevantes para aprovechar las sinergias entre los sectores de producción de electricidad y varios sectores de demanda, logrando descarbonizarlos mediante el uso energía renovable disponible localmente. Para obtener una disminución significativa de la emisión de GEI es necesario promover su integración con otras tecnologías, tales como cogeneración, tri-generación, sistemas power-to-heat (como bombas de calor combinadas con almacenamiento térmico), operaciones de vehículo a red, etc.

En Chile se ha generado una alta expectativa por el desarrollo de Hidrogeno verde. A nivel mundial, esta fuente energética se considera como una de las opciones de Power-to-X (Power-to- Hydrogen) con mayor potencial. El Hidrógeno Verde se caracteriza por la posibilidad de generarlo a partir de excesos de energías renovables, los cuales en la actualidad se consideran como perdida (curtailment). Por ende, en países como Chile, que cuentan con un potencial de energía renovable 70 veces más alto que su demanda eléctrica, la generación de hidrogeno verde podría jugar un rol fundamental en la descarbonización de sistemas en el mediano y largo plazo.

Otras tecnologías de power-to-X consideran, por ejemplo, Power-to-Heat, Power-to-gas, y Electro- combustibles (derivados del hidrogeno), entre otras. La energía térmica, gas, o electro-combustibles pueden ser almacenados de manera más eficiente y económica que la energía eléctrica. Por tanto, en sistemas con alta participación de energías renovables, los excesos de electricidad podrían almacenarse como otras fuentes energéticas, reduciendo de esta manera las pérdidas de energía limpia que la naturaleza provee.

Desde la escuela de Ingeniería Industrial de la PUCV, el profesor Felipe Feijoo, explica «académicos y estudiantes de pre y postgrado se encuentran trabajando en el desarrollo de modelos matemáticos que permitan evaluar el rol de las tecnologías antes mencionadas. Dentro de este contexto, un estudio recientemente publicado analiza distintas políticas económicas para incentivar la descarbonización del sector eléctrico de Chile. Estas políticas son denominadas como cap-and-trade o sistemas de permiso de emisiones transables».

Además, el académico adelanta: «Otro tema reciente de trabajo dentro de mi grupo de investigación considera la evaluación del hidrogeno y power-to-heat en el sistema eléctrico de Croacia».

Fuente: UCV TV