Las energías las podemos clasificar de la siguiente manera:
ENERGÍAS RENOVABLES:
Son aquellas energías que proceden de fuentes naturales inagotables mientras exista el planeta Tierra tal y como lo conocemos ahora (sol, viento, calor interno terrestre, mareas y corrientes de agua). Pueden ser de dos tipos.
LIMPIAS, NO CONTAMINANTES o ENERGÍAS VERDES:
No producen ningún daño al medioambiente, y son las que hay que ir potenciando
ENERGIA SOLAR: Procede del sol. Puede ser de varios tipos:
CENTRAL SOLAR DE COLECTORES CILINDRICO-PARABOLICOS
En realidad no es tan sencillo; aparte de calentar el aceite los colectores, tambien suele haber otro sistema calefactor, como p.ej un HTF heater, el cual se llama asi por que utiliza un aceite (fluido de transferencia de calor). Ademas, para enfriar el vapor y condensarlo, usan un dry cooler, como se ve en el siguiente video
CONTAMINANTES: Contaminan el medio ambiente por la produccíón de gases de efecto invernadero
ENERGÍA DE LA BIOMASA: proceden de restos de materia orgánica (BIOMASA) o de los RSU, que proceden de la basura doméstica y lodos de depuradoras. Produce BIOGÁS en los biodigestores o BIODIÉSEL
ENERGÍAS NO RENOVABLES:
Proceden de fuentes de energía que algún día se agotarán con el tiempo (combustibles fósiles ( carbón, petróleo y gas natural) y del uranio y plutonio). Pueden ser también LIMPIAS (energía nuclear) y CONTAMINANTES (energia termica y nuclear).
La ENERGÍA NUCLEAR es limpia, porque no produce ningún gas nocivo para el medioambiente, pero es contaminante porque presenta residuos nucleares difíciles de eliminar, aparte de muy peligrosos (altamente mortales)
Una vez que ya hemos generado la energía de alguna de las múltiples maneras que hemos visto, ya sólo nos queda distribuirla hasta el punto de consumo.
REE (Red eléctrica de España) se encarga de todo lo relacionado con el transporte de dicha electricidad
Proceden de combustibles fósiles, como son el carbón, petróleo y gas natural. Veámos con detalle como se obtiene cada uno de estos combustibles fósiles:
Usado en la producción de energía eléctrica (centrales térmicas) y en la siderurgia (coque permite obtener el acero)
Formación: grandes extensiones de vegetación sepultada en zonas pantanosas, se descompone formando la turba, luego por causa de la P y T se convierte en hulla, lignito y antracita.
SXIII: Primeras extracciones en grandes cantidades del llamado carbón marino, en Escocia, el cual se formaba junto a los acantilados que al ser golpeados por el mar dejaban al descubierto las vetas de carbón. Este carbón se exportaba a Londres principalmente y al resto de ciudades importantes, debido a que las reservas de madera y forestales iban disminuyendo y era necesario un sustituto para satisfacer la demanda
SXIV: Pozos campaniformes: Se excavaba un pozo vertical de unos 10m hasta la veta la cual se excavaba en forma de campana para sacar el carbón y evitar derrumbamientos
SXV: Excavación por galerías: Se seguía la veta excavando túneles apuntalados con pilares
SXVII: Se empiezan a usar carretillas tiradas por animales para sacar el carbón, y sistemas de drenaje para evitar inundaciones, ya que en muchas vetas profundas, había gran cantidad de agua. El sistema de bombeo empleado fue la máquina de vapor de Watt, y más tarde el motor de combustión interna de un cilindro de Lenoir
SXVIII: Hornos: Se empiezan a usar hornos en el fondo de los pozos para solucionar el problema de ventilar las bolsas de metano atrapadas en las vetas de carbón que son altamente inflamables al contacto con el aire. Los hornos funcionan calentando el aire, el cual al ser menos denso sube y sale al exterior, pero peligro de explosión si mucho metano en la mina, por lo que son sustituidos por ventiladores a vapor y luego eléctricos.
Falta de Oxigeno: El ácido carbónico (H2CO3) y el carburo de hidrógeno (metano), hacen disminuir la cantidad de oxígeno, por lo que se empezaron a meter canarios, que eran más sensibles a estos gases que el hombre, para que los detectaran al morir (se les cortaban las patas para evitar confusiones por causa del rigor mortis)
1910: Pero seguían habiendo explosiones por el metano, derrumbes e incendios, por lo que se crea el Departamento Nacional de Minas para mejorar las condiciones de seguridad, entre otros avances, se crean las lámparas de seguridad, cuya llama se pone naranja al detectar metano y se apaga al haber falta de oxígeno, el uso de caliza pulverizada para rociar las minas, dándole el aspecto blanquecino que tienen hoy en día para que absorban el polvo de carbón y acabar así con la antracosis, o la introducción de sistemas mecánicos de carga y extracción de carbón desde el de Francis Joy hasta las actuales máquinas.
SXIX: Minas de superficie: Empiezan a extraerse al ya haber una tecnología suficiente como para crear maquinaria de excavación capaz de hacer grandes desmontes hasta llegar a la veta que se encuentra cerca de la superficie, es un método seguro por ser a cielo abierto, como en Wyoming (la más grande del mundo), aunque la legislación vigente obliga desde hace años a regenerar las condiciones medioambientales iniciales una vez agotada la explotación.
Futuro: Queda carbón como para unos 200 años, por lo que se trata de reducir los efectos nocivos producidos con su quema, como son el S, N, C y Hg. El S y N son los causantes de la lluvia ácida, al combinarse con el O y vapor de agua, y el CO2 del efecto invernadero.
CARBON EN ESPAÑA:
Único combustible fósil del país (no tenemos petróleo ni gas natural, al menos en el territorio peninsular y sin tener en cuenta el que nos viene por el Medgaz desde África). Se extrae en siete CCAA pero esto no es suficiente, y por ello es necesario importar.
Es el encargado de producir la electricidad en las centrales térmicas, por lo que estas suelen estar siempre cerca de una cuenca minera para que sea mas fácil y barato su transporte; una de estas centrales es la de Compostilla, segunda en la producción de electricidad, y también importa carbón, en concreto la mitad del que necesita de Sudáfrica y Ucrania.
Pero el quemar carbón produce como residuo el principal causante del cambio climático, el CO2, por lo que es necesario adoptar técnicas antes del 2020 para reducir las emisiones al 20% y aumentar el papel de las renovables hasta el 20%, bajo pena de multas internacionales, por lo que es más rentable invertir en renovar las obsoletas centrales térmicas a las nuevas tecnologías antes que pagar las sanciones. Tal es el caso de Puertollano, en Ciudad Real, la mayor planta de gasificación de gas en España (en todo el mundo a fecha de hoy solo hay 4 que lo hacen), para ello, utiliza carbón de la cuenca minera próxima y de un residuo solido del petróleo traído de las refinerías llamado coque de petroleo
Se suele utilizar como combustible carbon o derivados del petroleo, como en Canarias, donde usan fuel-gas o diesel-gas. Una vez quemado el carbon para producir calor que caliente el agua para producir vapor que mueva las turbinas que mueven al alternador, las cenizas pasan por un PRECIPITADOR ELECTROLITICO el cual se encarga de atrapar las particulas residuales procedentes de la combustion del carbon para que no salgan al exterior. A continuacion los gases pasan al DESULFURIZADOR en donde se inyecta agua de mar (si es posible, sino se inyecta cal)produciendose una reaccion quimica en donde el azufre es eliminado. A continuacion, los humos estan ya dispuestos para salir por la chimenea al exterior. Las nuevas tecnologias optan por "gasificar el carbon", es decir, enterrar el CO2 en acuiferos salinos o en depositos de petroleo ya explotados para forzar su salida, donde hay cada vez mas proyectos y cuyo pionero fue Noruega en Steipner, como veremos mas adelante
En el caso de Las Caletillas (y cualquier central termica canaria), no tenemos las torres de refrigeracion (11), ya que se usa el mar para proporcionar el agua fria al condensador (7) (en peninsula, esa agua procede de un deposito en la torre de refirgeracion, o de un rio o lago si lo hay cerca)
CO2 enterrado usado para forzar la salida de pozo cercan casi agotado:
Las mayores reservas de arenas petrolíferas del mundo se encuentran actualmente en la zona de los bosques helados de Alberta. Son una mezcla de arena y petróleo llamada bitumen, la cual en estado natural es inservible, pero tratada permite la obtención de petróleo (2 Tm de arena/barril de petróleo), a pesar de que la extracción de un barril de petróleo procedente de arena es 10 veces más cara que la extraída de un pozo petrolífero en estado liquido, pero hoy en día le sale rentable a las compañías petrolíferas, al igual que en los años 70 con la crisis del petróleo
PLATAFORMAS PETROLIFERAS:
Hay dos tipos de plataformas marinas, las que abren el pozo (de perforacion) y las que extraen el crudo (de extraccion). Constan de:
Medio de sujeción al fondo marino: La forma de sujeción al fondo marino, depende de la profundidad, el lugar y la antigüedad de la plataforma, así tenemos:
- Bajas profundidades: Bases de hormigón
- Profundidades medias: Mediante tensores (Ram-Powell, de extracción)
- Altas profundidades: Puedes tener un soporte sobre el que flota la plataforma unido a un sistema de anclajes, ser un barco FPSO o una plataforma SPAR, cilindro de unos 100m que basa su estabilidad en que la ola se va haciendo más pequeña según es más profunda, o el TRUSS-SPAR, que consta de 3 placas horizontales que atrapan el agua entre ellas formando un cilindro liquido que pesa y ayuda así a ahorrar acero
Cubierta: consta de un helipuerto y es el soporte para la torre
Torre: por medio del tubo de perforación, abre el pozo petrolífero o extrae el petróleo
FPSO: Existen dos tipos de barcos petroleros, los FPSO y los Shuttle tanker. Los FPSO son unidades flotantes destinadas a la recepción de petróleo extraído por plataformas de extracción cercanas o bien extraído por ellos mismos y posterior almacenamiento para transferencia a buques petroleros (shuttle tanker). Los FPSO son rentables encampos petroleros pequeños que pueden ser agotados en unos pocos años y no justificar el gasto de instalación de una plataforma petrolera fija, o en alta mar, ya que son faciles de instalar y no requieren de una infraestructura de gaseoductos para exportar petroleo y gas, tambien lo son en la zona de Terranova, dondelas condiciones inóspitas no permiten colocar plantas con seguridad, por lo que la extracción corre a cargo de estos barcos petroleros-plataformas, los FPSO (Floating Production, Storage and Offloading), que pueden huir así de los iceberg desconectando anclajes y tuberías de extracción una vez detectado uno
ORIGENES DE LA GASOLINA
En 1859 se explota el primer pozo petrolífero, propiedad de Edwin Drake en Titusville (Pennsylvania). En aquella época lo único que se aprovechaba del petróleo era el keroseno, para sustituir al aceite de semen de ballena para iluminación por medio de quinqués. Rockefeller se da cuenta del negocio y empieza a comprar todas las pequeñas refinerías privadas que existían, creando un imperio y fundando la Standar Oil Co, que mas tarde seria disgregada por orden del presidente Roosvelt en otras compañías, como la Esso, Exxon o Mobil; en 1880, el 90% del refino de petróleo era propiedad suya, pero Edison con el descubrimiento de la bombilla apago el negocio del keroseno. Pero el negocio del automóvil estaba en auge, y con el descubrimiento del motor de combustión interna, aquel liquido despreciado en sus orígenes, empezó a ser el motivo de un nuevo negocio, el de la gasolina. En 1913 se crea la primera gasolinera en Pittsburg
Una vez descargado el petróleo en los tanques de la refinería, comienza el proceso de destilación, que consiste en separar los componentes según sus diferentes puntos de ebullición. El crudo se calienta en un horno hasta una temperatura de unos 360ºC y posteriormente se introduce en una torre de fraccionamiento, llamada CADU (Crude Athmospheric Destilation Unit), donde los productos más ligeros (gases (de los cuales se obtendrán los GLP butano y propano) y naftas (de las cuales se obtendrán las gasolinas)) ascienden hasta la parte superior de la misma. El queroseno y los gasóleos se obtienen de la zona central de la columna. Por la parte inferior sale el producto de mayor densidad, el fuel (residuo)
El ultimo de los combustibles fosiles que nos queda por tratar, es el gas natural. Puede encontrarse en la parte superior de los yacimientos de petroleo o bien en grandes bolsas independientes. El mayor productor es Rusia, seguido de EEUU y la UE. Produce mucho menos CO2 que el petroleo o carbon y el Kwh sale el 25% mas barato, por lo que hay en proyecto en Canarias dos plantas de regasificacion, la del Puerto de Arinaga y Puerto de Granadilla, en donde el gas natural seria traido licuado hasta alli en barcos LNG (solo hay unos 200 en el mundo) en donde seria descargado por gaseoductos y regasificado para su posterior traslado en camiones o por gaseoductos hacia las viviendas para su posterior uso en agua caliente, calefaccion o cocinar o ser usado en las dos CGCC que estan en proyecto en ambos poligonos para producir energia electrica, aunque a el monstruo del sebadal no le haga ninguna gracia
Como ejemplo de planta regasificadora, vemos una animacion de la de El Musel, que esta todavia en construccion
El gas natural se puede comprimir, obteniendo el GNL (LNG) y GNC: El gas natural licuado (GNL) es gas natural que ha sido procesado para ser transportado en forma líquida. Es la mejor alternativa para sitios apartados, donde no es económico llevar el gas directamente por gasoducto, ya que las distancias son enormes. El gas natural es transportado entonces como líquido a presión atmosférica y a -161 °C donde la licuefacción reduce en 600 veces el volumen del gas, lo cual facilita su traslado por medio de buques, dado que a la temperatura ambiente y a la presión atmosférica ocupa un volumen considerable.
Veamos como funciona una planta de licuefaccion de gas natural:
El gas natural se puede comprimir sin llegar a licuarse formando el GNC y es usado como combustible en vehículos. El primer buque para GNC está siendo construido desde 2006, el cual consta de unos contenedores llamados Coselles, en donde se enrolla una tubería de 16 Km. de pequeño diámetro en forma de espiral, donde se almacena el gas a alta presión. La importancia de esta tecnología radica en que permite el abastecimiento de gas natural a mercados sin servicio cuya demanda no justifica la inversión en proyectos de gas natural licuado, proyectos que requieren de una gran inversión en la construccion de gaseoductos o plantas regasificadoras; no obstante, el GNC tambien puede ser transportado en forma de LNG y luego regasificarse para comprimirse en el surtidor correspondiente para su uso en automocion, como se ve en este ejemplo
ALMACENAMIENTO SUBTERRANEO DE GAS NATURAL:
El almacenamiento subterráneo de gas natural es una industria creciente que ayuda a los proveedores de gas a satisfacer la demanda fluctuante; en verano que es cuando la demanda es menor, se almacena, y en invierno que suele aumentar su demanda por calefacciones, se extrae. En el mundo hay 627 de estos almacenamientos, habiendo en España solo uno bajo fondo marino, el de Gaviota, y el de Yela esta en proyecto.
El yacimiento Sleipner (descubierto en 1974) se encuentra en el Mar del Norte, aproximadamente 250 kilómetros al oeste de Stavanger, Noruega. Es operado por Statoil, la mayor compañía petrolera de Noruega. El yacimiento Sleipner produce gas natural a aproximadamente 2500 m (8000 pies) por debajo del nivel del mar.
El gas natural es una mezcla de gases. Habitualmente contiene al menos un 90% de metano más otros hidrocarburos tales como el etano y el propano. El gas natural a menudo también contiene gases como el nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono, compuestos de azufre y agua. El gas que contiene pequeños volúmenes de estas impurezas puede utilizarse como combustible, pero el gas con altas concentraciones de impurezas no puede ser consumido de manera eficiente y segura.
El gas natural producido en Sleipner contiene niveles inusualmente elevados (casi un 9%) de dióxido de carbono (CO2) pero los clientes que compran gas de Statoil necesitan menos del 2.5%.
Se ha construido una plataforma especial, la Sleipner-T, para soportar una planta de tratamiento de 20 metros de altura y 8.000 toneladas que separa el CO2 del gas natural. La planta Sleipner-T produce casi un millón de toneladas de CO2 al año que son enterradas a 800 m profundidad en el acuifero salino Utsira
Snohvit:
Durante el verano de 2007 comenzó la explotación de un yacimiento de gas, cerca de Hammerfest, en el mar de Barents. Se trata del yacimiento de Snohvit, 193.000 millones de m3 de gas natural, a 143 km de la costa. Por gasoducto el gas se traslada a Hammerfest. El gas es en gran parte metano, mezclado con propano y butano. Contiene de 5 a 8% de CO2, que hay que retirar del gas natural.
El CO2 por un gasoducto es reenviado a la isla de Snohvit. Allí es reinyectado a 74 bars de presión, pero no en el yacimiento de gas, sino en un acuífero salino, a 2.500 m de profundidad. En la isla quedarán sepultadas cada año 750.000 Tm de CO2.
Medgaz es un gaseoducto submarino de gas natural que está proyectado entre Argelia y España. El gaseoducto empezará en el campo de Hassi R'mel en Argelia y la primera parte del tubo llegará hasta el puerto de Beni Saf. El tramo submarino por tanto empezará en Beni Saf y volverá a tocar tierre en la playa del Perdigal en la costa española de Almería. Allí se conectará con el existente gaseoducto Almería-Albacete.
La longitud de la sección por tierras argelinas es de 547 kilómetros, mientras que la sección submarina medirá alrededor de 200 kilómetros. El diámetro inicial del tubo de 48 pulgadas en tierra y de 24 pulgadas bajo el mar, teniendo una capacidad de 8 bcm de gas natural al año. El coste total del proyecto serán 900 millones de euros, incluyendo los 630 millones de la sección submarina.
La preparación del proyecto de Medgaz empezó en 2001 con la fundación de la compañía Medgaz. El estudio de viabilidad se llevó a cabo entre 2002 y 2003. La construcción empezó a finales de 2006
El accionariado de Medgaz se compone de las siguientes empresas:
El Castoro Sei mide 152 metros de eslora, 70,5 metros de manga y tiene una altura de 30 metros. Está especializado en la soldadura y montaje de tuberías
La Saipem 7000 es la 2ª mayor grua marina del mundo, encargada de montar el Medgaz
La energia nuclear que hoy en dia utilizamos procede de la fision atomica de atomos de uranio o plutonio; la fusion nuclear todavia esta en desarrollo. Las energia nuclear se produce en las centrales nucleares, la mayoria de ellas de tipo PWR, ya que son mas seguras por tener el circuito primario independiente del secundario, evitando asi el riesgo de contaminacion radiactiva. El problema de los residuos ya esta aqui, por lo que ahora mismo esta en proceso la busqueda para el emplazamiento en España del ATC que acogera a todos estos residuos.
