(In English Below)
Obtener un sistema energético que contribuya a asegurar la estabilidad climática del planeta es uno de los desafíos más importantes de la primera mitad del siglo XXI. Con el propósito de contribuir en la búsqueda de vías que permitan superar la crisis climática global, pero desde acciones locales, y apelando a que la tecnología fotovoltaica (FV) cuenta con excelentes características para habilitar la transición energética que se necesita, esta tesis doctoral tiene como principal objetivo analizar, desde un enfoque global y local, el rol que la energía solar FV descentralizada podría jugar en la transición energética sostenible de un país y territorio específico. Para esto, se emplea como caso de estudio a Chile y particularmente, una de las regiones que lo conforma: la región de Aysén. Tanto Chile como la región de Aysén tienen aspectos que son un reflejo de la crisis global del Antropoceno, pero también cuentan con una gran oportunidad para implementar soluciones ejemplares basadas en sus enormes potenciales de energía renovable (ER). Para realizar dicho análisis se han considerado todos los sectores consumidores de energía y se utilizó una herramienta desarrollada por la Lappeenranta University of Technology (LUT), con la que se modelaron escenarios de transición energética hacia un sistema 100 % basado en ER para Chile, desde un enfoque global y local, donde, en el enfoque local se incluyó a la región de Aysén.
Los resultados revelan que, tanto en Chile como en la región de Aysén, lograr un sistema energético 100% renovable para el año 2050 es técnicamente factible y económicamente viable. En ese año, dependiendo del enfoque y escala territorial, la contribución a la generación eléctrica por parte de la tecnología FV en su conjunto varía entre 39–86 % y, la contribución de la FV descentralizada varía entre 9–12 %; no obstante, la FV descentralizada aporta entre un 27–52 % de la electricidad final que es mayormente consumida en las ciudades por los sectores eléctrico, térmico y transporte. A su vez, la energía solar FV descentralizada crearía en Chile entre el 9–15 % de los empleos anuales directos durante el periodo de transición. Es decir, entre los años 2020 y 2050, el sector de la FV descentralizada crearía 174.274 empleos directos. Además, los resultados también revelan que Chile puede alcanzar la neutralidad en emisiones de carbono en el año 2030 y, se puede convertir en un país emisor negativo de gases de efecto invernadero a partir del año 2035. Todo esto sería posible utilizando menos del 10 % del potencial tecno-económico de ER disponible en este país.
Tras los resultados del trabajo de investigación realizado en esta tesis doctoral, se concluye que la energía solar FV es un elemento vital en la transición energética sostenible, así como también, alcanzar un sistema energético totalmente desfosilizado es más importante que lograr la neutralidad en las emisiones de carbono. Esto último se debe a que una transición a nivel país hacia un sistema energético 100 % renovable implicaría beneficios socio-ambientales y socioeconómicos locales, con impactos globales positivos que se necesitan con urgencia. Si Chile implementara una vía de transición hacia un sistema energético 100 % renovable, no solo podría convertirse en un caso ejemplar en el avance hacia una economía post-combustibles fósiles, si no que también podría contribuir a la transición energética global: a través de la extracción limpia de materias primas clave (como lo son el cobre y el litio), y a través de la producción de combustibles y químicos basados en ER. En resumen, la tecnología FV puede contribuir en la mitigación del cambio climático y la reducción de los niveles de contaminación del aire en las ciudades, al tiempo que impulsa el crecimiento económico local; todo esto, de una manera más descentralizada y participativa.
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Obtaining an energy system that will help to ensure the climactic stability of the planet is one of the most important challenges of the first half of the 21st century. In order to contribute to the search for ways to overcome the global climate crisis, from local activities, and appealing to the fact that photovoltaic (PV) technology has excellent characteristics which could enable the energy transition that is needed, this doctoral thesis has as its main objective the analysis, from a global and local approach, the role that decentralized solar PV could play in the sustainable energy transition of a specific country and territory. For this purpose, Chile and one of its regions (the Aysén region) are used as a case study. Both Chile and the Aysén region have aspects that reflect the global crisis of the Anthropocene, but they also present a great opportunity to implement exemplary solutions, based on their enormous renewable energy (RE) potentials. To carry out this analysis, all energy-consuming sectors were considered. A tool developed by the Lappeenranta University of Technology (LUT) was used, with which energy transition scenarios were modelled towards a 100% RE-based system for Chile, from a global and local approach. The Aysén region was included in the local approach.
The results reveal that, both in Chile and in the Aysén region, achieving a 100% RE system by 2050 is technically feasible and economically viable. In that year, depending on the approach and territorial scale, the contribution to electricity generation by PV technology as a whole would vary between 39–86%. The contribution of decentralized PV would be between 9–12%. However, decentralized PV would contribute 27–52% of the final electricity that is mostly consumed in cities by the power, heat and transport sectors. In turn, decentralized solar PV would create between 9–15% of annual direct jobs in Chile during the transition period. In other words, between 2020 and 2050, the decentralized PV sector would create 174,274 direct jobs. In addition, the results also reveal that Chile could achieve carbon neutrality in 2030 and could become a negative greenhouse gas emitter by 2035. All of this would be possible by using less than 10% of the techno-economic potential of RE available in this country.
From the results of the research work carried out in this doctoral thesis, it is concluded that solar PV is a vital element in the sustainable energy transition. We also find that achieving a fully defossilized energy system is more important than achieving carbon neutrality. The latter is due to the fact that a transition at the country level towards a 100% RE system would imply local socio-environmental and socio-economic benefits, with positive urgently needed global impacts. If Chile implements a transition path towards a 100% RE system, it could not only become an exemplary case in moving towards a post-fossil fuel economy, but could also contribute to the global energy transition through the clean extraction of key raw materials (such as copper and lithium), and through the production of RE-based fuels and chemicals. In summary, PV technology can contribute to mitigating climate change and reducing air pollution levels in cities, while boosting local economic growth, doing all of this in a more decentralized and participatory way.