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sábado, 16 de julio de 2011

Yo también soy experta en energía

Nadie se escandalizará si digo que en este país nos caracterizamos por tener todos un título de Todólogo (o Todóloga, por aquello de la igualdad): tan pronto somos entrenadores de fútbol, como jueces, economistas, expertos en física nuclear y lo que nos echen. 
Pues yo no voy a ser menos, que de algo tendrá que servir el título de Ingeniero Técnico de Minas, especialidad en recursos energéticos, combustibles y explosivos.

Esta semana nos hemos levantado con la noticia de que en 2013 se cierra la central nuclear de Santa María de Garoña. Bueno, en realidad lo que ha pasado es que en Ministerio de Industria no ha renovado la concesión de explotación, que no es exactamente lo mismo que decretar el cierre. Por otra parte, los informes del CSN eran favorables, es decir, que "todavía es segura" (y esto lo pongo entre comillas, porque ninguna fuente de energía es segura al 100%, ni las renovables). Todo esto lo explica fenomenalmente bien el Doctor Manuel Fernández Ordóñez aquí.
Y cómo no, las reacciones no se han hecho esperar: los de las sectas pseudoecologistas han montado la fiesta, los del lobby pro-nuclear se han echado las manos a la cabeza y otros simplemente hemos intentado pensar.

Antes de empezar con el análisis que voy a hacer a continuación, tened en cuenta: soy pro-nuclear con peros, así que los que tengáis el discurso irracional preparado podéis dejar de leer ya mismo y empezar con vuestros dogmas de fe en los comentarios.

Una por una, voy a analizar las fuentes de energía que utilizamos más comunmente en España:

Carbón:

El del carbón ha sido un sector estratégico en nuestro país durante muchos años, y sigue siéndolo.
Si bien es cierto que es una industria poco rentable y que depende enormemente de las subvenciones (como hemos podido ver en el último año con la aprobación del decreto del carbón, varios EREs en empresas mineras y huelgas), si se dejase hundir supondría la ruina de varias comarcas (aunque, y desde mi punto de vista, esa ruina vendría dada por una mala inversión de dichas subvenciones, que no estaban destinadas a otra cosa que no fuera la transición a otro modelo industrial y que, en muchos casos, solo se destinaron a la construcción de polideportivos).
En cuanto a la generación de energía con carbón, todos estamos de acuerdo de que es la más contaminante, la que más CO2 emite y, por tanto, la menos deseable.
En nuestro sistema eléctrico, la generación térmica con carbón es una generación de base, sin capacidad de regular (capacidad muy reducida debido a la inercia térmica de las grandes calderas). 
En el caso de un desmantelamiento nuclear, el peso de la producción de base recaería sobre este tipo de centrales, aumentando así la quema de combustibles fósiles y la emisión de CO2 y otros gases de efecto invernadero, que nos alejarían mucho del compromiso adquirido en el Protocolo de Kyoto.
Aunque también, por otra parte, tenemos el proyecto de captura y secuestro de CO2 de CIUDEN, una opción nada desdeñable a la hora de fomentar el consumo de carbón mediante técnicas limpias. Pero la planta es experimental, única en España y hace poco hemos visto cómo Endesa pretende desmarcarse del proyecto si la UE no da más facilidades (más subvenciones que pagamos todos y encarecen todavía más el kW).
Podría seguir hablando del carbón hasta rellenar mil post, pero lo fundamental sería: si vamos a desmantelar la producción nuclear, el carbón ocupará su lugar y para ello habrá que construir más centrales térmicas que emitirán más CO2 (aunque quizá esta fuera una buena excusa para seguir desarrollando la captura y secuestro de carbono).

Nuclear:

No es, ni mucho menos, una tecnología limpia, aunque sí es una forma de generar energía sin emisión de CO2 (directa, se entiende).
Algo que digo muchas veces es que preferiría vivir cerca de una central nuclear antes que vivir cerca de una central térmica (como es el caso). La razón es sencilla: es más probable que acabe desarrollando una enfermedad respiratoria que mermará mi calidad de vida viviendo al lado de una central térmica, que el hecho de que por vivir cerca de una central nuclear acabe desarrollando un cáncer (algo que también me puede pasar cerca de una central térmica y que, de hecho, pasa).
Soy pro-nuclear, si, con peros. Pienso que la energía nuclear es necesaria para hacer una transición menos "violenta" y con menos prejuicios hacia otro modelo energético. Seamos realistas: con el petróleo alcanzando precios cada vez más altos se hace necesario el tránsito a un modelo distinto de transporte, ya sea mediante automóviles híbridos o totalmente eléctricos. Para cargar las baterías de esos automóviles tenemos que sacar la energía de alguna parte. Volvemos a lo de siempre, tiene que haber una producción base que nos garantice una continuidad en el consumo: carbón o nuclear.
Por otra parte, la energía nuclear tiene el gran pero de la gestión de los residuos, muy lejos de estar solucionado por el momento, y menos en España, donde hemos adoptado el modelo de ciclo abierto: el uranio se consume y los productos de fisión se consideran residuos inutilizables que se almacenan y no se recuperan.
Otra cosa que debemos solucionar es el tema del ATC, ya que los residuos de alta actividad los mandamos a Francia para que los almacenen allí al módico precio de 60.000 euros al día (sí sí, al día, y los pagamos entre todos).
En resumen: para seguir confiando en la energía nuclear en España, primero hay que constituir un buen sistema de gestión de residuos, ya sea como ciclo abierto, cerrado o cerrado avanzando; lo que no podemos hacer es seguir almacenando el combustible gastado en las saturadas piscinas de los reactores actuales, o algún día tendremos un disgusto.
Otra cosa a tener en cuenta: en los últimos años no se han construido ni se ha planeado construir nuevas centrales, lo que nos lleva a confiar en las ya construidas, con tecnologías de hace varias generaciones, lo cual no es muy alentador.

Renovables y régimen especial:

Aquí tenemos mucho para escoger, y prácticamente todas válidas. 
Podemos considerar como renovables estrella la hidroeléctrica, solar fotovoltaica y eólica.
La hidroeléctrica nos salva el culo de apagones en algún que otro pico de demanda, además de regular la producción frente a la demanda. El inconveniente: el impacto ambiental de los embalses. Por otra parte, solo se consideran de régimen especial (primas) los aprovechamientos de saltos que den una potencia menor o igual a 10 MW, el resto cotiza el kW a precio de mercado.
Con la solar fotovoltaica hemos sufrido (cómo no) una burbuja que nos está explotando en la cara. Es la energía renovable que más primas recibe, con mucha diferencia, y a la vez es una de las que menos energía produce. Contradictorio, ¿a que si? Echadle un vistazo a este artículo (otra vez del Doctor Fernández Ordóñez). ¿Os hierve la sangre? A mi si, estamos pagando el kW fotovoltaico a 10 veces el precio de mercado. Cuando os llegue el recibo de la luz, os cagáis en la energía solar fotovoltaica, yo ya lo hago, además de cagarme en otras cosas.
La eólica: podríamos decir que es el patito feo. A pesar de producir el 16% de la energía en régimen especial, casi 7 veces más que la fotovoltaica, se lleva poco más que la mitad de las subvenciones. El inconveniente: la intermitencia del viento, igual que en la fotovoltaica, el sol no sale por la noche, ni todos los días con la misma intensidad. 

Gas natural (ciclos combinados):

Las centrales de ciclo combinado supusieron una revolución hace unos años: emitían mucho menos CO2 que las térmicas convencionales de carbón y eran más rápidas en los arranques (mayor capacidad de adaptación a la demanda en cada momento). Por ello, los ciclos combinados se utilizan actualmente en el sistema eléctrico para la regulación más gorda, por decirlo de algún modo. Sería un error utilizarlas para la generación de base, porque perderíamos esa flexibilidad a la hora de regular la producción.
Por otra parte, el gas que quemamos en España viene de Argelia, en su mayor parte, lo cual nos supone una relativa inseguridad de abastecimiento si dependiéramos exclusivamente de esta energía. Es decir, que no es bueno confiar toda nuestra generación eléctrica a una fuente de energía que importamos del extranjero, ya que pueden darse problemas en el abastecimiento.

Entonces, ¿qué tenemos que hacer?

No hay una única solución al problema energético, ya que los factores que influyen en él son tremendamente numerosos y complejos.
Lo que se debe es alcanzar un mix energético que garantice la seguridad energética y sea sostenible, para lo cual, y siempre desde mi punto de vista, no se debería prescindir de la energía nuclear y se debería apostar mucho más fuerte por las fuentes renovables, sobretodo a pequeña escala (pequeñas comunidades capaces de generar su propia energía); pero regulando las subvenciones de manera racional y efectiva, evitando a toda costa las burbujas.

Y ahora, a comentar.

domingo, 2 de agosto de 2009

La relación H/C en los combustibles


La relación entre los átomos de hidrógeno (H) y los de carbono (C) que contiene un combustible es muy importante a la hora de reducir las emisiones de CO2 en el origen, es decir, que dependiendo del combustible que utilicemos, tendremos una relación H/C diferente, ya que la composición en hidrógeno y carbono varía de un combustible a otro.

Una mayor cantidad de carbono dará lugar también a una mayor cantidad de CO2, ya que:
C + O2 ---> CO2
es bastante sencillo.
Una mayor cantidad de carbono también implica un mayor poder calorífico, eso debe estar presente en el razonamiento.

Por otra parte, la presencia de hidrógeno en el combustible nos va a formar agua (en forma de vapor normalmente, pero ésto depende de la temperatura a la que se produzca la combustión - por encima de 100ºC todos sabemos que el agua cambia de estado, en condiciones normales-), ya que:
H2 + 1/2 O2 ---> H2O
también sencillo, pero en este caso el agua que se forma va a hacer que disminuya el poder calorífico durante la combustión, ya que el agua absorberá parte del calor generado: para la formación de 1 mol de H2O a partir de 1 mol de H2 y 1/2 mol de O2 (en forma gaseosa) se absorben del ambiente 68.3Kcal (entalpía de formación del agua). En éste enlace viene muy bien explicado.

Pues bien, la relación H/C de un combustible no es más que el cociente entre los átomos de hidrógeno y los átomos de carbono que lo componen.
Por ejemplo, el metano (CH4) cuya composición es de 4 átomos de hidrógeno frente a solamente uno de carbono tendría la siguiente relación:
H/C = 4/1 = 4

Cuanto mayor sea la relación H/C de un combustible menores serán sus emisiones de CO2 respecto de las de H2O, ya que tendrá menor cantidad de carbono que de hidrógeno.

Por poner otros ejemplos, el petróleo tiene una relación H/C de 2,2 y el carbón de 1,2; luego podremos decir que el metano, con una relación de 4, emite menos CO2 que el petróleo y el carbón, con relaciones menores. Obvio.

Pero cuidado, una relación H/C demasiado alta reduciría en exceso el poder calorífico, debido a lo que ya he explicado sobre la entalpía de formación del agua. Con lo que reduciríamos las emisiones de CO2, pero también reduciríamos el poder calorífico, lo cual en algunos procesos industriales puede ser crítico.

La relación H/C (junto con otros muchos parámetros) ayudan a elegir correctamente el combustible a utilizar en los diferentes casos.

Imagen: A. Belani en Flickr, bajo licencia Creative Commons.

jueves, 23 de abril de 2009

Efectos del CO y el CO2


Todo el mundo habla del CO2 como gas de efecto invernadero, pero realmente no sabe cuáles son los gases de efecto invernadero ni qué efectos tienen.
Hoy vamos a conocer un poco más acerca de los compuestos de carbono que se emiten a la atmósfera en forma de óxidos.


Los principales gases de efecto invernadero son: el dióxido de carbono (CO2), el monóxido de carbono (CO), el vapor de agua, el metano (CH4), los óxidos de nitrógeno (NOx) y el ozono (O3).

Efectos del CO:


El monóxido de carbono es un gas tóxico, en altas concentraciones puede provocar cambios fisiológicos y patológicos, e incluso la muerte, al privar a los tejidos del cuerpo del oxígeno necesario para su normal funcionamiento.

La combinación del CO con la hemoglobina de la sangre da lugar a la carboxihemoglobina (COHb), que reduce la capacidad de conducción del oxígeno en la sangre e interfiere en la liberación de oxígeno del resto de la hemoglobina. Sus efectos son la alteración de la respuesta psicomotora y fatiga psicológica con grandes concentraciones.
Aunque la formación de corboxihemoglobina es reversible y cesa en cuanto cesa la exposición al CO, eliminándose del organismo el CO en unas 3 ó 4 horas.

En cuanto a la contaminación atmosférica, el CO no tiene efectos dañinos sobre las plantas por debajo de las 100 ppm (partes por millón). Tampoco tiene efectos perjudiciales sobre la superficie de los materiales.

Como ya se dijo antes, el CO está considerado como uno de los gases de efecto invernadero.

Efectos del CO2:


El CO2 como tal, no está considerado como un contaminante.

El aumento de la concentración de CO2, junto con la de los demás gases de efecto invernadero (CO, vapor de agua, metano, óxidos de nitrógeno y ozono) provoca el aumento de la absorción atmosférica en la zona infrarroja, por lo que gran parte de ésta radiación solar que incide en la Tierra queda atrapada entre la parte inferior de la atmósfera y la superficie terrestre, provocando un aumento de la temperatura media de las zonas donde se produce este fenómeno.

El CO2 es el responsable de la tercera parte del efecto invernadero natural.


Las fuentes de emisión de los óxidos de carbono pueden ser naturales o antropogénicas.

Las naturales pueden ser los incendios forestales y la combustión de biomasa en general.

Las antropogénicas son aquellas que proceden de la actividad humana, pero pueden ser de foco fijo o de focos móviles.

Las fuentes de emisión de foco fijo son las calefacciones, las calderas industriales de generación de calor u otros procesos industriales como la siderurgia o el refino del petróleo.
Las fuentes de emisión de foco móvil son principalmente los tubos de escape de los automóviles.

Crédito de la imagen: St Stev en Flickr, bajo licencia Creative Commons.