[R]EVOLUCIÓN ENERGÉTICA ARGENTINA UN FUTURO ENERGÉTICO SUSTENTABLE tecnologías energéticas GLOBAL 90 “la tecnología está “the aquí, technology todo lo que is necesitamos here, all we es need is voluntad political política.” will.” CHRIS JONES SOCIO SUPORTER DE GREENPEACE AUSTRALIA AUSTRALIA TECNOLOGÍAS DE COMBUSTIBLES FÓSILES TECNOLOGÍAS NUCLEARES TECNOLOGÍAS DE ENERGÍA RENOVABLE imagen PLANTA DE BIOGAS "“SCHRADEN BIOGAS” EN GROEDEN CERCA DE DRESDEN, ALEMANIA © LANGROCK/ZENIT/GP
Este capítulo describe la gama de tecnologías disponibles ahora y en el futuro para satisfacer la demanda energética mundial. El escenario de la [r]evolución energética se centra en el potencial de ahorro energético y en las fuentes renovables, principalmente en los sectores de generación de electricidad y calor. 9.1 tecnologías de combustibles fósiles Los combustibles fósiles más utilizados para la generación de energía en todo el mundo son el carbón y el gas. El petróleo es aún utilizado donde otros combustibles no están disponibles, como por ejemplo en islas o zonas remotas o cuando existe un recurso autóctono. En conjunto, el carbón y el gas actualmente representan más de la mitad del suministro mundial de electricidad. tecnologías de combustión de carbón En una central eléctrica convencional de carbón, el carbón pulverizado o en polvo es soplado dentro de una cámara de combustión donde se quema a alta temperatura. El calor resultante es utilizado para transformar en vapor el agua que fluye a través de las tuberías que revisten la caldera. Esto impulsa una turbina de vapor y genera electricidad. Más del 90% de la capacidad mundial de carbón en centrales termoeléctricas utiliza este sistema. Las centrales de carbón pueden variar en capacidad desde unos pocos cientos de megawatts hasta varios miles. Se han introducido una serie de tecnologías para mejorar el desempeño ambiental de la combustión de carbón convencional. Éstas incluyen la limpieza del carbón (para reducir el contenido de ceniza) y varias tecnologías, como la de tornillo o el sistema de control al final (del proceso) de la tubería, para reducir las emisiones de partículas, dióxido de azufre y óxido nitroso, los principales contaminantes resultantes de la quema de carbón además del dióxido de carbono. Por ejemplo, la desulfuración de gases de combustión (FGD), suele implicar la “depuración” de los gases de combustión utilizando una mezcla alcalina absorbente, que es predominantemente a base de limo o piedra caliza. Se han hecho más cambios fundamentales en la forma en que se quema el carbón para mejorar su eficiencia y reducir aún más las emisiones de contaminantes. Estos incluyen: • la gasificación integrada en ciclo combinado (IGCC): el carbón no es quemado directamente sino que se lo hace reaccionar con oxígeno y vapor para formar un gas sintético compuesto principalmente por hidrógeno y monóxido de carbono. Éste se limpia y luego se quema en una turbina de gas para generar electricidad y producir vapor para impulsar una turbina de vapor. La IGCC mejora la eficiencia de la combustión del carbón de un 38-40% hasta un 50%. • la supercrítica y ultrasupercrítica: estas centrales operan a temperaturas más altas que la combustión convencional, incrementando nuevamente la eficiencia hacia el 50%. • la combustión en lecho fluidizado: el carbón es quemado dentro de un reactor que comprende un lecho a través del cual se lo alimenta con gas para mantener el combustible en estado turbulento. Esto mejora la combustión, la transferencia del calor y la recuperación de los residuos. Al elevar las presiones en un lecho, una corriente de gas de alta presión puede ser utilizado para impulsar una turbina de gas, generando electricidad. Las emisiones de dióxido de azufre y óxido nitroso pueden ser reducidas sustancialmente. • la combustión presurizada de carbón pulverizado: está siendo desarrollada principalmente en Alemania y se basa en la combustión de una nube finamente molida de partículas de carbón que genera vapor de alta presión y temperatura para la generación de energía. Los gases de combustión calientes son utilizados para generar electricidad de un modo similar al sistema de ciclo combinado. Otras potenciales tecnologías futuras implican el uso incrementado de la gasificación del carbón. Por ejemplo, la Gasificación Subterránea del Carbón implica la conversión del carbón en bruto en las profundidades de la tierra, en un gas combustible que puede ser utilizado para la calefacción industrial, la generación de energía o la producción de hidrógeno, gas natural sintético u otros productos químicos. El gas puede ser procesado para remover el CO2 antes de ser transmitido a los consumidores finales. Se están llevando a cabo proyectos de prueba en Australia, Europa, China y Japón. tecnologías de combustión de gas El gas natural puede ser utilizado para la generación de electricidad a través de turbinas de gas o de vapor. Para la cantidad equivalente de calor, el gas produce un 45% menos de dióxido de carbono durante su combustión que el carbón. Las centrales de turbina de gas utilizan el calor de los gases para operar directamente la turbina. Las turbinas alimentadas por gas natural pueden ponerse en marcha rápidamente y, por lo tanto, son frecuentemente utilizadas para suministrar energía durante los períodos de demanda pico, aunque a un costo mayor que las centrales de carga de base. Se puede alcanzar una eficiencia particularmente alta a través de la combinación de turbinas de gas con una turbina de vapor en ciclo combinado. En una central de turbina de gas de ciclo combinado (CCGT, según sus siglas en inglés), el generador de una turbina de gas produce electricidad y los gases de escape de la turbina luego son utilizados para producir vapor para generar electricidad adicional. La eficiencia de las centrales CCGT modernas puede ser de más del 50%. La mayoría de las nuevas centrales eléctricas de gas construidas desde la década de 1990 han sido de este tipo. Hasta el reciente aumento en los precios mundiales del gas, las centrales eléctricas CCGT han sido la opción más económica para la generación de electricidad en muchos países. Los costos de capital han sido sustancialmente inferiores a los de las centrales nucleares y de carbón y menor el tiempo de construcción. tecnologías de reducción de carbono Cada vez que se quema un combustible fósil, se produce dióxido de carbono ( CO2). Dependiendo del tipo de central eléctrica, una gran cantidad de este gas se disipa en la atmósfera y contribuye al cambio climático. Una central de carbón descarga aproximadamente 720 gramos de dióxido de carbono por kilowatt hora, una central de gas moderna descarga alrededor de 370g CO2 /kWh. Un método, actualmente en desarrollo, para mitigar el impacto de CO2 de la combustión de combustibles fósiles se denomina captura y almacenamiento de carbono (CCS, según sus siglas en inglés). Implica capturar el CO2 de las chimeneas de las centrales eléctricas, comprimir el gas capturado para su transporte a través de gasoductos o en barco y luego bombearlo en formaciones geológicas subterráneas para su almacenamiento permanente. Aunque es frecuentemente considerada como la solución al problema del carbono inherente a la combustión de combustibles fósiles, es poco probable que la CCS para centrales eléctricas de carbón esté lista en menos de una década. A pesar de los experimentos actualmente en curso, sigue sin ser demostrada la tecnología como un proceso totalmente integrado, en relación a todos sus componentes operativos. Una tecnología de captura adecuada y eficiente no ha sido desarrollada aún y es poco probable que se encuentre comercialmente disponible en el corto plazo; un almacenamiento efectivo y seguro a largo plazo en la escala necesaria aún no ha sido demostrado; y existen serias preocupaciones asociadas a los aspectos de seguridad del transporte y la inyección de CO2 en las formaciones designadas, mientras que la retención a largo plazo no puede ser asegurada. 91 9 tecnologías energéticas | TECNOLOGÍAS DE COMBUSTIBLES FÓSILES
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