AMBIENTE DURABILIDAD

COSTE DOCILIDAD RESISTENCIA TEMPRANA RESISTENCIA NOMINAL CEM III CEM IV CEM I AMBIENTE DURABILIDAD COSTE DOCILIDAD RESISTENCIA TEMPRANA RESISTENCIA NOMINAL CEM III CEM IV CEM I

las partículas hacia las bandejas donde se acumulan. Estas partículas reciben el nombre de cenizas volantes. Las cenizas volantes es el subproducto mayoritario, su porcentaje varía entre el 80-90%, mientras que la cantidad de cenizas de fondo o de cenicero varía entre el 10-20%.

El vapor de agua generado en la caldera acciona los álabes de las turbinas de vapor (9) haciendo girar el eje de estas turbinas que se mueve solidariamente con el rotor del generador eléctrico (12). En el generador, la energía mecánica rotatoria es convertida en electricidad de media tensión y alta intensidad. Con el objetivo de disminuir las pérdidas del transporte a los puntos de consumo, la tensión de la electricidad generada es elevada mediante un transformador (13), antes de ser enviada a la red general mediante las líneas de transporte de alta tensión (14). Después de actuar las turbinas, el vapor de agua se convierte en líquido en el condensador (10). El agua que refrigera el condensador proviene de un río o del mar, y puede operar en circuito cerrado, es decir, transfiriendo el calor extraído del condensador a la atmósfera mediante torres de refrigeración (11) o, en circuito abierto, descargando dicho calor directamente a su origen.

Existen nuevas tecnologías como la utilización de calderas de lecho fluidizado en las que el carbón se quema en un lecho de partículas inertes (por ejemplo, del propio combustible, sus cenizas y un absorbente alcalino, generalmente piedra caliza), a través de las que se hace circular una corriente ascendente de aire que mejora la combustión. Ejemplos de este tipo de tecnología lo representan las centrales termoeléctricas de la Pereda (HUNOSA) en Asturias (lecho fluido circulante), Escatrón (EÓN) en Zaragoza (lecho fluido a presión). Otra alternativa a la combustión del carbón es su gasificación, utilizando la tecnología de gasificación de carbón y ciclo combinado integrado (GICC), que consta de una unidad de gasificación que utiliza como combustible una mezcla al 50% de carbón y coque de petróleo. Los gases generados se utilizan para alimentar un sistema de ciclo combinado, el cual combina una turbina de gas que aprovecha directamente los gases generados por la combustión del gas natural mezclado con aire, con una turbina de vapor que aprovecha los gases de la turbina de vapor. La primera central española con este tipo de tecnología es la central termoeléctrica de Elcogás (ENDESA) en Ciudad Real.

La situación de las centrales termoeléctricas de carbón en España y el tipo de carbón que consumen se indican en la Figura 1.20. Los carbones minerales se clasifican de acuerdo a su contenido de carbono y poder calorífico. La antracita y los carbones bituminosos o carbones minerales son el tipo de carbón con más porcentaje de carbono (95%) y más poder calorífico (aproximadamente 8000 kcal/kg), les siguen la hulla, el lignito y carbones subbituminosos.

Figura 1.20 Centrales termoeléctricas de carbón en España.

1.7 Marco energético mundial y español

Según el Informe 164 del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre Cambio Climático de la ONU (IPCC, 2011), con relación al panorama energético mundial que afectará a la producción futura de las cenizas provenientes de las centrales termoeléctricas de carbón, hay que tener presente que la ONU ha diseñado una hoja de ruta para dar el salto a las energías renovables. En este sentido, el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC) plantea que un 77% de la energía venga de fuentes limpias en 2050: sol, viento, agua y biomasa (IPCC, 2011; IRENA, 2011). El objetivo es ambicioso y poco realista para algunos países, pero marca la hoja de ruta del sector energético mundial. Las fuentes de energía renovables cubrieron el 12,9% de la demanda global de energía en 2008, según la ONU. La bioenergía fue la más importante (10,2%), seguida por la hidroeléctrica (2,3%), la eólica (0,2%), geotérmica y solar (0,1%). La eólica creció un 30% en 2009 y un 3% la hidráulica. Pero la que más creció en todo el mundo fue la generación de energía fotovoltaica, un 50%. La termosolar lo hizo un 20%, mientras que el biodiésel subió un 10% y la geotérmica un 4%. Sin embargo, la ONU estima que sólo se utiliza el 2,5% de su potencial. Los combustibles fósiles (el carbón, el petróleo y el gas natural) representan el 85%, y son responsables del 60% de las emisiones de gases de efecto invernadero. La generación de energía eléctrica y térmica son las responsables del 42% de las emisiones globales de CO2 en 2011, es decir de casi dos terceras partes, siendo el carbón el

En el ámbito europeo, la Comisión Europea lanzó en el año 2009 una propuesta integral de acción climática denominado “El Paquete de Energía y Cambio Climático” que establece las bases para que los países miembros de la Unión Europea alcancen un triple objetivo para el año 2020, que consiste en la reducción de los gases de efecto invernadero (GEI) en un 20% con respecto a los valores del año 1990, aumento de la eficiencia energética en un 20% y una contribución de las energías renovables del 20%. Cada Estado miembro deberá notificar a la Comisión Europea (CE), en 2010, un Plan de Acción Nacional de Energías Renovables para el periodo 2011-2020. En el caso de España este plan lo constituye el Plan de Energías Renovables (PER) 2011-2020.

En el año 2012, la producción eléctrica de España por tipos de fuentes de energía, provino en un 31,6% de energías renovables, un 20,6% de energía nuclear, un 19,4% procede del carbón, el 25% del gas natural y un 3,3% del petróleo. Con respecto al año 2007 (Figura 1.21). Se observa un aumento de la producción de electricidad a partir de energías renovables, siendo la que más aumenta la energía eólica y una disminución de la producción de elecricidad a partir del carbón.

Figura 1.21 Estructura de la producción eléctrica en España por fuente de energía entre 2007- 2012 (fuente: UNESA, 2012) 20,60% 17,60% 24,70% 30,70% 6,40% 2007 Renovables Nuclear Carbón Gas Natural Productos petrolíferos 31,60% 20,60% 19,40% 25,10% 3,30% 2012 Renovables Nuclear Carbón Gas Natural Productos petrolíferos

1.8 Producción de subproductos de la combustión del carbón

(CCPs)

El carbón sirve como combustible para generar el 40% de la electricidad que se produce en el mundo. La generación eléctrica con carbón en algunos países supera dicha media, alcanzando el 84% en Australia, el 78% en China y el 50% en Estados Unidos. Sin embargo, en Europa, hay una clara tendencia descendente.

Las Figuras de la 1.22 a la 1.24 presentan datos estadísticos de la producción de subproductos de la combustión del carbón (CCPs) en centrales térmicas en Europa y de su utilización en la construcción según la Asociación Europea para el Uso de Subproductos procedentes de Centrales Térmicas (ECOBA). En 2003, la producción los subproductos procedentes de la combustión de carbón fue de unos 65 millones de toneladas anuales en la Europa de los quince (EU 15) y de unos 100 millones de toneladas de CCPs en la Europa de los veintisiete (EU 27). En 2007 estos mismos valores fueron de 61 millones de toneladas (EU 15) y 100 millones de toneladas (EU 27).

Las cenizas volantes representan el mayor volumen de CCPs, el 68,5% de la producción de un total de 55 millones de toneladas en 1999 y el 68,3% de 61 millones de toneladas en 2007 (Figura 1.22). El 47% de las cenizas volantes se utilizaron en 2007: como adición al hormigón (30%), materia prima de cementos (27%), construcción de carreteras (19 %) y cementos de adición (14,5 %), entre otros usos (Figura 1.23). En el año 2009, la utilización de los CCPs como adición al hormigón ha aumentado al 35,8%, y la adición al cemento al 15,1%, sin embargo ha disminuido su utilización como material prima del clínker de cemento (17,7%).

PRODUCCIÓN DE CCPs EN 2007 (EU-15): 61 MM toneladas

CENIZAS VOLANTES 68% CENIZAS DE FONDO 9% SDA 1% YESO FGD 18% ESCORIA DE CALDERA 2% CENIZA FBC 2%

Figura 1.22 Producción de CCB’s en Europa-EU15 (fuente: ECOBA, 1999 y 2007).

UTILIZACIÓN DE CENIZAS VOLANTES EN 2007 (EU-15):