Comienzos del Carbón

Aunque existen antiguos documentos chinos que evidencian la explotación del Carbón en el siglo XI A.C, las primeras explotaciones industriales de yacimientos carboníferos datan del siglo XII D.C.
La revolucíon industrial, la máquina de vapor y la producción de acero consolidan al carbón como principal fuente de energía. Con la II Guerra mundial conmienza un paulatino desplazamiento del carbón por otras fuentes energéticas, principalmente petróleo y gas natural. Hasta la década del 70, el mundo basa su desarrollo industrial en los hidrocarburos, donde el carbón es relegado a la fabricacion de Coque para la industria de acero y como fuente de algunas plantas de generación eléctrica.
Hasta la década de los 60, el carbón fue la mas importante fuente primaria de energía en el mundo. Al final de los 60 fue seperada por el petróleo, pero se estima que el carbón, además de su importancia en la generación de la electricidad, volverá de nuevo a ser la principal fuente de energía en algun momento durante la primera mitad del próximo siglo.


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Greenpeace contra les centrales termicas

La central térmica de Carboneras actualmente tiene instalada una potencia de 1.100 MW de carbón de importación y emite más de 8 millones de toneladas de CO2 anualmente. Endesa tiene un proyecto de ampliación de esta central térmica con carbón a un tercer grupo de 800 MW que podría aumentar las emisiones de la central a la atmósfera cerca de 6 millones de toneladas de dióxido de carbono, principal gas de efecto invernadero y motor del cambio climático. Hay que tener en cuenta que el carbón es el combustible fósil que mayores emisiones de gases de efecto invernadero tiene, entre 900 y 1.100 kg CO2 por MWh de electricidad generada.

“Hemos adquirido un claro compromiso en el Protocolo de Kioto de no sobrepasar nuestras emisiones de gases de efecto invernadero por encima de un 15% sobre los niveles de 1990 para el período 2008-2012 pero lamentablemente estamos actualmente más de 20 puntos por encima del nivel máximo permitido. Los candidatos a las próximas elecciones deberían trabajar para impedir el despropósito de esta central térmica que ayudará en gran manera a nuestro incumplimiento de Kioto y tendrá serias consecuencias para la población almeriense, el medio ambiente local y mundial.- declaró Emilio Rull, responsable de Campaña de Cambio Climático de Greenpeace España.

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Problemas ambientales de la explotación y el uso del carbón

La minería del carbón y su combustión causan importantes problemas ambientales y tienen también consecuencias negativas para la salud humana.

Las explotaciones mineras a cielo abierto tienen un gran impacto visual y los líquidos que de ellas se desprenden suelen ser muy contaminantes. En la actualidad , en los países desarrollados, las compañías mineras están obligadas a dejar el paisaje restituido cuando han terminado su trabajo. Lo normal suele ser que conforme van dejando una zona vacía al extraer el mineral, la rellenen y reforesten para que no queden a la vista los grandes agujeros, las tierras removidas y las acumulaciones de derrubios de ganga que, hasta ahora, eran la herencia típica de toda industria minera. También es muy importante controlar y depurar el agua de lixivación, es decir el agua que, después de empapar o recorrer las acumulaciones de mineral y derrubios, sale de la zona de la mina y fluye hacia los ríos o los alrededores. Este agua va cargada de materiales muy tóxicos, como metales pesados y productos químicos usados en la minería, y es muy contaminante, por lo que debe ser controlada cuidadosamente.

En el proceso de uso del carbón también se producen importantes daños ambientales porque al quemarlo se liberan grandes cantidades de gases responsables de efectos tan nocivos como la lluvia ácida, el efecto invernadero, la formación de smog , etc. El daño que la combustión del carbón causa es mucho mayor cuando se usa combustible de mala calidad, porque las impurezas que contiene se convierten en óxidos de azufre y en otros gases tóxicos.


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Esquema de Funcionamiento

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Sistemas de Gestión (Calidad y Medioambiente)

En la Central Térmica Los Barrios se halla implantado desde 1994 un Sistema de Aseguramiento de la Calidad, según la norma UNE-EN ISO 9002. En 1996, se amplió dicho sistema, incorporando un Sistema de Gestión Medioambiental basado en la norma UNE-EN ISO 14001. Ambos sistemas cuentan con el Certificado de Registro de Empresa de AENOR, y están integrados en todas las actividades de la Central.

Los Sistemas de Gestión tienen en cuenta el carácter de bien social que presenta la electricidad, y el respeto al entorno físico y socioeconómico. Estos factores enmarcan la Política Medioambiental, la cual se sustenta sobre los siguientes principios:

• Identificación con las aspiraciones sociales de protección y conservación del entorno.

• Utilización racional del recurso energético primario.

• Cumplimiento de la legislación medioambiental.

• Compromiso de mejora continua.

• Existencia de procedimientos para la prevención y el control.

• Formación y sensibilización de los trabajadores.

• Información externa, periódica y actualizada.

• Colaboración con la Administración.

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Ejemplo de una central térmica


Central Térmica "Los Barrios"

Ubicación

La Central Térmica Los Barrios se encuentra ubicada en el término municipal de Los Barrios, en el centro de la Bahía de Algeciras, prácticamente equidistante de los núcleos urbanos de Algeciras y San Roque.

Datos Técnicos

La Central Térmica Los Barrios consta de un grupo térmico destinado a la producción de energía eléctrica, con una potencia instalada de 550 MW, entrando en funcionamiento en 1985.

La Central está compuesta (de modo genérico) por los siguientes equipos principales:

• Caldera: La caldera de vapor es de tipo subcrítico con circulación asistida, diseñada para una capacidad de producción de 1.831 Tm/h de vapor sobrecalentado a 168 Kg/m2 y 540 ºC.

• Turboalternador: El grupo turboalternador tiene una potencia de 550 MW, con una tensión de salida de 20 KV a 50 Hz. La turbina es una unidad tamdem-compound con recalentamiento intermedio y siete extracciones, con una sección de alta presión, una de media presión y dos secciones de baja presión de doble flujo cada una. Todo el conjunto se encuentra dispuesto en un solo eje que gira a una velocidad de 3.000 rpm.

• Parque de carbón: El parque está cubierto con una estructura metálica de un solo vano de 160 m de luz y 240 m de longitud. Tiene una capacidad de almacenamiento de 250.000 Tm de carbón.

• Chimenea: Los gases de combustión, una vez depurados en el precipitador electrostático, son expulsados a través de la chimenea de 230 m de altura, para favorecer la dispersión en la atmósfera.

• Sistema de Supervisión y Control: La central cuenta con un moderno sistema de control distribuido mediante ordenadores, en el que todos los elementos integrantes se encuentran duplicados, para garantizar el funcionamiento bajo cualquier circunstancia.
  En el mismo está incorporado un sistema de seguridad, que en caso de alguna incidencia realiza las actuaciones necesarias para alcanzar un estado en que no se produzcan averías en los distintos equipos de la central.

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El carbón suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo. Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial (datos de 2006). Las aplicaciones principales del carbón son:

1. Generación de energía eléctrica. Las centrales térmicas de carbón pulverizado constituyen la principal fuente mundial de energía eléctrica. En los últimos años se han desarrollado otros tipos de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes, entre ellas las centrales de lecho fluido a presión. Otra tecnología en auge es la de los ciclos combinados que utilizan como combustible gas de síntesis obtenido mediante la gasificación del carbón.
2. Coque. Es el producto de la pirólisis del carbón en ausencia de aire. Es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos (coque siderúrgico). Dos tercios del acero mundial se producen utilizando coque de carbón, consumiendo en ello 12% de la producción mundial de carbón (cifras de 2003).
3. Siderurgia. Mezclando minerales de hierro con carbón se obtiene una aleación en la que el hierro se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad. Dependiendo de la cantidad de carbono, se obtiene:
   1. Hierro dulce: menos del 0,2 % de carbono
   2. Acero: entre 0,2% y 1,2% de carbono
   3. Fundición: más del 1,2% de carbono
4. Industrias varias. Se utiliza en las fábricas que necesitan mucha energía en sus procesos, como las fábricas de cemento y de ladrillos.
5. Uso doméstico. Históricamente el primer uso del carbón fue como combustible doméstico. Aun hoy sigue siendo usado para calefacción, principalmente en los países en vías de desarrollo, mientras que en los países desarrollados ha sido desplazados por otras fuentes más limpias de calor (gas natural, propano, butano, energía eléctrica) para rebajar el índice de contaminación.
6. Carboquímica. Es practicada principalmente en África del Sur y China. Mediante el proceso de gasificación se obtiene del carbón un gas llamado gas de síntesis, compuesto principalmente de hidrógeno y monóxido de carbono. El gas de síntesis es una materia prima básica que puede transformarse en numerosos productos químicos de interés como, por ejemplo:
   1. Amoníaco
      
   2. Metanol
      
   3. Gasolina y Gasóleo de automoción a través del proceso Fischer-Tropsch (proceso químico para la producción de hidrocarburos líquidos a partir de gas de síntesis, CO y H2)
7. Petróleo sintético. Mediante el proceso de licuefacción directa, el carbón puede ser transformado en un crudo similar al petróleo. La licuefacción directa fue practicada ampliamente en Alemania durante la Segunda Guerra Mundial pero en la actualidad no existe ninguna planta de escala industrial en el mundo.

Estas dos últimas aplicaciones antiguas son muy contaminantes y requieren mucha energía, desperdiciando así un tercio del balance energético global. Debido a la crisis del petróleo se han vuelto a utilizar.

Http://es.wikipedia.org/wiki/Carbón

Tipos de Carbón

Según las presiones y temperaturas que los hayan formado distinguimos distintos tipos de carbón: turba, lignito, hulla (carbón bituminoso) y antracita. Cuanto más altas son las presiones y temperaturas, se origina un carbón más compacto y rico en carbono y con mayor poder calorífico.

Existen distintos tipos de carbón que se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• Carbones duros: totalmente carbonizados, entre los que están la antracita y la hulla.

• Carbones blandos: pertenecen a épocas posteriores al carbonífero y que no han sufrido proceso completo de carbonizados . Entre ellos están los lignitos, pardos y negros y la turba. Una clasificación global, sería:

CLASIFICACIÓN GLOBAL
ANTRACITA	Hasta 8% de materia volátil.
HULLAS MAGRAS	Hasta 14% de materia volátil.
HULLAS SEMIGRASAS	Entre el 12% y 22% de materia volátil.
HULLAS GRASAS PARA COQUE	Entre el 18% y 27% de materia volátil.
HULLAS GRASAS DE GAS	Entre el 24% y 40% de materia volátil.
HULLAS GRASAS DE LLAMA LARGA	> 30% de materia volátil.
HULLAS SECAS	Entre el 34% y 45% de materia volátil.
LIGNITOS PARDOS Y NEGROS	> 45% de materia volátil.




Otra clasificación de los carbones, atendiendo a su grado de metamorfismo (cambio de la forma y estructura debido a las acciones del calor, la presión y del agua) sería:

• Antracita: son los de mayor calidad, contienen del 85% al 98% en peso de carbono.

• Hullas: dentro de esta clasificación aparece una amplia gama de carbones cuyo contenido en carbono abarca desde el 40% hasta el 85%.

• Lignitos: son los de peor calidad, con contenidos en carbono inferior al 40%.

• Turbas: No se consideran carbones según la ASTM (American Society for Testing and Materials), tienen un contenido en humedad muy alto (90%).

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El Carbón

Combustible sólido de origen vegetal. En eras geológicas remotas, y sobre todo en el periodo carbonífero (que comenzó hace 345 millones de años y duró unos 65 millones), grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetación abundantísima que crecía en pantanos. Muchas de estas plantas eran tipos de helechos, algunos de ellos tan grandes como árboles. Al morir las plantas, quedaban sumergidas por el agua y se descomponían poco a poco. A medida que se producía esa descomposición, la materia vegetal perdía átomos de oxígeno e hidrógeno, con lo que quedaba un depósito con un elevado porcentaje de carbono. Así se formaron las turberas . Con el paso del tiempo, la arena y lodo del agua fueron acumulándose sobre algunas de estas turberas. La presión de las capas superiores, así como los movimientos de la corteza terrestre y, en ocasiones, el calor volcánico, comprimieron y endurecieron los depósitos hasta formar carbón.
El carbón también se utilizó desde principios del siglo XIX hasta la II Guerra Mundial para producir combustibles gaseosos, o para fabricar productos petroleros mediante licuefacción. La fabricación de combustibles gaseosos y otros productos a partir del carbón disminuyó al crecer la disponibilidad del gas natural. En la década de 1980, sin embargo, las naciones industrializadas volvieron a interesarse por la gasificación y por nuevas tecnologías limpias de carbón. La licuefacción del carbón cubre todas las necesidades de petróleo de Suráfrica.

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El Carbón

Combustible sólido de origen vegetal. En eras geológicas remotas, y sobre todo en el periodo carbonífero (que comenzó hace 345 millones de años y duró unos 65 millones), grandes extensiones del planeta estaban cubiertas por una vegetación abundantísima que crecía en pantanos. Muchas de estas plantas eran tipos de helechos, algunos de ellos tan grandes como árboles. Al morir las plantas, quedaban sumergidas por el agua y se descomponían poco a poco. A medida que se producía esa descomposición, la materia vegetal perdía átomos de oxígeno e hidrógeno, con lo que quedaba un depósito con un elevado porcentaje de carbono. Así se formaron las turberas . Con el paso del tiempo, la arena y lodo del agua fueron acumulándose sobre algunas de estas turberas. La presión de las capas superiores, así como los movimientos de la corteza terrestre y, en ocasiones, el calor volcánico, comprimieron y endurecieron los depósitos hasta formar carbón.
El carbón también se utilizó desde principios del siglo XIX hasta la II Guerra Mundial para producir combustibles gaseosos, o para fabricar productos petroleros mediante licuefacción. La fabricación de combustibles gaseosos y otros productos a partir del carbón disminuyó al crecer la disponibilidad del gas natural.


Tipos de carbón

Según las presiones y temperaturas que los hayan formado distinguimos distintos tipos de carbón: turba, lignito, hulla (carbón bituminoso) y antracita. Cuanto más altas son las presiones y temperaturas, se origina un carbón más compacto y rico en carbono y con mayor poder calorífico..

Existen distintos tipos de carbón que se pueden clasificar en dos grandes grupos:

• Carbones duros: totalmente carbonizados, entre los que están la antracita y la hulla.

• Carbones blandos: pertenecen a épocas posteriores al carbonífero y que no han sufrido proceso completo de carbonizados . Entre ellos están los lignitos, pardos y negros y la turba. Una clasificación global, sería:

CLASIFICACIÓN GLOBAL
ANTRACITA	Hasta 8% de materia volátil.
HULLAS MAGRAS	Hasta 14% de materia volátil.
HULLAS SEMIGRASAS	Entre el 12% y 22% de materia volátil.
HULLAS GRASAS PARA COQUE	Entre el 18% y 27% de materia volátil.
HULLAS GRASAS DE GAS	Entre el 24% y 40% de materia volátil.
HULLAS GRASAS DE LLAMA LARGA	> 30% de materia volátil.
HULLAS SECAS	Entre el 34% y 45% de materia volátil.
LIGNITOS PARDOS Y NEGROS	> 45% de materia volátil.

Otra clasificación de los carbones, atendiendo a su grado de metamorfismo (cambio de la forma y estructura debido a las acciones del calor, la presión y del agua) sería:

• Antracita: son los de mayor calidad, contienen del 85% al 98% en peso de carbono.

• Hullas: dentro de esta clasificación aparece una amplia gama de carbones cuyo contenido en carbono abarca desde el 40% hasta el 85%.

• Lignitos: son los de peor calidad, con contenidos en carbono inferior al 40%.

• Turbas: No se consideran carbones según la ASTM (American Society for Testing and Materials), tienen un contenido en humedad muy alto (90%).

Localización de los yacimientos

El carbón se encuentra en casi todas las regiones del mundo, pero en la actualidad los únicos depósitos de importancia comercial están en Europa, Asia, Australia y América del Norte.

En Gran Bretaña, que fue el líder mundial en producción de carbón hasta el siglo XX, existen yacimientos en el sur de Escocia, Inglaterra y Gales. En Europa occidental hay importantes depósitos de carbón en toda la región francesa de Alsacia, en Bélgica y en los valles alemanes del Sarre y el Ruhr. En Centroeuropa hay yacimientos en Polonia, la República Checa y Hungría. El yacimiento de carbón más extenso y valioso de la ex Unión Soviética es el situado en la cuenca de Donets, entre los ríos Dniéper y Don; también se han explotado grandes depósitos de la cuenca carbonera de Kuznetsk, en Siberia occidental. Los yacimientos carboníferos del noroeste de China, que están entre los mayores del mundo, fueron poco explotados hasta el siglo XX.

Las estimaciones de las reservas mundiales de carbón son muy variadas. Según el Consejo Mundial de la Energía, las reservas recuperables de antracita, carbón bituminoso y subbituminoso ascendían a finales de la década de 1980 a más de 1,2 billones de toneladas. De ese carbón recuperable, China tenía alrededor del 43%, Estados Unidos el 17%, la Unión Soviética el 12%, Suráfrica el 5% y Australia el 4%.

Formas de Aprovechamiento

El carbón suministra el 25% de la energía primaria consumida en el mundo, sólo por detrás del petróleo. Además es de las primeras fuentes de energía eléctrica, con 40% de la producción mundial (datos de 2006). Las aplicaciones principales del carbón son:

1. Generacion de energía eléctrica. Las centrales térmicas de carbón pulverizado constituyen la principal fuente mundial de energía eléctrica. En los últimos años se han desarrollado otros tipos de centrales que tratan de aumentar el rendimiento y reducir las emisiones contaminantes, entre ellas las centrales de lecho fluido a presión. Otra tecnología en auge es la de los ciclos combinados que utilizan como combustible gas de síntesis obtenido mediante la gasificación del carbón.
2. Coque. El coque es el producto de la pirólisis del carbón en ausencia de aire. Es utilizado como combustible y reductor en distintas industrias, principalmente en los altos hornos (coque siderúrgico). Dos tercios del acero mundial se producen utilizando coque de carbón, consumiendo en ello 12% de la producción mundial de carbón (cifras de 2003).
3. Siderurgia. Mezclando minerales de hierro con carbón se obtiene una aleación en la que el hierro se enriquece en carbono, obteniendo mayor resistencia y elasticidad. Dependiendo de la cantidad de carbono, se obtiene:
   1. Hierro Dulce: menos del 0,2 % de carbono
   2. Acero: entre 0,2% y 1,2% de carbono
   3. Fundición: más del 1,2% de carbono
4. Industrias varias. Se utiliza en las fábricas que necesitan mucha energía en sus procesos, como las fábricas de cemento y de ladrillos.
5. Uso doméstico. Históricamente el primer uso del carbón fue como combustible doméstico. Aun hoy sigue siendo usado para calefacción, principalmente en los países en vías de desarrollo, mientras que en los países desarrollados ha sido desplazados por otras fuentes más limpias de calor (gas natural, propano, butano, energía eléctrica) para rebajar el índice de contaminación.
6. Carboquímica. La carboquímica es practicada principalmente en África del Sur y China. Mediante el proceso de gasificación se obtiene del carbón un gas llamado gas de síntesis, compuesto principalmente de hidrógeno y monóxido de carbono. El gas de síntesis es una materia prima básica que puede transformarse en numerosos productos químicos de interés como, por ejemplo:
   1. Amoníaco
      
   2. Metano
      
   3. Gasolina y gasóleo de automoción a través del proceso Fischer-Tropsch (proceso químico para la producción de hidrocarburos líquidos a partir de gas de síntesis, CO y H2)