HABLANDO DE ENERGIA 4

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CENTRAL TÉRMICA DE CARBÓN

La generación industrial de electricidad se lleva a cabo por la transformación de la energía que ha generado el Sol. Aunque parezca extraño, el origen último del petróleo, el gas, el uranio, las aguas, la luz y el viento es el Sol.

Desde que Nikola Tesla ideó el generador de corriente alterna, que convierte la energía mecánica de rotación en electricidad, ésa es la manera habitual de producción. En la actualidad, pese a los nuevos desarrollos, sólo las fotovoltaicas y algunas otras en fase experimental, el objetivo final de una central eléctrica es mover una turbina que acciona el alternador.

Se pueden clasificar las centrales en función de la energía primaria que se usa para mover la turbina. Nos encontramos con cuatro grandes grupos: las térmicas, que incluirían las de carbón, gas, fuel, biomasa, solares  y nucleares; las hidroeléctricas que agruparían a las de presa, mareomotrices y undimotrices; las eólicas y finalmente, las fotovoltaicas.

Con el fin de garantizar en todo momento el suministro, se ha creado un sistema de coordinación de los distintos generadores en el que participan todos los sistemas, incluidos los de renovables y las adquisiciones transnacionales. Voy a tratar de exponer de forma breve y comprensible los diversos tipos de centrales con sus ventajas, sus inconvenientes y sus costes de producción comparativos. Como el tema es extenso, lo fraccionaré en varios artículos, empezando por  las centrales térmicas.

CENTRALES TÉRMICAS

Una central térmica genera electricidad quemando un combustible para elevar la temperatura del agua y producir vapor que dirige a presión hacia los álabes de la turbina haciéndola girar. En otros casos es directamente el gas resultante de la combustión el que se dirige a la turbina. El combustible puede ser el carbón, el gas y el fuel oil. Las centrales nucleares usan el calor desprendido por la fisión nuclear de ciertos elementos, para elevar la temperatura del agua. Es un mecanismo diferente, pero sólo en ese componente: la caldera, que en este caso se llama reactor.

Las centrales de carbón son las térmicas más antiguas, rústicas y baratas. También son las de menor rendimiento y las más contaminantes. El diseño básico es el mismo que desarrolló Edison en el siglo XIX: una caldera de combustión, un intercambiador de calor para hervir agua, un sistema de distribución del vapor a presión, la turbina y  el alternador. Necesita un buen sistema de refrigeración para la recuperación del vapor y una vez convertido de nuevo en agua su reutilización. Instalaciones de control, almacenamiento de  carbón, escorias, aceite e instalaciones de seguridad, sobre todo de protección contra incendios. Nada muy sofisticado.

Las térmicas que utilizan gas natural, fueloil o incluso carbón para que los gases de su combustión, en lugar del vapor de agua, sean los que muevan la turbina tienen un rendimiento mayor, pues del 30% pasan al 40% por ciento.

Sin embargo, las centrales térmicas de combustible fósil que se están imponiendo hoy día son las llamadas de ciclo combinado. Son muy interesantes porque cuando se quema el combustible y los gases y el vapor de agua, pasan por los álabes de la turbina haciéndola girar, se enfrían. Parte de la energía térmica de aquellos gases se ha convertido en energía mecánica de rotación. Pero esos gases siguen estando muy calientes. Concretamente, a la salida de la turbina aún pueden estar entre 200ºC y 300ºC. Dirigiéndolos hacia un intercambiador de calor, estos gases aún pueden hacer hervir agua cuyo vapor hace girar otra turbina acoplada a otro generador. Así pues, se aprovecha mucho mejor la combustión haciendo mover dos alternadores cuya energía eléctrica producida simplemente se suma. El rendimiento de una central de ciclo combinado puede sobrepasar el 50%. Además, el fueloil o el gas natural tienen un poder calorífico unas tres veces mayor que el carbón. También es más caro, pero al comparar los rendimientos anteriormente indicados resultan más eficientes económicamente, por lo que se están imponiendo sobre las de carbón.

El principal problema de estas centrales es la contaminación que producen. Sus residuos van directamente a la atmósfera y afectan a todo el planeta. No contamina sólo a quien los produce, sino a todos. Esos contaminantes son dióxido de carbono, en todas, además de óxidos de azufre y hollín en las de carbón y óxidos de azufre en las de fuel oil. Las de gas natural son sin duda las más limpias. También hay emisiones de menor entidad pero muy inquietantes en todas ellas. Por ejemplo, las centrales térmicas de estos tipos emiten a la atmósfera elementos pesados y radiactivos. El carbón contiene trazas de esos elementos que, por escasos que sean, al quemar miles de toneladas suponen una cantidad muy apreciable. Asimismo son la fuente principal de emisión del venenoso mercurio.

En cualquier caso, lo más preocupante son los gases que provocan efecto invernadero y lluvia ácida. El dióxido de carbono y muchos otros compuestos desprendidos en la combustión de combustibles fósiles alteran las propiedades de la atmósfera al formar una capa que dificulta y reduce la salida al espacio exterior de la radiación reflejada: es lo que llamamos efecto invernadero. La atmósfera abriga al planeta cada vez más lo que produce un anormal calentamiento que puede conducir a cambios en el clima. Y ello, provocado por las ingentes emisiones de dióxido de carbono C02, que lleva haciendo la humanidad desde la época de Edison.

Lluvia ácida es un término muy amplio que se refiere a una mezcla de sedimentación húmeda y seca de la atmósfera que contiene cantidades más altas de las normales de ácidos nítrico y sulfúrico. En algunos casos  la lluvia ácida proviene de fuentes naturales, como los volcanes y la vegetación en descomposición. Pero la mayor parte proviene de la combustión de combustibles fósiles. Dos tercios de las emisiones de dióxido de azufre (SO2) y un cuarto de las de óxido de nitrógeno (NO) provienen de la generación de energía eléctrica con combustibles fósiles. La lluvia ácida ocurre cuando esos gases reaccionan en la atmósfera con el agua en suspensión, el oxígeno y otras sustancias químicas para formar distintos compuestos ácidos. El resultado consiste en una solución de ácido sulfúrico y ácido nítrico que los vientos transportan algunas veces a cientos de kilómetros.

En la sedimentación húmeda los ácidos caen a la tierra mezclados con la lluvia, nieve, niebla o neblina. El agua ácida caída sobre el terreno se filtra través de éste y  afecta a gran variedad de plantas y animales. La sedimentación seca, se produce en zonas de lluvia más escasa. Las sustancias químicas ácidas se incorporarse al polvo o al humo y se depositan a través de sedimentación seca, sobre el suelo,  las casas, los vehículos y la vegetación. Al llover, esas partículas son arrastradas por el agua y se infiltran en el suelo o son llevadas hacia cauces de agua. Este escurrimiento de agua produce una mezcla todavía más ácida.

Un caso paradigmático en España es la central térmica de Andorra (Teruel). Esta central térmica de carbón, es responsable de la lluvia ácida producida en las provincias de Teruel y Castellón entre 1984 y 1987, que devastó 200.000 Ha. de bosques en el Maestrazgo.

En 1988, veinticinco Ayuntamientos de la provincia de Castellón presentaron una denuncia contra ENDESA por delito ecológico. La denuncia se retiró tras un acuerdo entre Endesa, ecologistas, ayuntamientos, Generalidad Valenciana y Ministerio de Agricultura. Este acuerdo incluía un compromiso de fuertes inversiones para reducir las emisiones de SO2 de la central y se  materializó en la instalación de unos filtros para el dióxido de azufre generado en la combustión y en la construcción de una planta desulfuradora. En 1994 se creó una comisión de seguimiento medioambiental en el Maestrazgo y Los Puertos de Morella que mediante estudios y labores de vigilancia controlan las emisiones contaminantes de la central térmica de Andorra, que según un informe de 2008, ocupaba el 4º puesto entre las centrales de carbón más contaminantes de España, con una media anual de 6.828.042 toneladas de CO2.

TABLA EENERGIA 4

Esta tabla refleja la contaminación relativa de cada uno de los combustibles usados en las centrales térmicas no nucleares, en kg. de CO2 por kWh producido. No se mencionan el resto de los contaminantes (óxidos de azufre y de nitrógeno) que, como hemos visto, son  letales para fauna y flora.

Algunas grandes centrales térmicas de carbón de España se encuentran en la lista de fuentes de emisión más perjudiciales para la salud en Europa, como se desprende del estudio que ha realizado la organización sueca Acid Rain.

El estudio que cada año elabora a partir de las emisiones de las distintas centrales térmicas europeas, estima que cada una de estas plantas es responsable de una reducción de la esperanza de vida de entre 10.000 y 20.000 años, equivalente a entre 1000 y 2000 muertes prematuras cada año.

Las centrales españolas de: (1) As Pontes (Galicia) y (2)Teruel (Aragón) se encuentran en el primer y tercer lugar, respectivamente, de la clasificación europea de instalaciones más dañinas para la salud de los ciudadanos. Le siguen las de (3) Compostilla ( Ponferrada) y (4) Meirama (La Coruña) en los puestos 20 y 24 de Europa y 3º y 4º de España.

Los datos estimados que aportan para cada una de ellas en orden de Pérdidas económicas por daños medioambientales y muertes anuales atribuidas a sus efectos contaminantes, se estiman respectivamente en: (1), 1.400 M€/año y 1.800 muertes; (2), 700 M€/año y 890 muertes; (3),  350 M€/año y 440 f muertes y (4), 330 M€/año y 420 muertes. El total de centrales térmicas en España es de 22.

Si los costes sanitarios se incluyeran en los costes de generación, el precio por Megavatio hora (Mwh) de la electricidad generada en centrales térmicas de carbón se elevaría de una forma muy importante. Esta organización Sueca, estima como mínimo un 30%, llegando a un máximo de 600%, cifra esta última que aunque desconozco el procedimiento utilizado para su calculo, me parece exagerada. En cualquier caso nada que ver con las estimaciones de precios actuales.  Si se considerasen además, otros costes externos, como los que se refieren a los impactos de cambio climático, acidificación, y ozono troposférico, los precios aumentarían aún más. También  producen emisiones contaminantes por la utilización de carbón las plantes de química inorgánica, refinerías y otras.

La biomasa es el aprovechamiento de la combustión de residuos agrícolas y vegetales, ya sea directamente o tras haber fabricado con ellos los llamados biocombustibles, utilizados por ahora más en el transporte que en las centrales. Su uso, que al principio parecía que aportaría  beneficios de todo tipo, es hoy día muy controvertido. Parece que pueden dar lugar a un aumento del hambre en el mundo ya que cada vez se dedican mayores extensiones a cultivar cereales más apropiados para obtener esos combustibles en detrimento de los dedicados a la alimentación humana.  No conozco estudios serios sobre el tema, pero en lo que respecta a la atmósfera, en contra de lo que se pensó al principio, la combustión de esa biomasa es el producto más contaminante tras el carbón.

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CENTRALES TÉRMICAS EN ESPAÑA

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