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¿La segunda oportunidad para el carbón?
La Revolución Industrial es un periodo histórico comprendido entre la segunda mitad
del siglo XVIII y principios del XIX, en el que Inglaterra en primer lugar, y el resto de
la Europa continental después, tuvieron el mayor conjunto de transformaciones
socioeconómicas, tecnológicas y culturales de la Historia de la humanidad desde el
Neolítico.
La economía basada en el trabajo manual fue
reemplazada por otra dominada por la industria y la
manufactura. La revolución comenzó con la
mecanización de las industrias textiles y el desarrollo
de los procesos del hierro. La expansión del
comercio fue favorecida por la mejora de las rutas de
transportes y posteriormente por el nacimiento del
ferrocarril. La invención de la máquina de vapor fue
una de las más importantes innovaciones de la
revolución industrial.
Máquina de vapor de Watt
La máquina de vapor consiguió mejoras en el trabajo del metal basado en el uso
del coque (combustible obtenido de la destilación de la hulla) en vez de carbón vegetal.
Pero el alto contenido en gases contaminantes que genera su combustión hizo que
paulatinamente fuera relegado por otras fuentes energéticas menos contaminantes.
La esperanza que ha supuesto el uso de biocombustibles como sustituto de los
combustibles fósiles tradicionales (carbón, petróleo y gas natural) tiene detractores,
alguno de ellos con autoridad suficiente como Hartmut Michel, premio Nobel de
Química en 1988.
En palabras de H. Michel, “los combustibles de
origen vegetal no son una buena opción para combatir el
cambio climático: no ahorran emisiones de CO2 y
promueven la deforestación de la Amazonia. Para
producir algunos biocombustibles, como el etanol, hace
falta invertir mucha energía en forma de fertilizante, de
transporte... Y también en el destilado del alcohol. Lo que
se obtiene al fermentar el vegetal es algo como el vino,
con un 10% de alcohol, y hay que convertirlo en alcohol
100%. Para eso hay que invertir casi tanta energía como
la que hay en el etanol. Y si se obtiene esa energía de
combustibles fósiles, se acaba emitiendo más CO2 de lo
que se emitiría simplemente usando gasolina en el coche”
Hartmut Michel
A esto hay que añadir que los biocombustibles están fomentando la pérdida de
selva tropical en Indonesia, Malasia, algunas zonas de África y en Brasil. En Brasil es la
soja: cada vez se cultiva más y más soja en la selva. Y quemar selva para producir soja
libera una cantidad enorme de dióxido de carbono a la atmósfera. Sabemos que aún
apagando todos los motores y las fábricas, el CO2 emitido permanecerá más de 100 años
en la atmósfera. No podemos frenar el calentamiento global, pero sí ralentizarlo y
disminuir sus efectos. Para ello debemos reducir las emisiones de CO2, tal y como
estableció el protocolo de Kioto, firmado por 141 países en 1997. Sin embargo, muchos
no cumplen sus compromisos; y además tres grandes potencias económicas (China,
India y EEUU) ni siquiera han firmado el protocolo. Aunque hoy no sabemos cómo
frenarlo, la historia nos indica que los descubrimientos científicos pueden, muchas
veces, resolver los problemas. Así que una esperanza está en la investigación.
Y aquí entra el tema central del presente artículo. Un ambicioso plan mundial
para inyectar bajo tierra las emisiones de las centrales térmicas, podría colocar al tan
denostado carbón a la cabeza de las energías limpias. El 40% de la electricidad mundial
se genera actualmente en centrales térmicas de carbón lo que supone unas emisiones de
dióxido de carbono en torno 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 ambientales. Por esta razón, las plantas de
generación de energía basadas en carbón deben aumentar su eficiencia (un 10% de
incremento en la eficiencia reduciría un 25% 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.
Entre los diversos proyectos que a nivel mundial se están llevando a cabo,
destaca la instalación FutureGen que entrará en funcionamiento en EEUU en 2012 y
que, con una potencia de 250 MW y emisiones nulas de CO2, proporcionará energía
para 1500 hogares.
Está claro que como materia prima
Instalaciones de la central energética FutureGen
puede propiciar el desarrollo de la
India y China, solventar en Estados
Unidos y en buena parte de Europa
las importaciones de gas natural y
acabar en gran medida con nuestra
dependencia del petróleo. Según el
Servicio Geológico del Estado de
Illinois, sólo el carbón de sus yacimientos tiene mayor valor calorífico
que todos los depósitos de petróleo de
la península Arábiga. Sin embargo, su procesado es muy agresivo para el medio
ambiente, lo que requiere instalar equipamientos especiales para reducir la
contaminación del aire. Como asegura gráficamente el Consejo para la Defensa de
Recursos Naturales de EE UU (CDRN), “si lo quemamos como hemos venido haciendo
hasta ahora, el planeta sufrirá un elevado calentamiento climático”.
Por estas razones y por los riesgos que entraña su
extracción, se ha relegado al carbón durante décadas a un
segundo plano. Hoy la inmensa mayoría de las plantas
térmicas que usan este material se cuentan entre los puntos
industriales más contaminantes. Se calcula que las más
grandes generan cada año una neblina tóxica similar a la que
producirían dos millones de vehículos. La revista Newsweek
ha señalado en un reciente informe especial sobre el futuro
de la energía que “por cada tonelada de combustible que
quema, sus chimeneas arrojan dos de C02”. En definitiva, el
carbón es el responsable de una tercera parte de los gases de
efecto invernadero.
Es más, David G. Hawkins, director del CDRN, indica en un estudio publicado
en Scientific American que “a lo largo de su vida útil, estimada en unos 60 años, las
nuevas plantas que operen en 2030 podrían arrojar tanto CO2 a la atmósfera como ha
liberado todo el carbón quemado desde la Revolución Industrial”. Para entonces, según
el Departamento de Energía de EE UU, el consumo se disparará hasta los 10.600
millones de toneladas, casi el triple que hoy.
Así las cosas, para que el carbón se convierta en una fuente de energía limpia
debe cambiar la forma en la que las centrales lo procesan. En las más antiguas, se
quema para calentar agua y transformarla en vapor que hace mover turbinas. En muchos
casos, estas obtienen menos del 40% del potencial energético del combustible. Las más
modernas, de ciclo combinado, oxidan el carbón a altas presiones en un gasificador.
Luego se utilizan turbinas más eficientes, capaces de alcanzar el 50% del
aprovechamiento energético. En las más avanzadas, el gas de síntesis o singas que sale
del gasificador, y que es en esencia un compuesto de monóxido de carbono e hidrógeno,
se hace reaccionar con vapor. El gas resultante, rico en hidrógeno, se quema para
generar electricidad.
Central eléctrica “limpia”del futuro con eliminación de CO2
En su lugar, las nuevas plantas energéticas “limpias” no sólo optimizarán el uso
del carbón, sino que eliminarán el CO2, “secuestrándolo” y encapsulándolo a gran
profundidad en acuíferos salinos, es decir, en formaciones areniscas cuyos poros están
llenos de agua salada, o en pozos petrolíferos ya explotados. Los otros contaminantes,
convertidos en sólidos inertes, se almacenarán en zonas seguras. El proceso se inicia
con una reacción del carbón con oxígeno (O2) y agua (H2O), generándose como
residuos cenizas y una mezcla similar a la grava que pueden ser utilizadas en
construcción de edificios o carreteras. La corriente de salida del gasificador, rica en
monóxido de carbono (CO) e hidrógeno (H2) pasa por una segunda etapa en la que, al
reaccionar con agua, parte del monóxido de carbono pasa a CO2, generándose más
hidrógeno. 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.
En España cabe destacar el proyecto
que llevará a cabo la Ciudad de la
Energía en León que consiste en la
construcción de una planta piloto
modular de combustión de 20-30 MW
con captura de CO2 y posterior
almacenamiento en formaciones geológicas salinas profundas. La planta se
ubicará en Cubillos del Sil, donde se
encuentra una central térmica de
carbón, y estará en marcha en la
primavera de 2010.
El Instituto Geológico Minero de España (IGME) ha empezado a localizar las
áreas subterráneas susceptibles de albergar el CO2 capturado. Se precisa una cavidad
similar a la de los pozos de petróleo, es decir, que exista una roca permeable para
inyectar el fluido de dióxido de carbono, limitada por capas laterales y un zócalo basal
impermeables para evitar escapes del fluido. Los cálculos del Panel Intergubernamental
de Cambio Climático (IPCC) de la ONU apuntan que entre el 15% y el 55% de las
emisiones de CO2 actuales se podrían absorber mediante el almacenamiento, como una
medida de mitigación. La captura y almacenamiento de CO2 es una más de la media
docena de alternativas que propone el IPCC.
Se utilizará antracita pulverizada inyectada en las calderas de combustión. En
una etapa posterior se depurarán las emisiones para retirar los otros gases presentes tras
la combustión, básicamente nitrógeno y azufre, además de partículas. En la última fase,
de compresión, se envasará a 80 atmósferas de presión en barriles, tanques o grandes
depósitos para transportarlo al lugar de su almacenamiento geológico profundo. Por la
chimenea sólo debe salir vapor de agua. En definitiva, el informe del proyecto señala
que la planta donde se instale debe producir hasta un 40% más de electricidad que una
planta equivalente clásica para compensar los costes.
Hace un año, Greenpeace presentó un
informe sobre esta nueva tecnología
alegando, entre otras cosas, que el
almacenamiento subterráneo de carbono
es arriesgado. Incluso unos niveles de
fugas muy bajos podrían minar cualquier
esfuerzo para mitigar el cambio
climático. Es una tecnología cara que
podría originar un incremento del precio
de la electricidad entre un 21% y un 91%.
Supone, a su juicio, una amenaza para la
salud, los ecosistemas y el clima.
El tiempo resolverá la inquietud que muestran algunos grupos ecologistas y la
enorme expectación que ha levantado este nuevo desafío para abordar el grave problema
que supone conciliar nuestro desarrollo económico con la salud ambiental del planeta.
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
Diario Digital EL PAIS. Entrevista al premio Nobel Hartmut Michel
http://www.elpais.com/articulo/futuro/biocombustibles/ahorran/emisiones/CO2/elpepus
ocfut/20070912elpepifut_4/Tes
Ciencias ambientales. Ecología y Desarrollo Sostenible.
Autores Bernard J. Nebel, Richard T. Wright, Francisco Javier Dávila
Traducido por Francisco Javier Dávila. 6ª edición. Ed Pearson Educación, 1999
Interesante reseña sobre un texto denso y completo en el enlace web:
http://books.google.es/books?id=sy0dCa8xC5MC&pg=PA536&lpg=PA536&dq=carbo
n+combustible+fosil&source=bl&ots=5K7QbhtBDJ&sig=JEIEMPKHAj9ysMkspdBasePc6Y&hl=es&ei=oqACSpuRDdqNjAfk4YzVBA&sa=X&oi=book_result
&ct=result&resnum=9#PPA529,M1
Greenpeace. En su web http://www.greenpeace.org/espana/news/greenpeace-calificade-estafa presenta un resumen de su posición sobre este tema. Añaden 3 interesantes
infografías y un tríptico en PDF.
Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC). Dossier
del informe de consenso científico sobre Captura y Almacenamiento de CO2 (CAC)
publicado en 2005.
http://www.greenfacts.org/es/captura-almacenamiento-co2/
Monografía de comunicación científica. Cambio climático. Museos científicos
coruñeses.
Proyecto CAC de la Ciudad de la Energía de León. Enlaces web:
 http://www.ciuden.es/index.asp?pagina=programas&c=19&subpagina=47
 http://www.ecoticias.com/20090321-captura-de-co2-en-la-ciudad-de-la-energiade-ponferrada.html
Proyecto CAC FutureGen. Enlaces web:
 http://en.wikipedia.org/wiki/FutureGen
 http://www.technologyreview.com/es/read_article.aspx?id=324
José A. López Isarría.
Mayo de 2009