Una central eléctrica de carbón en Conesville, Ohio Imagen cortesía de Morgue File El carbón es el más sucio de todos los combustibles fósiles. Cuando se quema, produce emisiones que contribuyen al calentamiento global, crean lluvia ácida y contaminan el agua. Con todo el alboroto que rodea a la energía nuclear, energía hidroeléctrica y biocombustibles, es posible que se le perdone por pensar que el carbón sucio finalmente está saliendo.
Pero el carbón no es un vestigio de hollín de la Revolución Industrial:genera la mitad de la electricidad en los Estados Unidos y probablemente continuará haciéndolo mientras sea barato y abundante [fuente:Energy Information Administration]. Tecnología de carbón limpio busca reducir los efectos ambientales severos mediante el uso de múltiples tecnologías para limpiar el carbón y contener sus emisiones.
El carbón es un combustible fósil compuesto principalmente por carbonos e hidrocarburos. Sus ingredientes ayudan a fabricar plásticos, alquitrán y fertilizantes. Un derivado del carbón, un carbono solidificado llamado Coca , derrite el mineral de hierro y lo reduce para crear acero. Pero la mayor parte del carbón, el 92 por ciento del suministro de EE. UU., Se destina a la producción de energía [fuente:Administración de Información de Energía]. Las empresas eléctricas y las empresas con centrales eléctricas queman carbón para producir el vapor que hace girar turbinas y genera electricidad.
Cuando el carbón arde, libera dióxido de carbono y otras emisiones en gas de combustion , las nubes ondulantes que ves saliendo de las chimeneas de humo. Algunas tecnologías limpias del carbón purifican el carbón antes de que se queme. Un tipo de preparación de carbón, lavado de carbón , elimina los minerales no deseados mezclando carbón triturado con un líquido y permitiendo que las impurezas se separen y sedimenten.
Otros sistemas controlan la combustión del carbón para minimizar las emisiones de dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno y partículas. Depuradores húmedos , o sistemas de desulfuración de gases de combustión, eliminar el dióxido de azufre, una de las principales causas de la lluvia ácida, rociando los gases de combustión con piedra caliza y agua. La mezcla reacciona con el dióxido de azufre para formar yeso sintético, un componente de paneles de yeso.
Quemadores de bajo contenido de NOx (óxido de nitrógeno) reducir la creación de óxidos de nitrógeno, una causa del ozono a nivel del suelo, restringiendo el oxígeno y manipulando el proceso de combustión. Precipitadores electrostáticos Elimina las partículas que agravan el asma y causan enfermedades respiratorias al cargar las partículas con un campo eléctrico y luego capturarlas en placas de recolección.
Gasificación evita quemar carbón por completo. Con sistemas integrados de ciclo combinado de gasificación (IGCC), el vapor y el aire caliente presurizado u oxígeno se combinan con el carbón en una reacción que separa las moléculas de carbono. La resultante syngas , una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno, luego se limpia y se quema en una turbina de gas para generar electricidad. La energía térmica de la turbina de gas también alimenta una turbina de vapor. Dado que las centrales eléctricas IGCC crean dos formas de energía, tienen el potencial de alcanzar una eficiencia de combustible del 50 por ciento [fuente:EE. UU. Departamento de Energía].
Próximo, Aprenderemos sobre la más ambiciosa de todas las tecnologías de carbón limpio y lo que debe suceder antes de que el carbón limpio sea comercialmente viable.
El carbón no va a desaparecer pronto:genera la mitad del suministro de energía de EE. UU. Aaron Cobbett / Stone / Getty Images Captura y almacenamiento de carbono - quizás la tecnología de carbón limpio más prometedora - captura y secuestra las emisiones de dióxido de carbono (CO2) de fuentes estacionarias como las centrales eléctricas. Dado que el CO2 contribuye al calentamiento global, reducir su liberación a la atmósfera se ha convertido en una de las principales preocupaciones internacionales. Para descubrir los medios más eficientes y económicos de captura de carbono, los investigadores han desarrollado varias tecnologías.
Separación de gases de combustión elimina el CO2 con un disolvente, elimina el CO2 con vapor, y condensa el vapor en una corriente concentrada. La separación de gases de combustión produce CO2 comercialmente utilizable, lo que ayuda a compensar su precio. Otro proceso, combustión de oxicombustible , quema el combustible en oxígeno puro o enriquecido para crear un gas de combustión compuesto principalmente de CO2 y agua; esto evita el proceso de gran consumo de energía de separar el CO2 de otros gases de combustión. Una tercera tecnología, captura de precombustión , elimina el CO2 antes de que se queme como parte de un proceso de gasificación.
Después de la captura, contenedores seguros secuestran el CO2 recolectado para prevenir o paralizar su reentrada a la atmósfera. Las dos opciones de almacenamiento, geológico y oceánico , debe contener el CO2 hasta que las emisiones máximas disminuyan dentro de cientos de años. El almacenamiento geológico implica inyectar CO2 en la tierra. Los campos de petróleo o gas agotados y los acuíferos salinos profundos contienen CO2 de forma segura, mientras que las vetas de carbón no extraíbles lo absorben. Un proceso llamado recuperación mejorada de petróleo ya utiliza CO2 para mantener la presión y mejorar la extracción en los yacimientos de petróleo.
Almacenamiento oceánico, una tecnología aún en sus primeras etapas, implica inyectar CO2 líquido en aguas 500 a 3, 000 metros de profundidad, donde se disuelve bajo presión. Sin embargo, este método disminuiría levemente el pH y dañaría potencialmente los hábitats marinos. Todas las formas de almacenamiento de CO2 requieren una preparación y un seguimiento cuidadosos para evitar la creación de problemas ambientales que superen los beneficios de la contención de CO2.
Dado que las formas alternativas de energía aún no pueden reemplazar una fuente de energía tan barata y abundante como el carbón, La tecnología limpia del carbón promete mitigar los efectos climáticos cada vez más severos de las emisiones de carbón. Las empresas y negocios de servicios públicos no lo hacen, sin embargo, Acepte siempre la tecnología únicamente por el bien del medio ambiente; la tecnología debe primero tener sentido económico.
La limpieza del carbón y el secuestro de sus emisiones eleva significativamente el precio por BTU de lo que de otro modo sería un combustible económico. Si bien la venta de subproductos como yeso o CO2 comercial para refrescos y hielo seco puede compensar el precio de las tecnologías de carbón limpio, un cargo sobre el carbono podría hacer que la reducción de emisiones fuera económicamente realista.
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Fuentes
