Carbón y Petróleo en la Industria Energética

Carbón:

Representa cerca del 70% de las reservas energéticas mundiales de combustibles fósiles conocidas actualmente, y es la más utilizada en la producción de electricidad a nivel mundial. La disponibilidad del carbón es limitada y su calidad es baja.

Yacimientos de carbón: A cielo abierto o en superficie / En ladera o poco profundo / En profundidad, con galerías horizontales / En profundidad, con galerías en ángulo

Hulla: alto poder calorífico, más de 7000 kcal/kg y elevado porcentaje de carbono (85%). Se emplea en centrales eléctricas y fundiciones de metales. Antracita: es el carbón más antiguo, pues tiene más de un 90% de carbono. Arde con facilidad y tiene un alto poder calorífico (más de 8000 kcal/kg). Coque: se obtiene a partir del carbón natural. Se obtiene calentando la hulla. El resultado es un carbón con un mayor poder calorífico. Carbón vegetal: se obtiene a partir de la madera. Puede usarse como combustible

Combustión del carbón: Cuando se produce la combustión del carbón, se liberan a la atmósfera varios elementos contaminantes, como son el dióxido de azufre, SO2, óxidos de nitrógeno, NO y NO2, y óxidos de carbono, CO y CO2. Estos agentes contribuyen a la lluvia ácida y al efecto invernadero. Actualmente, la tecnología ha avanzado lo suficiente como para eliminar estas emisiones casi en su totalidad, pero ello provoca un gran aumento en los costes de producción.

Ventajas y desventajas del uso del carbón: Gran cantidad de energía de forma cómoda, sencilla y regular. Ahorro en el transporte. Seguro en el transporte, almacenamiento y uso. Extracción peligrosa. No es renovable. Su combustión y extracción generan problemas ambientales.

Petróleo:

Su composición es muy variable de unos yacimientos a otros. Su poder calorífico oscila entre las 9000 y 11000 kcal/kg. Su proceso de transformación es similar al del carbón.

Yacimientos: Normalmente se encuentran bajo una capa de hidrocarburos gaseosos. Cuando se perfora y se llega a la capa de petróleo, la presión de los gases obligan al petróleo a salir a la superficie, por lo que suele inyectarse agua o gas para incrementar esta presión. Algunos se encuentran a una profundidad que puede alcanzar los 15000 m.

Transporte:

• Oleoductos: tubos de acero protegidos de 80 cm de diámetro que enlazan yacimientos con refinerías y puertos de embarque.
• Petroleros: buques cuyo espacio de carga está dividido por tabiques formando tanques.
• Transporte por ferrocarril y carretera: se emplea cuando ninguno de los métodos anteriores es rentable. Emplea vagones o camiones cisterna.

Refino del petróleo: Sus componentes deben separarse en un proceso denominado refino. Se hace en unas instalaciones denominadas refinerías. Los componentes se separan en la torre de fraccionamiento calentando el petróleo. Del refino del petróleo se extraen los siguientes productos, comenzando por aquellos más pesados, obtenidos a altas temperaturas en la parte más baja de la torre de fraccionamiento: Residuos sólidos como el asfalto, aceites pesados, gasóleos, queroseno, gasolinas y gases: Butano, propano,… como combustibles domésticos.

Ventajas e inconvenientes: Produce energía con buen rendimiento y se obtienen distintos recursos. No es renovable. Es peligroso. Su combustión y extracción generan problemas ambientales

Centrales térmicas:

Una central térmica transforma la energía Química de un combustible (gas, carbón, fuel) en energía eléctrica. Es una instalación en donde la energía mecánica que se necesita para mover el generador y por tanto para obtener la energía eléctrica, se obtiene a partir del vapor formado al hervir el agua en una caldera.

Pasos: 1º El combustible se quema en una caldera y el calor generado se transmite a agua. 2º Se calienta el agua líquida que ha sido bombeada hasta un serpentín de calentamiento (sistema de tuberías). 3º El agua líquida pasa a transformarse en vapor; este vapor es húmedo y poco energético. 4º Se sobrecalienta el vapor que se vuelve seco, hasta altas temperaturas y presiones. 5º El vapor sobrecalentado pasa por un sistema de conducción y se libera hasta una turbina, provocando su movimiento a gran velocidad. 6º La turbina está acoplada a un alternador solidariamente que, finalmente, produce la energía eléctrica. 7º La instalación donde se produce la condensación se llama condensador. Para refrigerar el vapor se recurre a agua de un río o del mar, la cual debe refrigerarse en torres de refrigeración.

Tipos de centrales térmicas: Centrales térmicas de gas natural: Estas centrales utilizan gas, el cual se calienta utilizando diversos combustibles (gas, petróleo o diesel). El resultado de esta combustión es que gases a altas temperaturas movilizan la turbina, y su energía cinética es transformada en electricidad por un generador. El uso de gas en las centrales térmicas, además de reducir el impacto ambiental, mejora la eficiencia energética. Menores costos de la energía empleada en el proceso de fabricación y menores emisiones de CO2 y otros contaminantes a la atmósfera. La eficiencia de estas no supera el 35%.

Centrales Térmicas de Ciclo Combinado (De este tipo son las de Canarias): Un ciclo combinado es, la combinación de un ciclo de gas y un ciclo de vapor. Sus componentes esenciales son la turbina de gas, la caldera de recuperación la turbina de vapor y el condensador. El ciclo de gas lo compone la turbina de gas, y el ciclo de vapor está constituido por la caldera de recuperación, la turbina de vapor y el condensador. Permite un mayor aprovechamiento del combustible Utilizan combustible de alto grado de calidad. Provocan contaminación con la alta emisión de gases.