“Los precios para instalar ERNC en minería son cada vez más competitivos. Hoy es posible pensar en un suministro 100% de energía renovable solar en la minería y no solamente desde el punto de vista de electricidad, sino también para proveer calor a procesos industriales”, asegura Rodrigo Mancilla, director ejecutivo del Comité Solar de Chile, agencia que recibe apoyo de Corfo y del Ministerio de Energía, encargada de impulsar el desarrollo de este tipo de proyectos, en conjunto con actores nacionales e internacionales.

Para abastecerse de la energía proveniente del sol, la minería tiene la opción de los paneles fotovoltaicos y de la tecnología de concentración solar de potencia (CSP). El inconveniente de la primera alternativa es que no puede operar 24/7, dado que su capacidad de suministro se limita a la presencia del sol, en el día, lo que impide su operación durante la noche. De todas formas, existen procesos de optimización para que tenga un efecto positivo en la producción.

Rodrigo Mancilla, director ejecutivo del Comité Solar de Chile

En cuanto a la CSP, su funcionamiento es posible durante todo el día, gracias a su capacidad de almacenamiento de energía.

Cabe destacar que sectores del desierto de Atacama poseen la mayor radiación del planeta, con 275 Watts por m2, lo que resulta favorable para el uso de ERNC basadas en energía solar.

Concentración Solar de Potencia                                      

Actualmente la gran apuesta de la concentración solar de potencia radica en el proyecto de Cerro Dominador en María Elena, Región de Antofagasta. La iniciativa avanza con, hasta ahora, 210 metros construidos de su torre y 10.600 espejos solares de 144 m2, llamados helióstatos, los cuales apuntan hacia el sol. A esto se suman los avances en la construcción de un receptor de 40 m, que forma parte del proyecto.

 

“Esta tecnología consiste en hacer circular un fluido dentro del receptor que llega a un ciclo térmico convencional, al igual que lo hace una termoeléctrica o una carbonera, pero con la diferencia que ocupa el sol como insumo energético. Parte del fluido también se almacena, entonces, es posible producir energía durante la noche”, destaca Mancilla, agregando que esta fuente energética permitirá apoyar los procesos productivos de la minería del cobre.

 

El complejo solar proporcionará 210 MW, mediante la combinación de 100 MW de energía fotovoltaica y 110 MW de energía de concentración solar.

Optimización de operaciones

En relación con los paneles fotovoltaicos, los cuales tienen limitaciones para operar en horario nocturno, hay posibilidades de optimizar su funcionamiento por medio de una adecuación de procesos dentro de la operación minera.

El académico del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile y subdirector del Centro Avanzado de Tecnología para la Minería (AMTC), Willy Kracht, hace ver que respecto de la integración de ERNC en procesos mineros hay dos rutas posibles. Una es el reemplazo de la energía de la red por energías más limpias, lo que puede ejecutarse en el corto plazo. “En términos coloquiales, es como cambiar el enchufe de la mina a uno más limpio”, indica el experto.

 

Willy Kracht, del Departamento de Ingeniería de Minas de la Universidad de Chile y subdirector del AMTC.

La segunda vía consiste en la optimización de la energía, donde se puede optar por la adecuación los procesos mineros. El especialista explica que para ello “se requiere vencer algunos paradigmas, dado que hoy se opera con un esquema en el que hay que pasar la máxima cantidad de mineral en la planta a toda hora y eso niega la posibilidad de una integración más profunda”.

La adecuación de procesos implica poner en fase el requerimiento de la planta con la disponibilidad energética que brinda el sol, en el caso fotovoltaico. Esto implica establecer una gestión de demanda de la energía (Demand Side Managment o DSM), que implica procesar durante el día el mineral con mayor requerimiento energético, vale decir el más duro, y encargarse del más blando durante la noche.

El inconveniente es que la adecuación de esos procesos requiere de instalaciones diferentes en la misma mina y eso implica que deben planificarse y establecerse en el momento que se está haciendo el diseño de la faena. “Cuando la planta ya está funcionando es más difícil incorporar modificaciones”, observa Kracht, ante lo cual considera que la integración de energías renovables no convencionales en el sector minero tendría un futuro auspicioso más hacia el mediano que el corto plazo.

El investigador asegura que los grandes problemas técnicos de la minería hoy son la energía y la disponibilidad de agua. La industria está actualmente en búsqueda de generar soluciones para recuperar la máxima cantidad de agua con un costo controlado, pero es un proceso que exige una alta demanda energética. Por ello los esfuerzos de aplicación de la energía fotovoltaica se han centrado en este ámbito.

Desde el Programa de Energía Solar señalan que están desarrollando, de una manera colaborativa, planes de diseño fotovoltaico que respondan a las condiciones particulares del desierto de Atacama, que si bien posee la mayor radiación del mundo,  tiene desafíos en cuanto a la degradación de los paneles y su composición.

Costos

“La visión, no sólo de la minería, sino que de la sociedad sobre las ERNC, ha ido cambiando. Hace algunos años se las veía con mucho escepticismo, se decía que eran caras y poco confiables. La realidad ha demostrado un escenario totalmente opuesto. Las ERNC han sido las responsables de la fuerte reducción de los precios de la energía y se han ido incorporando exitosamente a la matriz”, destaca Carlos Finat, director ejecutivo de la Asociación Chilena de Energías Renovables (Acera).

Carlos Finat, director ejecutivo de Acera.

De acuerdo con información proporcionada por Rodrigo Mancilla, el costo promedio del MWh en minería es de US$100, con una variación entre US$80 y US$120 el MWh. En la concentración solar de potencia, este valor es del orden de los US$50/MWh. En tanto, el precio de la energía fotovoltaica se ubica entre US$21 y US$23 el MWh.

A diferencia de lo que ocurre con los combustibles fósiles, un proyecto de generación renovable posee un alto Capex y casi nulo Opex, dado que la mayor parte de la inversión se concentra en la fase de instalación.

Según explica Mancilla, el costo de un proyecto de energía solar de potencia “debe rondar los US$4-6 millones el MW para la instalación y yendo a la baja, con un 2017 que fue muy bueno desde el punto de vista de la caída de los precios de estos proyectos. Eso significa que para una torre de 100 MW, la inversión en este tipo de iniciativas costaría entre US$400 y 600 millones”.

En el caso de la generación fotovoltaica, la inversión inicial se sitúa entre US$800.000 y US$900.000 el MW instalado.

Desde la Asociación Chilena de Energías Renovables exponen que, en base a los resultados de las últimas licitaciones de energía para empresas distribuidoras, lograron un precio promedio de US$32,5/MWh, muy por debajo de los valores de mercado que han estado presentes en los últimos años.

Perspectivas

El Programa de Energía Solar de Chile se plantea un horizonte para 2025 con la perspectiva de aumentar las empresas nacionales que sean parte del ecosistema o la cadena de suministros solares. La meta fijada por el organismo es que para ese año haya al menos 100 proveedores trabajando en el abastecimiento de bienes y servicios asociados a la industria solar y  un conjunto importante de ellos exportando al resto del continente.

Como objetivo para este año, el comité busca disminuir la asimetría de información, asumiendo que uno de los desafíos es que, a nivel de empresas, aún existe una percepción de riesgo tecnológico asociado a las energías renovables.

Con el fin de atenuar esa impresión y generar mayor confianza en la tecnología, el Programa de Energía Solar organiza visitas de ejecutivos mineros a proyectos exitosos en California y Nevada, Estados Unidos, y también en Sevilla, España, de manera que puedan considerar a las ERNC como una opción real para sus requerimientos, en especial considerando las condiciones de radiación que posee el desierto de Atacama.

“Como son proyectos de larga negociación, quizás no se concrete ninguno importante en la minería en 2018, pero vamos a haber sembrado o limpiado el camino para que el sector opte por energía solar en los próximos años”, afirma Mancilla.

Desde Acera, Carlos Finat sostiene que el fomento del uso de energías renovables en la minería se puede dar a través de los procesos de licitación de insumo energético donde las compañías mandantes inviten al mayor espectro posible de proveedores.

“No nos cabe duda de que las ERNC tendrían una posición importante en esas subastas, tal como lo han hecho en el último tiempo en licitaciones tanto públicas como privadas”, enfatiza.

Espejos solares o helióstatos del proyecto Cerro Dominador.

El profesor Willy Kracht pronostica que habrá una integración gradual y creciente de este tipo de generación a lo largo del presente año. Hace notar, además, que desde el quehacer académico se considera un tema prioritario la unión de las soluciones de extracción minera con la capacidad de generar opciones de energía renovable que se integren al proceso.

Casos de ERNC solar en minería

Respecto de la presencia de las ERNC en la industria minera, la encargada de estudios del Ministerio de Minería, Grecia Pérez de Arce, comenta que algunas empresas del sector suscribieron directamente contratos para asegurar el uso de este tipo de fuentes de energía en sus procesos productivos. Un ejemplo es la planta Amanecer Solar CAP de 100 MW en el desierto de Atacama, que se inauguró en junio de 2014. Otro caso es el Conejo Solar, de Pattern Energy y de 122 MW, para el suministro de Antofagasta Minerals.

En empresas  de mediana y pequeña minería está el ejemplo de Minera Rafaela, que utiliza paneles solares, y el proyecto del Trapiche Solar de Chincolco, del sindicato minero de Petorca, que fue finalista del concurso de innovación pública Funciona! en 2017.

En procesos mineros metalúrgicos menciona la planta Pampa Elvira Solar, de la División Gabriela Mistral de Codelco, construida sobre una superficie de más de 40 ha y que aporta 54.000 MWh/año. Reemplaza el 85% del combustible fósil utilizado en procesos de electro-obtención y evita la emisión de 15.000 toneladas de CO2.