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    la serena octubre 2015

    Energías renovables e hidrógeno como suministro energético de la industria minera Chilena. Lorenzo Reyes Bozo1, Carlos Fúnez Guerra2. 1 Departamento de Ciencias de la Ingeniería, Facultad de Ingeniería, Universidad Andrés Bello, Sazié 2315, Santiago, Chile. 2 Unidad de Consultoría, Montaje y Mantenimiento, Centro Nacional del Hidrógeno, Prolongación Fernando el Santo S/N. 13500, Puertollano, Ciudad Real, España. 1 email: [email protected] Resumen. La demanda energética del mercado eléctrico chileno ha presentado tasas de crecimiento anuales de un 5%. A su vez, el costo energético se ha incrementado un 193%, debido a la alta dependencia de combustibles fósiles importados. El Gobierno de Chile aprobó, en febrero de 2012, la Estrategia Nacional de Energía 2012-2030, que establece las medidas más relevantes que se llevarán a cabo -en los próximos años- en materia energética. El apoyo a la generación renovable y la eficiencia energética, son dos de los seis pilares, en torno a los que se estructura la estrategia. Chile ofrece una buena oportunidad para la generación renovable: en los próximos diez años, el mercado eléctrico chileno necesitará casi un 50% más de capacidad instalada. Las energías renovables deberán tener un rol preponderante en este incremento, pero los desafíos pueden ser insalvables si no se cuenta con una adecuada estrategia. En este trabajo se analiza la necesidad energética del sector minero, se estudian las posibilidades existentes para suministrar esa energía mediante energías renovables y se va a identificar el papel que el hidrógeno puede jugar como almacén energético o como elemento clave que permita la adecuada gestión de las instalaciones de energías renovables. Palabras Claves: almacenamiento energético, energías

    renovables, hidrógeno, minería. 1 Introducción. De acuerdo a estadísticas de la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco, 2014a; 2014b; 2014c), el consumo de energía eléctrica de la industria del cobre aumentaría en un 80%, a 2025. Se proyecta que la minería del cobre pase de un consumo de energía de 22 TW/h a 40 TW/h en los próximos diez años, y si se concretaran todos los proyectos mineros en cartera, la cifra podría llegar a 45 TW/h, lo que significaría un alza superior a 100%. En las Figuras 1 y 2 se puede observar el consumo de energía para el período 2001-2013 y la proyección de consumo de energía hasta el año 2025, relacionando ese consumo de energía con la producción de cobre de mina. Chile importa el 60% de su energía primaria (Ministerio de Energía, 2013), por lo que es un país subordinado a la

    inestabilidad y volatilidad de los precios en los mercados internacionales y las restricciones de abastecimiento que se produzcan por fenómenos políticos, climáticos o de mercado.! Adicionalmente, Chile importa el 97% de los hidrocarburos que requiere y su matriz energética se compone en 40 por ciento de hidroelectricidad y el resto de combustibles fósiles y contaminantes, a través de centrales termoeléctricas (CDEC-SIC, 2013).

    Figura 1. Consumo nacional de energía en la minería del cobre VS producción cobre de mina (2001-2013). Fuente: Elaboración propia.

    Figura 2. Proyección del consumo nacional de energía en la minería del cobre VS producción cobre de mina (2014-2025). Fuente: Elaboración propia. Los últimos diez años en Chile han estado marcados por el corte de gas natural desde Argentina, severos y largos períodos de sequía, dificultades en la concesión de permisos ambientales, insuficiente entrada de proyectos y de nuevas empresas en el área de generación y escasa inversión en infraestructura en esa misma área y también en transmisión eléctrica. Todo esto se ha traducido en estrechez de la oferta de suministro eléctrico, con altos costos marginales y precios a cliente final que reflejan un desarrollo ineficiente del sistema, lo que se ha agravado en los últimos años.

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    ST 8 RECURSOS ENERGÉTICOS

    En la Figura 3 se detalla la capacidad instalada, demanda máxima y el tipo de demanda de cada una de las cuatro partes en las que se divide el sistema eléctrico Chileno. En la Figura 4, se identifican las diferentes centrales de generación existentes en SING y SIC que son las más representativas.

    Figura 3. Estructura del sistema eléctrico Chileno. Fuente: Ministerio de Energía del Gobierno de Chile.

    Figura 4. Situación de las centrales de generación a finales de 2013. Fuente: Ministerio de Energía del Gobierno de Chile. El Gobierno de Chile aprobó, en Febrero de 2012, la Estrategia Nacional de Energía 2012-2030, que establece las medidas más relevantes que se llevarán a cabo en los próximos años en materia energética. Dicha estrategia, tiene como objetivos fundamentales:

    •! Uso de los recursos naturales que Chile posee. •! Diversificación de la matriz energética. •! Mayor independencia energética. •! Reducción de emisiones.

    Se puede destacar, el aumento de las energías renovables no convencionales (ERNC) a un 20% para el 2025 (Figura

    5) y mecanismo de licitaciones de bloques ERNC, que es un mecanismo de incentivo competitivo, que permite mejorar las condiciones de financiamiento para los desarrolladores de proyectos ERNC.

    Figura 5. Objetivos planteados por la Estrategia Nacional de Energía. Fuente: Elaboración propia. 2 Energías renovables de mayor interés. Además de la energía hidroeléctrica, que tiene un gran desarrollo y capacidad instalada en el SIC de Chile, se considera que la energía solar fotovoltaica y solar termoeléctrica tiene gran aplicación a Chile por condiciones geográficas y climatológicas. Ejemplo de ello, es que los niveles de radiación solar en el desierto de Atacama son los más altos del mundo (entre siete y 7,5 kWh/m2), según el estudio de contribución de ERNC al SIC al 2025 de la Universidad Técnica Federico Santa María de Chile (2009). Si se instalarán en esta zona paneles fotovoltaicos, cubriendo un área de 400 kilómetros cuadrados, se podría abastecer todo el consumo eléctrico nacional. En el crecimiento del mercado chileno está jugando un papel muy importante la industria minera, que con una participación aproximada del 35%, es el mayor consumidor de energía eléctrica del país. Las compañías mineras requieren energía, a buen precio, para ser competitivas. Además, las principales faenas productivas están ubicadas en el norte de Chile donde, precisamente, la radiación solar es mayor y la energía y las infraestructuras eléctricas escasean, con lo que el uso de energías renovables para suministrar energía eléctrica a las empresas mineras tiene elevado interés. El principal problema de la energía solar fotovoltaica y termoeléctrica es la gestionabilidad de las mismas, para lo cual es de gran interés poder usar sistemas de almacenamiento de energía que hagan este tipo de plantas gestionables, entre los que se encuentra el hidrógeno. 2.1 Energía solar fotovoltaica. Varios factores explican el auge del sector fotovoltaico en Chile. Para empezar, la materia prima es abundante. Los niveles de irradiación superan entre un 30% y 40% los de países como España e Italia. En el norte del país ya se alcanza la paridad de generación fotovoltaica. Esto significa que los requerimientos de rentabilidad de un inversor son cubiertos por completo con los precios del mercado mayorista. En otras palabras, no

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    AT 2 geología económica y recursos naturales

    hacen falta subsidios para garantizar la rentabilidad de los proyectos. Con ello, es suficiente con vender la energía a precio de mercado, donde la fotovoltaica es más competitiva. Se puede observar que mientras que la energía generada por diesel se vend