EL CARBÓN: COMBUSTIBLE MORTAL

El carbón fue el primer combustible mineral que la humanidad comenzó a explotar industrialmente. Se produce a lo largo de decenas de millones de años por la descomposición anaeróbica de plantas y árboles, al ser cubiertos por el agua y luego sepultados por sedimentos.

Primero se forma la turba en los pantanos, luego por compresión y aumento de la temperatura (100° C) la turba va perdiendo los elementos volátiles, como el agua, y lentamente se transforma en lignito, un carbón mineral blando donde todavía se pueden reconocer formas vegetales, con entre un 60% y 75% de carbono y un poder calórico bajo (entre 10 y 20 MJ/kg) (Wikipedia). Si la mineralización continúa aparece la hulla, con entre un 45% y un 85% de carbono.

Finalmente, tras unos 250 millones de años de presiones subterráneas y altas temperaturas, se forma la negra y brillante antracita, que tiene hasta un 95% de carbono. Es de difícil ignición aunque de un alto poder calórico con entre 23 y 33 MJ/kg.

Proceso geológico de carbonificación. Autor: J. Angel Menéndez.

A través de este proceso, se enterraron enormes cantidades de carbono en las profundidades, carbono que alguna vez formó parte del CO2 de la atmósfera de la Tierra y que los vegetales capturaron para formar sus tejidos a través de la fotosíntesis. Al captar el CO2 del aire, sacuestrando el carbono y liberando el oxígeno, la vegetación ha permitido que la Tierra tenga una atmósfera liviana y rica en oxígeno, lo que ha permitido el desarrollo de la vida en la Tierra. (Parte del oxígeno liberado por la vegetación y las algas fotosintetizadoras del mar es transformado en la alta atmósfera en ozono, que forma un filtro que impide el paso de gran parte de la radiación UV del Sol, que de otra manera llegaría hasta el suelo esterilizándolo).

La formación del carbón comenzó en el Período Carbonifero, entre 360 millones y 290 millones de años atrás.

Cuando se quema carbón o derivados del petróleo para producir energía, se libera a la atmósfera el carbón secuestrado hace cientos de millones de años, alterando la composición atmosférica y el equilibrio alcanzado luego de millones de años de evolución de la naturaleza, y que permitió la aparición del ser humano en el mundo.

El carbón es el más sucio de todos los combustibles ya que genera la mayor cantidad de CO2 por kilo quemado. No sólo produce CO2, sino también grandes cantidades de dióxido de sulfuro (SO2). El carbon reacciona también con el nitrógeno e hidrógeno del aire para formar HCN y nitrato de sulfuro (SNO3), elementos muy tóxicos.

Su combustión también genera lluvia ácida de dos formas, tanto por el SO2 que reacciona con el oxígeno del aire para formar SO3, que a su vez reacciona con las moléculas de agua en la atmósfera para formar ácido sulfúrico, como cuando las moléculas de CO2 reaccionan con el agua para formar ácido carbónico (h5CO3). Aunque es posible reducir el SO2 en la planta, el ácido carbónico es mucho más difícil de prevenir.

A pesar de las advertencias sobre el calentamiento global que genera su combustión, el consumo de carbón aumenta rápidamente, el 2006 tuvo un 8,8 % de incremento sobre el 2005 y un 92% de aumento en los últimos 25 años.

Producción Total de Carbón

2006: 5.370 Millones de toneladas (Mt)
2005: 4.934 Mt
1996: 3.734 Mt

Los mayores productores de carbón bituminoso y antracita del mundo (2006)

Pais Producción*
República Popular China 2.482 Mt
Estados Unidos de América 990 Mt
India 427 Mt
Australia 309 Mt
Suráfrica 244 Mt
Rusia 233 Mt
Indonesia 169 Mt
Polonia 95 Mt
Kazakhstan 92 Mt
Colombia 64 Mt

Según el Instituto Mundial del Carbón, el carbón provee el 25% de las necesidades de energía primaria del mundo, con lo que se genera el 40% de la electricidad del planeta.

Consumo de energía primarias y generación de electricidad en el mundo


TRANSFORMANDO EL CARBÓN EN ELECTRICIDAD

Para utilizar la energía atrapada en el carbón para producir electricidad, se pulveriza y quema en hornos que calientan estanques de agua que es transformada en vapor. Este vapor es posteriormente utilizado para hacer girar turbinas conectadas a generadores de electricidad.

En el proceso se pierde la mayor parte de la energía del carbón como calor. Las turbinas más eficientes construidas actualmente son capaces de transformar sólo el 35% de en electricidad, el 65% restante se pierde, se habla de una eficiencia energética del 35%, en las turbinas más antiguas es de un 30% o menos.

Las centrales eléctricas obtienen unos 2 kWh por kilógramo de carbón. Como quemar 1 kg de carbón produce 1,83 kg de CO2, podemos afirma que por cada kwh estas centrales producen 0,915 kg de CO2 (0,254 kg CO2/MJ).

El petróleo genera 890 g CO2/kWh y el gas natural 600 g CO2/kWh. Las emisiones de las centrales nucleares, plantas hidroeléctricas y de energía eólica son del orden de las 6 g CO2/kWh.
(Datos de la U.S. Energy Information Agency, citado por Wikipedia).

Los combustibles fósiles no tienen nada de fósiles, ya que si lo fueran carecerían de carbono y capacidad calórica. Un organismo se fosiliza cuando sus moléculas de carbón son reemplazadas por minerales en un proceso que puede durar millones de años.


ACCIDENTES FATALES EN MINAS DE CARBÓN EN CHINA (Publicado 18 Dic. 2007)

Año Cantidad total de accidentes en minas de carbón Número total de muertos
2000 2,863 5,798
2001 3,082 5,670
2002 4,344 6,995
2003 4,143 6,434
2004 3,639 6,027
2005 3,341 5,986
2006
4.700

Boletín del Trabajo en China

EL CARBÓN SERÁ AL 2020, LA PRIMERA FUENTE DE ENERGÍA DE CHILE

A pesar de todas las palabras de buena crianza, para el 2020, el carbón será la principal fuente de generación eléctrica en Chile con un 36% de la matriz. Este combustible fósil es el más negativo de todos para el medio ambiente.

(26 Agosto, 2008 - Estrategia) Un 36,2% de la matriz energética del país, incluyendo los Sistemas Interconectado Central y del Norte Grande, SING y SIC, respectivamente, dependerá del carbón al 2020, creciendo 20,35 puntos porcentuales en comparación con el 15,84% que representa actualmente y convirtiéndose así en la principal fuente de generación eléctrica nacional; según la proyección realizada por la Comisión Nacional de Energía.

Asimismo, en segundo lugar se ubicará el gas representando un 26,25%, aunque anotando una caída de 9,81 puntos porcentuales si se compara con el 36,06% que constituye actualmente.

La principal fuente energética del país hoy, la hidroenergía, se ubicará en tercer lugar en 2020 según lo proyectado, utilizando un 24,38% de la generación del SING y SIC, lo que equivale a una caída de 12,65 puntos porcentuales. Por otra parte, el petróleo, que actualmente representa el 8,49% de la matriz nacional, se instalará como la cuarta fuente energética al 2020, con un 7,98%, anotando una baja en torno a medio punto porcentual.

Igualmente, las energías renovables no convencionales (ERNC) se mantendrían en penúltimo lugar de las fuentes energéticas del país, representando un 2,95% de la matriz a 2020, disminuyendo levemente en 0,37 punto porcentual.

Finalmente el gas naturaL licuado (GNL) sería la menor fuente, con un 2,25% de la matriz.

( 5 Enero 2008 - publicado La Tercera 10 Dic. 2007) Las emisiones contaminantes de las fábricas chinas que utilizan carbón, así como la de las plantas de electricidad térmicas que utilizan este mineral, tardan entre cinco y 10 años en llegar a Estados Unidos, como una tormenta que avanza muy lentamente.

Al llegar, se hacen evidentes en el mercurio hallado en la carne de los bagres y truchas del Río Willamette, en el estado occidental de Oregón. Aumentan también la incidencia de los cielos nublados y elevan los niveles de ozono en el aire.

Y en el trayecto, agravan la lluvia ácida en Japón y Corea del Sur, y causan problemas de salud en varios lugares desde Taiyuan, China, hasta Estados Unidos.

El carbón, barato y abundante, se ha convertido en el combustible preferido en buena parte del mundo, y ha propulsado el auge económico en China e India, que ha sacado de la pobreza a millones de personas. La demanda mundial se incrementaría aproximadamente en 60% hacia el 2030, a unos 6.900 millones de toneladas al año, y buena parte del combustible se dirige a plantas generadoras de electricidad.

Pero el aumento en la combustión del carbón está agravando también el recalentamiento global, y se le vincula a problemas ambientales y de salud, que van de la lluvia ácida al asma. La contaminación del aire mata prematuramente a más de 2 millones de personas, según la Organización Mundial de la Salud.

"Por mucho, el carbón es el contaminante más sucio", dijo Dan Jaffe, científico atmosférico en la Universidad de Washington, quien ha detectado emisiones procedentes de Asia al realizar investigaciones en el Monte Bachelor de Oregón y en el Pico Cheeka, del estado de Washington. "Bajo todos los parámetros, se trata de un combustible muy malo".

Para entender plenamente el conflicto sobre el carbón, hay que echar un vistazo a Taiyuan y a la provincia circundante de Shanxi, la mayor región carbonífera de China -y una de las más contaminadas-.

De la noche a la mañana, el carbón ha convertido a los agricultores pobres de esta ciudad de 3 millones de habitantes en millonarios que conducen su auto Mercedes y que son llamados despectivamente "baofahu" o nuevos ricos.

Los hoteles deslumbrantes muestran trozos de carbón en el vestíbulo, y los centros comerciales promueven varias marcas de célebres diseñadores de modas, desde Versace hasta Karl Lagerfeld. Los precios de los bienes raíces se han duplicado, según los residentes, y por toda la región se ven grúas gigantescas utilizadas en la construcción.

Un museo en Taiyuan está dedicado a la industria carbonífera. Entre las fotos de mineros sonrientes, se presenta al carbón como la base del desarrollo económico nacional, que ha hecho posible desde la construcción de vías férreas hasta la fabricación de productos para el cuidado de la piel.

"Hoy, el carbón ha penetrado cada aspecto de la vida de la gente", señala el museo en uno de sus carteles. "No podemos vivir cómodamente sin carbón".

http://www.circuloastronomico.cl/energia/carbon.html