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Etiqueta: eólica

Álvaro Pinilla, profesor titular del Departamento de Ingeniería Mecánica

ÁLVARO ENRIQUE PINILLA
“SI SE HACE BIEN, COLOMBIA PODRÍA CONVERTIRSE EN UNA POTENCIA DE ENERGÍAS RENOVABLES EN LATINOAMÉRICA”

Escrito por [email protected] en . Publicado en Especial, Salud y medioambiente, Contacto 24: Energías limpias.

Julio de 2022
El profesor titular del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de los Andes habló con CONTACTO sobre el actual panorama de las energías renovables en Colombia y los desafíos que tiene esta industria para que el país alcance una eficiente transformación energética.   

CONTACTO: ¿Cómo está Colombia en materia de producción y uso de energías limpias?
Álvaro Enrique Pinilla (Á.E.P.): Hoy cerca del 70% de la energía eléctrica del país se produce a partir del agua, a través de las hidroeléctricas, es decir es una energía verde. En este sentido Colombia está muy bien calificada. Sin embargo, es importante tener en cuenta que esta deja de ser verde si no existe una política pública que restrinja la deforestación, que cuide las cuencas hidrográficas, los páramos y los ríos, lo que generaría que este recurso deje de ser renovable. 

El otro 30% de la energía eléctrica proviene, en su mayoría, de la quema de combustibles fósiles, sin embargo, ya desde hace algunos años el país ha empezado a promover el uso de otras fuentes limpias como la eólica, la geotérmica y la solar, entre otras, para ampliar su matriz energética, y en las que el país tiene un gran potencial, además porque hoy la generación con renovables es un negocio financieramente atractivo.   

CONTACTO: ¿Cuáles son los principales proyectos de energías limpias que se han desarrollado o que se vienen trabajando en el país?
(Á.E.P.): Desde el gobierno del presidente Santos y durante el de Duque se ha promovido el uso de nuevas fuentes de energía, entre estas, con mucha fuerza, la eólica. De hecho, hace pocas semanas se inauguró en La Guajira el parque eólico más grande del país (Parque Guajira 1 – de Isagen) y se tiene previsto que se instalen unos seis más, con un nivel de potencia tal que puede complementar la producción de energía en un poco más del 10%, lo que es bastante importante. Adicionalmente, conllevarán inversiones que alcanzan los 2.000 millones de dólares, en los próximos años. 

Esto lo están haciendo empresas como Enel – Chile, EDPR – Portugal y Jemeiwa Kai, lo que nos permitirá ver, en el corto plazo, aerogeneradores (comúnmente conocidos como molinos de viento) por todo lado en La Guajira, lo que hace necesario que se inicie la exploración de su instalación en el mar (fuera de Costa), un trabajo en el que Colombia ha logrado cosechar la experiencia de otras partes del mundo y que le permitió construir una hoja de ruta para hacer este despliegue.

Si esto se hace bien, Colombia podría convertirse en una potencia de energías renovables en Latinoamérica y podría suministrar energía a países como Venezuela, República Dominicana y Haití, entre otras naciones del Caribe.   

En este escenario, uno de los principales retos sería promover el desarrollo industrial para fabricar parte de estos equipos eólicos en el país.

“Colombia podría convertirse en una potencia de energías renovables en Latinoamérica y podría suministrar energía a países como Venezuela, República Dominicana y Haití, entre otras naciones del Caribe”.

 

CONTACTO: Actualmente se habla del hidrógeno renovable o verde como una muy buena alternativa para la transición a energías limpias. ¿Cuál es su real potencial?
(Á.E.P.): Si bien el hidrógeno es una fuente de energía limpia pues no emite gases efecto invernadero en su combustión, su masificación tiene varios desafíos; por un lado, no es tan fácil de producir ya que no se halla de forma aislada en la naturaleza, se requiere separar la molécula del agua (H2O) en oxígeno e hidrógeno por medio de la electricidad, lo que se conoce como electrólisis, además, pese a que su fuente natural es el agua, la electricidad con la que se produce puede venir, en algunos casos, de fuentes contaminantes, por lo que dejaría de ser completamente limpia. 

Adicionalmente, si llegara a escasear el agua correría el riesgo de ser una fuente no renovable.   De todos modos, el hidrógeno ya hace parte de esas energías alternativas. En Colombia, por ejemplo, Ecopetrol y Promigas han decidido instalar plantas comerciales para su producción, sin embargo, aprender de este nuevo recurso nos va a tardar algunos años.    

Se espera que su mayor uso esté destinado al transporte de carga y aéreo, pues los vehículos particulares irán migrando a la movilidad con energía eléctrica.   

CONTACTO: ¿Cuál es la diferencia entre el hidrógeno verde, azul y gris?
(Á.E.P.): Aunque no soy experto en este tema, como ya lo expliqué, el hidrógeno verde se produce a partir de la electrólisis del agua, separación de la molécula H2O. Allí se obtiene 100% hidrógeno y se considera como una energía limpia. Por su parte, el azul se mezcla con combustibles fósiles, principalmente de gas natural. El gris o negro también se produce a partir de combustibles fósiles sin ningún proceso que evite emisiones contaminantes.   

CONTACTO: En medio del crecimiento de las energías renovables y la transición energética ¿qué sucederá con proyectos como el fracturamiento hidráulico?
(Á.E.P.): Lo primero que hay que decir es que la dependencia del petróleo no se acabará de la noche a la mañana, por ejemplo, el tránsito del parque automotor a vehículos eléctricos va a tardar varios años, así que por un buen tiempo seguiremos usando combustibles fósiles. Aquí son importantes estas tecnologías como el fracturamiento, que si se hace bien no debería generar problemas ambientales. Por esta razón, es necesario adelantar proyectos piloto como los que está tratando de implementar Ecopetrol, esto porque Colombia tiene, en los Llanos Orientales, muchos yacimientos de gas de esquisto (un hidrocarburo no convencional que se halla atrapado en rocas a gran profundidad) que requiere de esta tecnología para su extracción. Ahí hay una posibilidad de producir petróleo y gas e incrementar las reservas del país. De hecho, Ecopetrol hace fracturamiento en la costa de Texas, Estados Unidos.   

El tema es que si dejamos de explorar, en muy pocos años no vamos a tener petróleo ni gas y tendremos que empezar a importarlo, lo que incrementaría el precio de los combustibles. 

 CONTACTO: ¿Es viable que Colombia cumpla con los compromisos de disminuir sus emisiones de gases de efecto invernadero en un 51% al 2030, con la meta de ser totalmente neutro en el 2050?
(Á.E.P.): Sin lugar a duda, los compromisos adquiridos por Colombia en el marco de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, ODS, de reducir las emisiones de Gases de Efecto Invernadero, GEI, promueven que estas fuentes de energía renovable tengan una mayor penetración en la canasta energética del país. Sin embargo, ser carbono neutro para 2050 va a ser difícil porque producimos GEI en muchas de las actividades que realizamos y de las que dependemos. Por ejemplo, la producción de ganado y arroz, entre otras, generan metano, que es mucho más contaminante que el CO2. Así que lo que puede ocurrir es que sigamos generando carbono, pero se puede compensar con iniciativas como la compra de bonos verdes, como lo hacen países desarrollados como Japón y algunos europeos.   

CONTACTO: ¿Qué viene para el futuro?, ¿cuál es la hoja ruta para continuar potenciando esta industria y ampliando el aporte de las energías limpias en el total de la matriz energética?
(Á.E.P.): En este momento vamos por el camino correcto, uno quisiera ver más celeridad en el proceso, pero aún tenemos problemas de flujo de caja, de hacernos más atractivos para los inversionistas extranjeros. Debemos impulsar mayores desarrollos frente al tema, utilizar la inteligencia artificial, la robótica, aprovechar, por ejemplo, el potencial que tenemos en materiales como fibras naturales para producir insumos y maquinaria para este sector y no solo para abastecer el mercado local, sino pensar también en el internacional, un desarrollo con el que se podría reemplazar, por ejemplo, el uso de la fibra de vidrio que no es reciclable, etc. Necesitamos más recursos y talento humano para hacer este tipo de investigaciones.   

Tenemos que continuar aprovechando todos estos recursos renovables y alternativos que tiene Colombia para alcanzar la complementariedad energética entre recursos hidroeléctricos, eólicos, solares, geotérmicos y de biomasa, además de buscar la independencia energética con fuentes de energía indígenas locales.

CONTACTO: ¿Cómo aporta la academia al logro de esos aportes y por qué el ingeniero mecánico uniandino está formado para hacerlo?  

(Á.E.P.): Este es un tema que debe empezar desde los primeros años, en la infancia, de generar conciencia ambiental. Desde la academia, nuestro compromiso es formar profesionales que tengan la capacidad de movilizar esta industria y de hacer investigación que la potencie. En nuestra universidad se ve una importante actividad académica en estos temas, en la cual se están involucrando profesores e investigadores de todas las facultades, sin distingo. Es interesante que nuestros estudiantes estén expuestos a las visiones de profesores de diferentes disciplinas, con diversos enfoques.    

“Debemos impulsar mayores desarrollos frente al tema, utilizar la inteligencia artificial, la robótica, aprovechar, por ejemplo, el potencial que tenemos en materiales como fibras naturales para producir insumos y maquinaria para este sector”.

Hidrógeno verde: el boom de una energía limpia

HIDRÓGENO VERDE: EL BOOM DE UNA ENERGÍA LIMPIA

Escrito por [email protected] en . Publicado en Especial, Tecnología y TIC, Salud y medioambiente, Contacto 24: Energías limpias.

Rocío Sierra Ramírez | Profesora Asociada del Departamento de Ingeniería Química y de Alimentos, Universidad de los Andes. |  Ph.D. de la Universidad de Texas A&M | [email protected] | Michael Bressan | Profesor Asistente del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad de los Andes. | PhD en Ingeniería Eléctrica, Electrónica e Informática Industrial aplicada en la gestión de energías renovables de la Universidad de Perpiñán (Francia) | [email protected] | Guillermo Jiménez | Director del Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Universidad de los Andes. |  Ph.D.  en Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Chile | [email protected] | César Luis Barco | Ingeniero Eléctrico de la Universidad de los Andes | Máster en Ciencias Económicas | con Certificación Ejecutiva en Estrategia e Innovación de la Escuela de Negocios SLOAN del Massachusetts Institute of Technology (MIT). | Profesor de EDCO – Facultad de Ingeniería de Uniandes, en Gerencia de Proyectos y Energías Renovables. | [email protected].

Julio de 2022
Aunque es una tecnología vieja, la primera celda fue inventada por Sir William Grove en 1838, la crisis climática y el Acuerdo de París, firmado en 2015 por los países miembros de Naciones Unidas para frenar el calentamiento global, la han popularizado e impulsado como la mejor opción para sustituir a los tradicionales combustibles fósiles, responsables de las emisiones contaminantes. Invitamos a cuatro expertos para conocer detalles sobre este tema.  

Preguntas

 

  1. ¿Qué es el hidrógeno verde? ¿Por qué es importante?
  2. ¿Colombia puede ser líder en la producción de hidrógeno verde?
  3. ¿Colombia puede ser líder en la producción de hidrógeno verde?

 

Rocío Sierra Ramírez

  1. El hidrógeno es una de las moléculas más abundantes en el planeta y en el universo. Sin embargo, no se encuentra disponible en la naturaleza como hidrógeno puro gaseoso de manera natural. Por ello, hay que extraerlo de las fuentes en donde se encuentra, que normalmente son agua, otros gases como metano y otros compuestos químicos.
    Dependiendo de la forma como se logre extraer el hidrógeno, este se identifica con un código de colores. Es así como puede hablarse del hidrógeno verde si se obtiene usando para su producción exclusivamente fuentes de energía renovables, hidrógeno rosa si se obtiene con energía nuclear, hidrógeno turquesa si se obtiene por pirólisis dejando el carbono en estado sólido, hidrógeno azul si se obtiene por reformado de metano en un proceso donde se apliquen estrategias de secuestro de uso y/o secuestro de carbono e hidrógeno gris si no se aplican este tipo de estrategias
  1. El hidrógeno además de contaminar mucho menos que otros combustibles es una excelente alternativa para el almacenamiento de energía y por tanto resulta atractivo en aplicaciones de movilidad especialmente en transporte de carga mediana o pesada, o en industrias que son grandes demandantes de energía como la siderúrgica —  que utiliza muchísimo carbón—.
    Por otra parte, la producción local de hidrógeno verde nos permitiría no depender de importaciones de fertilizantes. El hidrógeno juega un papel fundamental en el cumplimiento de los objetivos de desarrollo sostenible, ya que, sin los aportes de este vector energético, no será posible lograr la acelerada descarbonización en la que estamos comprometidos.
  1. Absolutamente que sí. Nosotros tenemos una hoja de ruta que promueve el hidrógeno verde a partir de fuentes como la biomasa y ahí tenemos muchísima capacidad de utilización, dado que en todas nuestras actividades agrícolas e, incluso, las domésticas  tenemos los residuos, una materia prima muy importante para poner a disposición de la tecnología del hidrógeno cumpliendo un doble propósito: el hacer un uso y colocación adecuada de estos desechos que ya estaban contaminando y podernos convertir en una fuente de energía que no es contaminante, entonces el potencial es amplísimo.
    El desafío es la inversión de capital, que es significativa, tanto para las estaciones de vehículos de hidrógeno como para los parques eólicos y de energía solar fotovoltáica. Entonces nos tocaría hacer desarrollos pensando, particularmente, en biomasa y pues eso no es gratis.

 

Michael Bressan  

  1. El hidrógeno verde se produce a partir de fuentes no convencionales de energía renovable como la biomasa, la energía eólica y la fotovoltaica. Se consigue sin emitir CO2 en su generación y producción. Por lo tanto, puede jugar un papel importante en la descarbonización del sector energético. Además, es uno de los principales energéticos que se puede usar en transporte aéreo y marítimo en industrias y puede ser un insumo para producir fertilizantes.
  1. El hidrógeno es el primer elemento de la tabla periódica, es ligero, limpio y seguro. Ofrece un gran potencial para reducir las emisiones de CO2 porque no emite gases de efecto invernadero durante la combustión. Puede almacenarse como gas a presión y como líquido o distribuirse mediante gasoductos, por lo que se considera que puede reemplazar al gas natural a mediano-largo plazo.
  1. Colombia tiene el potencial para producir el hidrógeno verde debido a su ubicación geográfica (cerca del Ecuador) y los diferentes proyectos eólicos y solares que se están desarrollando en el país. Por ejemplo, La Guajira es una región que tiene una riqueza en recursos meteorológicos impresionante que puede impulsar a través de proyectos de fuentes de energía no convencionales la economía local y nacional. 


Guillermo Jiménez  

  1. Es un elemento que no se encuentra puro en la naturaleza y siempre lo tenemos que fabricar. El verde es aquel que se logra producir sin emisiones y, además, la fuente energética que se utiliza para su producción es en sí misma de cero emisiones. En este caso, lo que más se habla es de producción de hidrógeno a partir de energía solar o energía eólica. Es importante porque tiene un potencial, una densidad energética bastante significativa y pues eso permite bastantes aplicaciones y por su rol de portador energético puede atender nuevos desafíos y generar nuevos productos en el sector energético.
  1. Tiene una densidad energética bastante alta en términos de peso, energía por unidad de peso, que es mucho mayor que en los combustibles que hemos venido usando históricamente como la gasolina, diesel, petróleo, carbón, gas, etcétera. Al tener esta potencialidad y poderlo transformar, podemos usarlo en múltiples aplicaciones: en refinerías, en la industria de los fertilizantes, en el transporte. Ha habido un par de grandes avances tecnológicos, tanto en la pila combustible como en el electrolizador, y también, por ejemplo, se puede utilizar hidrógeno para producir gases sintéticos. Si es exitoso, puede considerarse como un sustituto o como elemento clave para transitar y disminuir la dependencia de la estrategia extractiva y, así mismo, diversificar las fuentes energéticas del país, no solo para nuestro consumo, sino también para poder ofrecer productos asociados a otros mercados.
  1. Es una respuesta difícil. Nosotros tenemos la potencialidad para ser bastante competitivos en la producción de hidrógeno verde a nivel mundial, pero de todas maneras todavía queda bastante por hacer y por desarrollar para que encontremos bien el nicho y el espacio para producir hidrógeno verde en buenas cantidades y de manera competitiva y eso ¿qué significa? pues identificar de buena manera una fuente energética propia, económica, colombiana que nos permita producir energía eléctrica a buen precio y ver cómo van evolucionando los electrolizadores en términos de costos, de inversión y eficiencia para producir la molécula del hidrógeno a un costo bastante competitivo. Si no hacemos hidrógeno competitivo, pues muy seguramente vamos a tener problemas para competir con otros países que están haciendo apuestas similares como Chile, que está apuntando a producir el kilogramo de hidrógeno del orden entre 1.5 y 1.6 dólares el kilogramo al 2030 y el plan de Colombia dice que a 1.7 dólares.

 

César Luis Barco 

  1. Es el que se produce a partir de energías renovables, por ejemplo, a través del proceso denominado electrólisis en el cual se utiliza el agua como materia prima. Es muy importante porque no genera emisiones de CO2 a la atmósfera. También hay que hablar, en el otro extremo de colores, del hidrógeno gris, que es el que se produce de fuentes fósiles como gas natural o el carbón y sí emite dióxido de carbono. Por eso, el verde es el más preciado y se espera que para el futuro ayude en la lucha contra el cambio climático.
  1. No solo es atractivo porque no emite CO2 a la atmósfera, entonces no aumenta la temperatura de la tierra, sino también porque es versátil: se puede almacenar y transportar. Es decir, yo puedo tomar el hidrógeno y almacenarlo con unas condiciones especiales, en tanques, para utilizarlo posteriormente o puedo convertirlo en algunos derivados líquidos (como metanol o amoniaco) y almacenarlo en forma líquida. De esta manera, se puede transportar, ya sea por tierra, por gasoductos e, incluso, por vía marítima. Por esta razón, se le denomina un vector energético, porque es mucho más que solo productor de energía, tiene esas otras condiciones que son importantes en la logística. Adicionalmente, es muy poderoso como combustible: tiene un poder calórico tres veces mayor que el diésel o la gasolina, dos y media veces más que el metano, que a su vez es el principal componente del gas natural.
  1. Hay una ruta del hidrógeno, que se lanzó el año pasado, en la cual el gobierno colombiano está incentivando que se desarrolle el hidrógeno en toda su cadena de valor en el país. ¿Cómo debe o puede funcionar para que se logren los objetivos? Lo primero es decir que el país tiene los recursos naturales para producir energías renovables como la solar y la eólica, en particular, en el Caribe colombiano, y que sumados a su posición geográfica, hace que seamos privilegiados para producir y exportar hidrógeno. No obstante, esto no depende sólo de que haya unos lineamientos, unos objetivos gubernamentales, esto dependerá de que haya un gran impulso: la academia, los centros de investigación, y la empresa privada junto al gobierno, con todos los lineamientos e incentivos. Si no, no va a ser posible que logremos esa meta de ser un líder en producción de hidrógeno. Mientras tanto lo que tenemos son buenas ideas e intenciones, pero la realidad la tenemos que construir entre todos estos actores claves.