“EL SOL AL SERVICIO DEL HOMBRE”
DESERTEC LLEGA A CHILE PARA PROMOVER E IMPULSAR EL DESARROLLO DE LA ENERGIA SOLAR EN EL DESIERTO.
A partir de la catástrofe nuclear de Chernobyl en 1986 se comenzaron a buscar distintas alternativas para sustituir esta fuente de energía por una mas segura, siendo el científico alemán Gerthard Knies que tuvo la idea de aprovechar la energía solar del desierto de Sahara para abastecer las necesidades energéticas de Europa. Según el Dr. Knies:
“En 6 horas, los desiertos de nuestro planeta reciben mas energía del sol que el consumo total de la humanidad en un año”
Fuente: Red paper – Desertec Foundation
El concepto DESERTEC fue desarrollado en 2003 por una red internacional de políticos, académicos y economistas denominada Cooperación Energías Renovables Trans -Mediterránea (TREC) producto de la cual más surgió mas tarde la Fundación Desertec. El físico Dr. Gerhard Knies y SAR el Príncipe Hassan bin Talal de Jordania, entonces Presidente del Club de Roma, fueron las fuerzas que impulsaron la formación y el desarrollo de la red. Esta iniciativa de aprovechamiento de la energía solar mas grande y ambiciosa, se puso en marcha en Alemania el 20 de Enero de 2009 con la constitución de la Fundación DESERTEC, con la finalidad de promover en todo el mundo el concepto DESERTEC, mediante el cual se pretende impulsar la obtención de energía limpia de los desiertos. La Fundación es una organización sin fines de lucro, con oficinas en Hamburgo y Heidelberg. Entre las entidades fundadoras estaban la Asociación Alemana del Club de Roma, la Red de científicos TREC y simpatizantes de la idea.
Para contribuir a acelerar la puesta en marcha del concepto en la región UE-MENA (Europa, Oriente medio y norte de Africa), la Fundación Desertec y un consorcio de 12 grandes compañías europeas del sector industrial y financiero constituyeron el 30 de Octubre de 2009 en Munich la Iniciativa Industrial Desertec “Dii GmbH”.
(*) Presidente de la Comisión de Energía del Colegio de Ingenieros Agrónomos de Chile
Entre las compañías participantes estaban Munich Re, Deutsche Bank, E´On, RWE, Abengoa Solar, Siemens, Bosch, etc. Lamentablemente a mediados de 2013 Siemens y luego Bosch resolvieron renunciar a la Fundación, pero su retiro no ha puesto en riesgo la continuidad de Desertec, ya que pese a estas dos perdidas se han incorporado otras dos grandes compañías, como son First Solar de EEUU y State Gris Corporation de China. No obstante, a pesar que Alemania, Austria, Francia, Italia, Luxemburgo y Malta han comunicado su intención de mantener la continuidad de los planes de Desertec y formalizar el acuerdo, España se ha negado hasta ahora.
Por otro lado, los impulsores de esta iniciativa se han enfrentado a dos obstáculos para su desarrollo, primero la polémica surgida por la localización en el desierto de Sahara, territorio ocupado ilegalmente por Marruecos y segundo, la falta de grandes infraestructuras de redes para el transporte de la energía.
Con posterioridad la Fundación constituyó la Red Universitaria Desertec, como una plataforma para la colaboración científica y académica en la región MENA. Su función es desarrollar estudios y poner en marcha programas relacionadas con energías renovables. Esta organización esta compuesta por la Fundación Desertec mas 18 universidades y centros de investigación de la región MENA. Luego algunas universidades de Europa se han incorporado a esta red.
DESERTEC UE-MENA(Europa, Oriente medio y Norte de Africa)
A partir de la formalización de Dii GmbH, se dio paso a la creación de una oficina encargada de desarrollar estudios de viabilidad y planes de inversión durante tres años, para lo cual se destinaron cerca de € 3 millones. Para instalar una gigantesca plataforma solar en el desierto de Sahara y en el Oriente próximo, se estimaba una inversión de € 400 millones.
Inicialmente DESERTEC fue concebido para cubrir las necesidades energéticas de Europa con energía solar proveniente del norte de Africa, utilizando solo el 0,3% del territorio del desierto de Sahara. La meta trazada para el año 2050 era desarrollar una infraestructura solar de 125 GW de potencia para satisfacer el 100% de la demanda de electricidad de Marruecos y entre el 15 al 20% de la demanda de Europa.
En el transcurso del tiempo se vio que era conveniente que la red de cooperación entre Europa y Africa del Norte se concentrase en aprovechar todas las fuentes renovables de energía disponibles, como la solar, eólica, geotermia hidráulica, y biomasa, incorporando también la desalinización de agua de mar para abastecer las regiones mas deficitarias de Africa con el propósito de reducir los índices de pobreza.
Es importante destacar que el concepto mas reciente DESERTEC es mas que aprovechar la energía solar de los desiertos del mundo. Desertec utiliza un enfoque global e integral al problema de la energía, con la finalidad de proporcionar energía renovable, económica y sostenible para cuando el planeta tenga 10 billones de habitantes, aproximadamente a mediados de este siglo.
Según algunos estudios, como del Global Desert Outlook del PNUMA – Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente – solo una pequeña fracción del potencial de energía solar de los desiertos ha sido aprovechada. Nadie duda que, la disminución de las reservas de petróleo, así como su creciente mayor costo y el cambio climático obligará a cambiar el modelo energético mundial.
De esta manera como los desiertos reciben la mas alta radiación solar, pueden convertirse en los próximas décadas en grandes reservatorios y proveedores de energía a nivel mundial. Por esta razón, Desertec desempeñará un papel de extraordinaria importancia para satisfacer las necesidades de energía eléctrica y térmica del planeta.
DESERTEC a futuro
Según lo establecido en la constitución de la Fundación DESERTEC, se han definido los siguientes grandes objetivos: Asegurar la protección del clima, el abastecimiento energético y el desarrollo sustentable a través de la generación de energía en los lugares donde las fuentes renovables sean mas abundantes.
El Consejo de Administración de la Fundacion DESERTEC en Alemania esta constituido por 2 Directores Ejecutivos: Dr. Thiemo Gropp (1), Dr. Ignacio Campino (2), siendo que el Sr. Paul van Son es el CEO de Dii GMBH.
Para descentralizar expandir sus operaciones internacionales en los cinco continentes, la Fundación DESERTEC ha comenzado a promover la constitución de grupos locales que puedan desarrollar los estudios de proyectos en los cinco con la finalidad de promover e impulsar el aprovechamiento de las energías renovables. A través de estos grupos locales la fundación se ha propuesto:
(a) Informar a la sociedad civil y lideres políticos sobre Desertec, (b) Promover el establecimiento de condiciones necesarias para el desarrollo de proyectos; (c) Promover la transferencias de conocimientos y la cooperación científica y (d) Consolidar las relaciones con el sector privado y (e) Evaluar y poner en marcha los proyectos demostrativos que sirvan de referencia.
Hasta la fecha después de Alemania, se han constituido oficialmente Desertec Austria en 2012 y mas recientemente Desertec Francia el año 2013.
Con el fin de acelerar la difusión este proceso, la Fundación esta fortaleciendo un equipo de gestión con un grupo de especialistas internacionales. Asimismo, en forma paralela se han designado hasta la fecha Coordinadores en doce países, siendo que en Septiembre de 2013 fue nominado para esta función en Chile el Dr. Karsten Berg (3), quien con la cooperación entre otras de las Fundación Fraunhofer, están estudiando el desarrollo de diversos proyectos que formaran parte de DESERTEC Atacama en el norte, donde se espera que gradualmente se constituya una gran plataforma de energía solar.
Desierto de Atacama
Como señala Rodrigo Palma del SERC (4), en el país existe un potencial de energía solar de por los menos 100.000 MW y un valor muy superior de energía térmica.
Es interesante señalar que solo en el Desierto de Atacama existen aproximadamente 20.000 hectáreas con potencial técnico y factibilidad de uso para el desarrollo de proyectos solares. donde se podrían instalar cerca de 10.000 MW de capacidad instalada, lo que representaría una producción aproximada de 20.000 GWh, con generación fotovoltaica (5).
Aunque esta energía corresponde aproximadamente al consumo del SING, no sería posible utilizarla ya que como es intermitente se concentra durante 6 a 8 horas durante el día, para lo cual se necesitaría un poderoso sistema de almacenamiento o de otra fuente para abastecer la demanda durante las 16 a 18 horas restantes como requieren las explotaciones mineras, por ejemplo.
Como se sabe la eficiencia de conversión de la energía del sol en electricidad con celdas fotovoltaica es muy baja. Por ejemplo, con buenas condiciones de radiación en el desierto de Atacama se pueden registrar 7 kWh/m2/día. Con un sistema fijo utilizando paneles de silicio monocristalino con una eficiencia del 17% se obtiene un rendimiento eléctrico de 1,19 kWh/m2/día. No obstante, hay que considerar que este valor se reduce aun mas en el proceso de conversión de la electricidad de corriente continua a corriente alterna y por las perdidas adicionales que se producen en los transformadores, cableado, diodos y conexiones que se producen por diferencia de potencia entre módulos, por la acumulación de suciedad en los paneles. Estas perdidas que se producen a partir de la captura de la energía solar y la generación FV, así como durante la transmisión y distribución eléctrica varía significativamente según el proyecto, dependiendo de la configuración y mantención.
Es conveniente señalar que de los 52 proyectos (4.273MW) ingresados a tramitación ambiental a fines de 2012, un 50% correspondía a sistemas de configuración fija, o sea que son proyectos simples, que tienen además un menor rendimiento en generación eléctrica por potencia instalada.
El desarrollo de la investigación para mejorar la eficiencia de las celdas fotovoltaicas, está logrando aumentos significativos en la conversión de energía de las celdas fotovoltaica acercándose al 50% de eficiencia, como ha sido anunciado recientemente por la Fundación Fraunhofer.
Con respecto a la intermitencia para mejorar el factor de planta, una de las opciones es recurrir al almacenamiento. Según José Vergara (6):” la energía solar y eólica sin almacenamiento requiere sobredimensionar la red eléctrica para poder transportar la potencia máxima si la red no tiene suficiente capacidad (independientemente de la seguridad)”. Sobre esta materia es conveniente recordar lo que ocurrió en Alemania en 2010, donde por lo menos el 15% de la electricidad generada en el norte del país en plantas eólicas, no pudo llegar a los consumidores del sur, pues la red no resistió y hubo que desconectar las turbinas eólicas. Esto significó una perdida de 50 millones de KWh.
Sobre esta misma materia, según Eicke R. Weber (7): “El almacenamiento de energía será un elemento importante de cualquier futura red eléctrica, en base a las grandes cantidades de energía, tanto solar como eólica, que solo están disponibles intermitentemente. Necesitaremos hacer uso de todas las opciones de almacenamiento: el termal y el hidráulico que ya están disponibles; el futuro del almacenamiento de hidrógeno para su uso en la red de gas, para movilidad o la reconversión en electricidad, esta comenzando ahora” y agregó: “Solo con almacenamiento seremos capaces de aprovechar el 100% de la energía solar y eólica”.
En el caso de la tecnología que se usa en las plantas CSP, el sistema de almacenamiento con sales fundidas (nitrato de potasio y nitrato de sodio) ha mejorado substancialmente el factor de planta, ya que permite generar energía eléctrica prácticamente durante 24 horas por día, como se ha podido comprobar en el funcionamiento de la Planta CSP Gemasolar en Andalucía, de propiedad de SENER de España..
Otra forma para suplir la intermitencia de la solar FV, es contar con otra fuente de energía regional de respaldo como son las termoeléctricas que existen en el norte que usan combustibles fósiles o importar electricidad de fuentes renovables del sur del país, especialmente de plantas hidroeléctricas. En este ultimo caso es necesario contar con una poderosa red de transmisión que permita inyectar al SING, energía hidroeléctrica generada en el SIC preferentemente al sur de la octava región.
El enorme potencial hidráulico que existe en el sur del país es el complemento ideal para la generación solar fotovoltaica que se genere en el norte, pues tienen condiciones de generar electricidad durante las 24 horas del día.
Por esta razón, se justifica la interconexión de los dos sistemas de generación renovable con mayor potencial en el país, como sería la energía solar del desierto con la energía hidroeléctrica del sur del país.
No existiendo un sistema de almacenamiento en el SING, contando con una red que conecte ambos sistemas de transmisión, se podrá transportar la energía eléctrica que sea generada por el SIC o el SING en ambos sentidos.
Como se sabe la conexión de ambos sistemas ha sido recientemente aprobada por el Parlamento, lo que contribuirá a desarrollar con mayor seguridad DESERTEC Atacama.
Por ultimo, hay que pensar que es necesario la integración energética con los países vecinos ya que nos permitirá intercambiar energía eléctrica entre regiones colindantes, con Perú, Bolivia y Argentina. De esta manera, con la interconexión energética será posible optimizar el costo de producción y la seguridad de suministro, la colocación de excedentes y el aprovechamiento de la capacidad instalada de los países involucrados.
El potencial hidroeléctrico del país es enorme, sobretodo para grandes centrales desde la cuenca del río Bio Bio al sur. En el caso de las centrales con embalse el factor de planta esta entre el 70 a 80%.
Sin embargo, también existe un potencial en la región central y centro sur del país para centrales de pasada y mini-hidro asociadas a obras de riego, cuyo factor de planta es entre 40 a 60% (con un impacto ambiental menor que las plantas de embalse).
Como lo han señalado algunos expertos, en estos dos últimos casos hay que considerar que a mediano o largo plazo, aumentará su vulnerabilidad por causa del cambio climático que disminuirá el caudal de los cursos de agua en algunos meses del año.
Según Pedro Matthei (8) para pequeñas hidroeléctricas hay un potencial de 10.000 MWp. Lamentablemente la potencia instalada actual es baja ya que alcanza a 328 MW y en construcción hay 71 MW.
A través de estudios encomendados por la Comisión Nacional de Riego (CNR), se estima que el potencial de generación mini-hidro asociado a obras de riego alcanzaría a 1.400 MW.
De acuerdo a Rodolfo von Bennewitz.(9) el potencial hidroeléctrico instalable en Chile en 1977 alcanzaba a 18.780 MW con una capacidad de generación anual de 111.696 GWh.
Según estimaciones mas recientes de OLADE (10) Chile tiene un potencial hidroeléctrico del orden de 25.000 MWp y se esta aprovechando menos del 25%.
(1) Físico alemán, Cofundador y Presidente del Consejo de Administración de la Fundación DESERTEC . Miembro de la Asociación Alemana del Club de Roma
(2) Ecologista chileno, que con anterioridad se desempeñaba como Representante del Consejo de Sustentabilidad de Protección del Clima en la Compañía Deutsche Telekom.
(3) Geólogo, Director de Exploraberg. Miembro de la Comisión de Energías Renovables de la Cámara Chileno Alemana de Comercio e Industria – CAMCHAL.
(4) Director Ejecutivo del SERC, según entrevista publicada por CSP today el 10/12/2013.
(5) Aunque todavía no existen plantas de energía solar FV de mayor escala funcionando en el país, se ha estimado a partir de algunos proyectos en desarrollo que un buen rendimiento de conversión con tecnología FV convencional en el desierto de Atacama, podría alcanzar a 2.000 MWh por MW de potencia instalada.
(6) Según correspondencia personal del Dr. José Vergara del 16/11/2011..
(7) Director de Sistemas de Energía Solar del Instituto Fraunhofer de Alemania, en entrevista publicada en “ENOVAMARKETS”, 12/3/ 2012
(8) Presidente de la Asociación Chilena de Pequeñas y Medianas Centrales Hidroeléctricas (APEMEC). Informaciones publicadas en la Revista “DE Innovación y Negócios”de CAMCHAL , Diciembre 2013
(9) “Los recursos hidroeléctricos nacionales y futuro desarrollo”, Rodolfo von Bennewitz, ENDESA, Revista del Colegio de Ingenieros de Chile Nº 76 DE 1977.
(10) OLADE: Organización Latinoamericana de Energía.
PCK/ Febrero 2014