Tecnologías de carbón limpio: una visión general | Ecorestoracion
Tecnologías de carbón limpio: una visión general!
El carbón es la fuente de combustible fósil más abundante y más ampliamente distribuida del mundo. El carbón es un combustible extremadamente importante en el mundo y seguirá siéndolo. Cerca del 23% de las necesidades de energía primaria se cubren con carbón y el 39% de la electricidad se genera a partir de carbón. Alrededor del 70% de la producción mundial de acero depende de la materia prima del carbón. La Agencia Internacional de Energía espera un aumento del 43% en su uso de 2000 a 2020.
La quema de carbón produce alrededor de 9 mil millones de toneladas de dióxido de carbono cada año que se libera a la atmósfera; alrededor del 70% de este ser de la generación de energía. La quema de carbón, como la generación de energía, da lugar a una variedad de desechos. Otras estimaciones sitúan las emisiones de dióxido de carbono de la generación de energía en un tercio del total mundial de más de 25 mil millones de toneladas de emisiones de dióxido de carbono.
La quema de carbón sin agregar a los niveles globales de dióxido de carbono es un desafío tecnológico importante. En las plantas convencionales, el carbón se quema con exceso de aire para proporcionar una combustión completa que produce un dióxido de carbono muy diluido.
Está surgiendo un nuevo concepto de tecnologías de 'carbón limpio' con el objetivo de abordar este desafío y también dejar el enorme recurso de carbón para su uso por las generaciones futuras sin contribuir al calentamiento global. Las tecnologías de carbón limpio son una variedad de respuestas en evolución a preocupaciones ambientales de finales del siglo XX.
Muchos de los elementos se han aplicado durante muchos años para controlar las emisiones. La limpieza del carbón mediante lavado ha sido la práctica estándar en los países desarrollados durante algún tiempo para reducir las emisiones de cenizas y dióxido de azufre cuando se quema el carbón. Los precipitadores electrostáticos y los filtros de tela eliminan el 99% de las cenizas volantes de los gases de combustión y estas tecnologías se utilizan ampliamente.
La desulfuración de los gases de combustión reduce la salida de dióxido de azufre a la atmósfera hasta en un 97%, la tarea depende del nivel de azufre en el carbón y el alcance de la reducción. Es ampliamente utilizado en países desarrollados. Los quemadores de bajo NO x permiten que las plantas de carbón reduzcan las emisiones de óxido de nitrógeno hasta en un 40%. Junto con las técnicas de re-combustión, el nivel de NO x puede reducirse en un 70% y la reducción catalítica selectiva puede limpiar el 90% de las emisiones de NO x .
Las tecnologías avanzadas, como el Ciclo Combinado de Gasificación Integrada y la Combustión de Lecho Fluidizado Presurizado, permiten mayores eficiencias térmicas al nivel del 45%. La gasificación convierte el carbón en gas consumible con la cantidad máxima de energía potencial del carbón en el gas.
La etapa de gasificación es la pirólisis a partir de 400 ° C, donde el carbón, en ausencia de oxígeno, produce rápidamente carbón rico en carbón y volátiles ricos en hidrógeno. En el segundo paso, el carbón se gasifica desde 700 ° C hasta producir gas, dejando cenizas. Con la alimentación de oxígeno, el gas no se diluye con nitrógeno. Las reacciones clave son C + O 2 a CO y la reacción del gas de agua C + H 2 O a CO y H 2 ; La segunda reacción es endotérmica.
En la gasificación, incluido el uso de oxígeno, el suministro de O 2 es mucho menor que el requerido para que la combustión completa produzca CO y H 2 . La reacción de cambio de agua CO + H 2 O que proporciona CO 2 + H 2 es una parte clave del proceso de gasificación para capturar el dióxido de carbono y usar hidrógeno como combustible final para la turbina de gas para la producción de electricidad.
El mayor desafío es reducir el costo de esto lo suficiente para que el "carbón limpio" compita con la energía nuclear sobre la base de emisiones cercanas a cero para la energía de carga base. Estas tecnologías se están moviendo muy rápidamente ya que tienen el potencial de proporcionar cerca de "cero emisiones". Otra estrategia potencial de eliminación es inyectar dióxido de carbono líquido en estratos geológicos profundos, como vetas de carbón no extraíbles, donde se adsorbe para desplazar el metano.
La investigación sobre geo-secuestro de dióxido de carbono está en curso en varias partes del mundo. El principal potencial parece ser los acuíferos salinos profundos y los campos de petróleo y gas agotados, donde se espera que el dióxido de carbono permanezca como un gas supercrítico durante miles de años con algo de disolución. El almacenamiento a gran escala de dióxido de carbono de la generación de energía requiere una extensa red de tuberías en áreas densamente pobladas, pero tiene implicaciones de seguridad.
Muchas centrales eléctricas de carbón se están acercando a la jubilación y su reemplazo da mucho margen para una electricidad más limpia. Junto con la energía nuclear y el aprovechamiento de las fuentes de energía renovables, una esperanza para esto es a través de las tecnologías de "carbón limpio", que han recibido la máxima prioridad para la financiación de la investigación y el desarrollo.
