Renovando la Energía

Los avances tecnológicos en torno a las energías renovables no convencionales (ERNC), como la solar y la eólica, han permitido que el costo de estas alternativas más amigables con el medio ambiente haya disminuido en los últimos años, convirtiéndose en una opción más conveniente que algunas fuentes tradicionales de abastecimiento energético.

Esto ha favorecido su ingreso a los sectores productivos como la minería, donde la implementación de ERNC permite reducir las emisiones de gases efecto invernadero (GEI) y la huella de carbono de las operaciones.

Las mineras en Chile han ido integrando las energías renovables a sus procesos paulatinamente. Según el documento "Proyección del consumo de energía eléctrica en la minería del cobre 2021-2032", publicado en febrero pasado por la Comisión Chilena del Cobre (Cochilco), se estima que el uso de este tipo de fuentes pasará de 11,4 TWh en 2021 –que corresponde al 44% de las necesidades de energía eléctrica de la minería del cobre– a 20,6 TWh en 2025. Esta última cifra representará el 62% de demanda eléctrica total de dicha industria (ver tabla 1).

Carbono Neutralidad

Durante la siguiente década se espera que la minería chilena incremente su consumo eléctrico en alrededor de 30%. De acuerdo con estimaciones de Cochilco, este ítem crecerá de 25,8 TWh en 2021 a 33,8 TWh en 2032. De igual modo, Antofagasta, en línea con su alta producción y cuantiosas inversiones mineras en los próximos años, seguirá concentrando más de la mitad del uso energético, pasando de 15,3 TWh (59% del consumo eléctrico cuprífero nacional) en 2021, a 17,6 TWh (52%) en 2032.

Por eso, y dado el alto potencial y condiciones naturales que el país posee para el desarrollo de las energías renovables, es que dichas fuentes surgen como una auspiciosa alternativa para migrar hacia una matriz energética más limpia. Se espera que los sectores productivos como la minería puedan integrarse a ese escenario, mediante el recambio progresivo de su abastecimiento eléctrico, con miras a lograr la carbono neutralidad del sector.

Diego Hernández, presidente de la Sociedad Nacional de Minería (SONAMI), reafirma la prioridad de esto último: "Para la industria minera es fundamental el tránsito a la carbono neutralidad, pues tenemos la oportunidad histórica de ocupar un espacio de privilegio para proveer cobre, litio y otros minerales que el mundo necesita, ante la amenaza del cambio climático. Y también porque nuestros clientes van a exigir crecientemente que los metales y minerales tengan baja huella de carbono".

Cabe destacar que el litio tiene un rol relevante en este ámbito por cuanto es un insumo clave para la fabricación de los vehículos eléctricos y, de esta manera, aporta de forma gravitante a la masificación de la electromovilidad.

El líder gremial agrega que, "como lo han señalado importantes instituciones internacionales, entre ellas la OCDE o el Banco Mundial, la minería es fundamental para el desarrollo del mundo". No obstante, advierte que se requiere un esfuerzo importante "para compatibilizar productividad con protección al medio ambiente, esfuerzo que la minería lleva años trabajando".

Descarbonización

En ese contexto, opina Hernández, "la implementación de energías renovables es el principal pilar para la descarbonización, junto con continuar con medidas de eficiencia energética e introducir gradualmente camiones de extracción minera (CAEX) bajos en emisiones".

Las estimaciones de Cochilco señalan que este año, el uso potencial de energías renovables respecto a la demanda total de electricidad en la minería sería de 59%, y crecería 13 puntos más hacia 2025 (ver tabla 1). En relación a esto, el ejecutivo afirma: "Esto indica el esfuerzo que el sector realiza desde hace muchos años por mitigar las emisiones de efecto invernadero, además de contar con una producción sustentable, en el más amplio sentido de la palabra".


La industria minera ha incursionado con diferentes tecnologías ERNC. Aunque la SONAMI no cuenta con cifras en términos de cuáles son las opciones más recurridas, Hernández asegura que la que prevalece en el norte del país es la solar: "Lo que sí sabemos es que el principal instrumento que ha utilizado la industria minera para abastecerse de electricidad proveniente de energías renovables han sido los contratos PPA (Power Purchase Agreements), en los que la minera acuerda con un generador el suministro de energías renovables, la cual se distribuye a través de la red".

Agrega que muchas operaciones han optado por renegociar sus contratos eléctricos para poder incorporar este tipo de fuentes, "lo que en algunos casos ha significado pagos significativos".
Sobre este mismo tema, Cochilco en su documento plantea que "los contratos actuales de energía (PPA) en la mayoría de las empresas se realizan a largo plazo, con poca flexibilidad para incorporar energías renovables". Por esta razón, el organismo técnico argumenta que en la mayor parte de los casos las minas deben esperar hasta que concluya la vigencia del acuerdo para implementar otro tipo de tecnología: "Algunas minas importantes han terminado sus PPA pagando multas significativas, con el objetivo de iniciar contratos con energías renovables y con precios más convenientes".

Otra forma de utilizar las ERNC es el uso directo en algún proceso (por ejemplo, calentamiento de soluciones en lixiviación) mediante un proyecto de energías renovables desarrollado por la propia minera para su abastecimiento, o, como tercera vía, por medio de contratos PPA en que la minera haya participado en la inversión del proyecto.

¿Para Compartir?

Sobre el destino que se da a la energía generada por los proyectos desarrollados por las mineras, surge la interrogante de si estos deberían tener solamente fines de autoabastecimiento o también podría inyectarse parte de esa potencia a la red del Sistema Eléctrico Nacional (SEN).

Al respecto, Hernández afirma que "la política que ha ido adoptando la industria minera, en el sentido de abastecerse de electricidad proveniente de energías renovables principalmente mediante contratos PPA con las generadoras, es la correcta". En ese sentido, detalla que "el contrato PPA permite viabilizar la ejecución del proyecto y así la empresa generadora queda con un saldo disponible que comercializa con otros clientes a través de la red. Esta modalidad fomenta que la industria desarrolladora instale más fuentes de energías renovables, de las que se verá beneficiado el país en su conjunto".

Por su parte, Miguel Zauschkevich, presidente de la Cámara Minera de Chile, opina que la respuesta dependerá de cómo se haya concebido el proyecto ERNC: "Si la minera compra su energía mediante un PPA con una generadora renovable, los kWh o MWh que consuma vendrán de un contrato con dicha empresa y el exceso de energía no consumida lo entregará la generadora a la red y no la compañía minera. Ese mecanismo es concebible bajo un sistema de autoconsumo, donde la minera fuera quien financia la unidad generadora".

En definitiva, agrega el ejecutivo, "dependerá de que el proyecto sea sostenible financieramente y que existan los incentivos legales para correr el riesgo. Además, no debemos olvidar que la pequeña y la mediana minería tienen mayor estrés financiero y menor capacidad crediticia, y es ahí donde los incentivos adecuados se hacen más necesarios".

Complemento y Almacenamiento

Frente al impulso que están experimentando las energías renovables, ¿existen trabas que impidan que este tipo de proyectos se impulsen con más fuerza en la minería?
Según Cochilco, el uso de ERNC ha sido gradual y "las principales razones para ello son que las operaciones mineras necesitan un suministro constante para extraer y procesar minerales las 24 horas del día, y la solar y la eólica por ahora son intermitentes, y tienen un factor de planta bajo". Por ende, argumenta la entidad, los suministros con ambas fuentes deberían complementarse con energías convencionales y "de ahí la importancia que se desarrolle más la tecnología de almacenamiento y se puedan ir adecuando también algunos procesos dentro de la operación minera".

Diego Hernández concuerda en que la principal traba para ampliar el uso de ERNC es la necesidad de abastecimiento eléctrico 24/7 de las faenas. En esa línea, señala que "la intermitencia de fuentes solares y eólicas requiere contar con sistemas de almacenamiento y transmisión apropiados, lo que implica ser complementados con fuentes convencionales".

Asimismo, considerando la estructura de generación y distribución proyectadas y dadas las características geográficas de Chile, el líder gremial estima que los sistemas de almacenamiento más promisorios serán el termosolar, el de agua mediante centrales de bombeo y aquel que opera por medio del vector hidrógeno. "La tecnología de baterías de acumulación en la red se está desarrollando rápidamente y esperamos que en poco tiempo más esté disponible para uso comercial", añade.

Por su parte, Miguel Zauschkevich afirma que "el sol no siempre brilla y el viento no siempre sopla, lo que genera intermitencia e inestabilidad en la red, y una faena minera no puede tener intermitencia en su fuente de energía, lo que ha impulsado las tecnologías BESS (de almacenamiento con baterías) o de hidrógeno verde, lo que en definitiva permite almacenar desde la unidad (el módulo solar, el aspa eólica, o lo que corresponda) al banco de baterías, siendo éste el que descarga la energía a la red y asegura un flujo constante".

Transmisión

Un segundo desafío, según el líder de la Cámara Minera de Chile, tiene que ver con el hecho de que las faenas mineras rara vez están cerca de la infraestructura de transmisión, por lo cual acceder a energía del sistema es un reto mayor: "Por lo tanto, el Estado debería buscar mecanismos para facilitar que la oferta renovable y la demanda industrial se puedan encontrar, lo cual implica impulsar licitaciones de transmisión y quizá también iniciativas público-privadas que permitan agilizar las obras, a costo de la empresa, mediante consorcios o similares".

Zauschkevich también plantea que es necesario avanzar en un tercer ámbito: la existencia de incentivos tributarios y permisos expeditos para que los proyectos sean atractivos financieramente y ágiles a la hora de su tramitación. "Las empresas mineras, por su lado, deberían tener como política interna la transición hacia la sustentabilidad, lo que implica crear expertise en todos los segmentos productivos de la compañía. Estos pueden explorar e implementar medidas a lo largo de la cadena de producción, desde extracción hasta refinería o procesamiento final del mineral", sostiene.

Plantas en Operación

Una innovación pionera a nivel mundial en el ingreso de las ERNC en faenas mineras de Chile fue la inauguración en 2019 de la primera planta fotovoltaica construida sobre un relave. Se trata de una iniciativa de Anglo American en su operación Los Bronces, ubicada en la comuna de Colina, Región Metropolitana. Asimismo, corresponde a un desarrollo propio de la firma, para el que contó con la colaboración de la empresa Lenergie. El complejo lo integran 256 paneles solares instalados en el depósito de relaves Las Tórtolas, dispuestos sobre una isla flotante conectada a una sala de servicios.

Según explica Marcela Bocchetto, gerenta de Carbono Neutralidad y Biodiversidad de Anglo American Chile, una parte de la energía generada se destina a diversos procesos de la faena y el resto alimenta otra de las iniciativas relevantes de la compañía en materia de sustentabilidad, como es la primera hidrogenera (estación de suministro de hidrógeno verde) para vehículos cero carbono del país. "Estos paneles son módulos policristalinos de 72 celdas, double glass, sin marco de aluminio. Entre sus características destaca su diseño compatible y adaptable al aumento o disminución del nivel de agua del depósito de relaves y la resistencia a condiciones climáticas extremas, como viento de 210 km/h", detalla la ejecutiva.

Añade que el proyecto reduce las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) en 58 toneladas al año, genera energía eléctrica renovable de 86 kW de potencia instalada y disminuye en un 80% la evaporación del agua en el área que la planta cubre, aumentando así la disponibilidad hídrica para el proceso de recirculación.

"La instalación convierte este espacio, que antes no había sido utilizado, en un área rentable y mejora la generación eléctrica fotovoltaica, gracias al efecto de enfriamiento natural del sistema, producto de la diferencia de temperatura entre el agua y el ambiente", precisa Bocchetto.

Desde Anglo American también destacan otra iniciativa: la suscripción de un contrato PPA a diez años con Enel, para entregar desde enero de 2021 "suministro eléctrico 100% con energías renovables a todas nuestras operaciones en el país, lo que nos permitió reducir en un 70% nuestras emisiones. Además, en marzo pasado recibimos los certificados internacionales I-REC (Certificado de Energía Renovable), emitidos por el organismo International REC Standard", subraya Bocchetto. Este acuerdo considera un abastecimiento de 3 TWh/año.
Cabe señalar que la compañía espera lograr la carbono neutralidad de todas sus operaciones en el año 2040.

Potencia Eólica

En el documento "Proyección del consumo de energía eléctrica en la minería del cobre 2021-2032" se menciona una lista de casi treinta proyectos de energías renovables hoy en desarrollo.
Pero la lista es larga y se remonta a un horizonte de alrededor de una década atrás, en el caso de los proyectos ERNC más antiguos. En la región de Tarapacá, por ejemplo, la minera Collahuasi recibe desde 2014 suministro renovable de la planta fotovoltaica Pozo Almonte, implementada por TCI Geocomp. A través de un contrato PPA, a 20 años, accede a una capacidad instalada de 25,6 MW, para cubrir el 13% de las necesidades de la operación y evitar la generación de 50.000 toneladas de CO2 anuales.

De igual manera, hay proyectos con otras tecnologías, como el parque eólico El Arrayán, puesto en marcha en 2014 para abastecer a la minera Los Pelambres, situada en la comuna de Salamanca, región de Coquimbo. El complejo tiene una potencia instalada de 115 MW y un factor de planta promedio de 38%, a máxima capacidad. Cada uno de sus 50 aerogeneradores puede producir 2,3 MW. Las torres tienen 80 metros de altura y cada una de sus aspas tiene casi 50 metros de extensión.

El Arrayán vende el 70% de su energía a minera Los Pelambres, con base en un contrato PPA a 20 años por 280 GWh/año, equivalente al 20% de la demanda de la minera. El resto se vende en el mercado spot.

El parque se emplaza en la costa de la región de Coquimbo, en las cercanías de Tongoy, comuna de Ovalle.

Energía Termosolar

No todas las centrales ERNC en la minería se diseñan para generación eléctrica. Está, por ejemplo, el caso del proyecto Pampa Elvira Solar, inaugurado en 2013 en la división Gabriela Mistral de Codelco, en la comuna de Sierra Gorda, región de Antofagasta, que fue construido por Energía Llaima.

El complejo provee de energía solar térmica a la faena por medio de una planta de 44.000 m² constituida por 2.928 paneles solares y aporta 54.000 MWh/año calóricos promedio, desplazando sobre el 80% del combustible fósil utilizado para el funcionamiento de las naves de electroobtención. Con ello, las instalaciones dejan de emitir 15 mil toneladas anuales de CO₂ y minimizan otras fuentes de contaminación asociadas a la quema de combustibles fósiles, ahorrando así al país el equivalente a un camión de diesel al día.

Por otro lado, Kinross Chile, que mantiene operaciones en la región de Atacama, inició en abril la ejecución de un contrato que estará vigente hasta octubre de 2024, con el fin de abastecer sus operaciones Coipa y Maricunga a través de la planta fotovoltaica Carrera Pinto, de Enel. Esta central se ubica a 60 km de Copiapó, cuenta con una capacidad instalada de 97 MW y es capaz de producir más de 260 GWh al año, evitando la emisión a la atmósfera de más de 127.000 toneladas de CO₂. En 2021, la minera de origen canadiense asumió el compromiso de alcanzar la meta de producir cero emisiones netas de GEI a 2050.

Algunos ejemplos de los avances de las energías renovables en la minería.

Artículo publicado en InduAmbiente 176 (mayo-junio 2022), páginas 11 a 14.