Optimización Energética y Sostenibilidad: Cogeneración, Impacto de Fósiles y Gasificación del Carbón

Cogeneración: Eficiencia Energética y Ahorro

La cogeneración consiste en la producción conjunta de calor y electricidad. El proceso se basa en un sencillo principio: las plantas de producción de energía eléctrica a partir de energía térmica no transforman toda la energía térmica en energía eléctrica, sino que parte de la primera se pierde. La columna de vapor que sale de los enfriadores de las centrales termoeléctricas de carbón da buena cuenta de ello. La energía térmica residual puede aprovecharse para ciertos procesos industriales que precisen una fuente de calor; además de conseguirla, la industria vende la electricidad producida a la compañía de distribución, produciéndose ahorros de hasta el 35% de energía primaria.

Impacto Ambiental de los Combustibles Fósiles: Contaminación y Lluvia Ácida

El uso de combustibles fósiles aporta aproximadamente el ochenta por ciento de la energía primaria total que consumimos en el mundo. Pero su combustión, además de dióxido de carbono, libera óxidos de azufre y óxidos de nitrógeno que, al entrar en contacto con la humedad atmosférica, producen ácido sulfúrico y ácido nítrico, dando lugar a un fenómeno conocido como lluvia ácida que provoca efectos muy dañinos en ecosistemas boscosos y acuáticos. En el caso del carbón, a este problema se añade el de la emisión de partículas sólidas, causantes de problemas respiratorios en la población, entre otros efectos.

Gasificación del Carbón: Una Alternativa Energética Limpia

La gasificación del carbón es un proceso que transforma el carbón desde su estado sólido en un combustible gaseoso (compuesto fundamentalmente por CO e H2), mediante una oxidación parcial, al que hay que retirar una serie de sustancias indeseables, como los compuestos de azufre (S) y la ceniza del carbón original. El resultado es una fuente energética gaseosa, 'limpia' y transportable. Cuando el carbón se quema, su energía química se libera en forma de calor; el O2 del aire se combina con el C y el H2 del carbón, produciendo CO2, H2O y energía térmica. En condiciones normales, cuando hay aire suficiente, toda la energía química del carbón se convierte en calor y el proceso normal es la combustión. Sin embargo, si el O2 disponible se reduce, se libera menos calor del carbón y en la reacción aparecen nuevos productos gaseosos, como H2, CO y CH4, que también contienen energía química. Si el objetivo es maximizar la energía química de los subproductos gaseosos, parece lógico continuar con la reducción del O2 disponible. No obstante, se alcanza un punto a partir del cual un porcentaje del carbón ya no se convierte en gas, quedando sin reaccionar parte del C y dando lugar a un proceso ineficiente.