El 40% de la electricidad mundial se genera actualmente en centrales térmicas de carbón lo que supone unas emisiones de dióxido de carbono entorno a 2.700 millones de toneladas anuales. Con unas reservas probadas de 450 años y probables de 1.000 años, este combustible es el más firme o único candidato a proporcionar, al menos en los próximos 50 años, la creciente demanda de energía mundial. Sin embargo su futuro depende de su capacidad de adaptación a los nuevos requerimientos en cuanto emisiones, para ello las plantas de generación de energía basadas en carbón deben aumentar su eficiencia (un 10% de incremento en la eficiencia supone una reducción del 25% de las emisiones de gases efecto invernadero) e incorporar técnicas de captura y almacenamiento de dichos gases, de tal forma que a partir del 2030 todas las plantas de nueva construcción deberán evitar al menos el 90% de las emisiones con eficiencias de planta superiores al 50% frente al 30% actual.
Entre los diversos proyectos que a nivel mundial se están llevando a cabo, destaca la instalación FUTUREGEN que entrará en funcionamiento en EEUU en el 2012 y que, con una potencia de 250 MW y emisiones nulas de CO2, proporcionará energía para 1500 hogares.
[Mª Jesús Marcos Crespo]
Antes de dar respuesta a la pregunta de si el carbón tiene o no futuro, es necesario hacer un repaso a la situación actual y las previsiones de futuro tanto en necesidades como disponibilidad de las diferentes alternativas energéticas: la demanda energética mundial aumentará un 70% en los próximos 30 años, como alternativa al petróleo (con reservas no aseguradas para más de 30 años que algunas fuentes reducen alarmantemente), nos encontramos con de momento sólo la promesa de nuevas, más eficientes y seguras centrales nucleares y las energías renovables, en la actualidad en vías de desarrollo y que, según previsiones de la Agencia Internacional de la Energía, proporcionarán no más del 5% de la electricidad necesaria en 2030 y finalmente el carbón que según esta misma Agencia duplicará su contribución al mercado energético mundial en los próximos 50 años.
El carbón en la actualidad es el combustible utilizado para la generación del 40% de la electricidad mundial (84% en Austria, 75% en China, Sudáfrica y Dinamarca y 50% en EEUU) y del 70% de la producción mundial de acero, siendo utilizado además en innumerables procesos químicos (fabricación de ladrillos, azulejos, cementos, plásticos, tintes y explosivos, etc).
A su favor el carbón tiene que es muy abundante con reservas aseguradas de 200 años y probables de 2 billones de toneladas o 1.000 años al nivel de consumo actual, es económicamente accesible, no está excesivamente localizado geográficamente y su transporte es fácil y seguro.
En contra, el carbón tiene el ser el combustible con más contenido de carbón y que, por lo tanto, más contribuye a las emisiones de gases efecto invernadero (80% más emisiones que el gas natural), siendo responsable del 47% de las emisiones de CO2 mundiales o lo que es lo mismo 2.700 millones de toneladas anuales a nivel mundial. Sólo en 11 grandes ciudades chinas la combustión de carbón es responsable de 50.000 muertes prematuras anuales y 400.000 casos nuevos de bronquitis crónicas al año según afirma un informe del programa de las Naciones Unidas para el medio ambiente. En el mundo y según el Instituto Workdwatch es responsable de un millón y medio de muertes anuales
El futuro del carbón pasa por aumentar la eficiencia de las plantas (un incremento del 10% en la eficiencia supone una reducción del 25% de las emisiones y reducir los costes de generación. Para ello, los diferentes programas nacionales e internacionales en esta tecnología proponen el desarrollo de nuevas tecnologías basadas en carbón pulverizado, plantas de ciclo combinado (IGCC) y sobre todo la integración del sistema de generación con tecnologías de captura y almacenamiento de CO2. Los objetivos marcados son que en el 2030 todas las plantas térmicas de carbón tengan eficiencias entorno al 45-50% (frente al 30% actual) y una captura del 90% de los gases de efecto invernadero.
Para aumentar la eficiencia es necesario el desarrollo de nuevos materiales (ej. aleaciones de níquel resistentes a la corrosión) y nuevas turbinas de vapor que funcionen a mayores presiones y temperaturas conocidas tales como centrales supercríticas con una temperatura de trabajo de 600ºC y que entrarán en funcionamiento dentro de 10 años y en un futuro más lejano las centrales supercríticas con temperaturas de trabajo superiores a los 750ºC.
En este sentido, en EEUU se está llevando a cabo un proyecto de planta experimental denominado FUTUREGEN de 250 MW de potencia y un presupuesto inicial de 1.500 millones de dólares, que a partir del 2012 proporcionará electricidad a 1500 hogares y, lo que es más importante, será la primera planta de generación de energía eléctrica basada en carbón que no contará ni con una chimenea, ya que sus emisiones CO2 serán totalmente inexistentes.
El proceso se inicia con una reacción del carbón con oxígeno y agua, generándose en esa primera etapa como residuos cenizas y una mezcla que se denomina “glass-like” similar a la grava que pueden ser utilizadas en construcción de edificios o carreteras. La corriente de salida del gasificador, rica en CO e H2 pasa por una segunda etapa denominada “shift” en la que al reaccionar con agua parte del monóxido de carbono pasa a CO2 generándose más hidrógeno. Tras las etapas de limpieza de gases con recuperación de los compuestos de azufre y separación de CO2, el hidrógeno resultante puede ser utilizado tanto en aplicaciones industriales, pilas de combustible y/o ciclos térmicos de generación de electricidad con turbinas de vapor de alta eficiencia. El CO2 generado se almacenará en una formación geológica profunda que contiene agua salina y que se encuentra localizada debajo de la planta de generación con lo que se evita el proceso de almacenamiento y transporte del CO2 hasta el almacenamiento definitivo. Estas formaciones geológicas son más profundas que los acuíferos y que los depósitos de gas o petróleo y, por otra parte, son las más abundantes en el mundo. Este almacenamiento estará altamente monitorizado por lo que lo que se aprenda en FUTUREGEN se podrá aplicar a futuras plantas en el mundo
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