TEMA 6. RECURSOS
ENERGÉTICOS
TEMA 6. RECURSOS ENERGÉTICOS
Energías
convencionales
renovablesNoRenovables
-Carbón Petróleo
Gas natural Nuclear
TEMA 6. RECURSOS
ENERGÉTICOS
CARBÓN
El carbón se origina a partir de restos vegetales
acumulados bien en zonas pantanosas con circulación de
agua restringida, bien en lagunas o deltas enterrados
posteriormente por arcillas . En cualquiera de ambos
casos los residuos orgánicos quedan protegidos de la
atmósfera, si el oxígeno se agota la digestión bacteriana
es anaerobia y prosigue hasta transformar la materia
vegetal en una masa gelatinosa de turba.
UTILIZACIÓN DEL CARBÓN
El carbón continúa teniendo una notable relevancia
dentro del consumo mundial ya que actualmente
cubre en torno al 25 % de la demanda energética
mundial, situándose todavía como la segunda fuente
primaria, únicamente superada por el petróleo, pero
aventajando al gas natural, a la energía nuclear y a la
hidroelectricidad. Sin embargo, este relevante papel
no debe enmascarar el continuo declive que el carbón
viene experimentando desde poco después de la
Primer Guerra Mundial. En consecuencia, el carbón
acumula dentro de la estructura energética mundial
dos características de distinto signo: es muy
UTILIZACIÓN DEL CARBÓN
Aunque el carbón se emplea en usos industriales o
en siderurgia, el principal empleo actual del carbón
es como
combustible para producir electricidad
en centrales térmicas.
En el caso del lignito – la variedad de menor valor
comercial- este uso es prácticamente el único,
CENTRALES TÉRMICAS
1. Cinta transportadora 2. Tolva 3. Molino 4. Caldera 5. Cenizas 6. Sobrecalentador 7. Recalentador 8. Economizador
9. Calentador de aire 10.Precipitador
11.Chimenea
12.Turbina de alta presión
13.Turbina de media presión
14.Turbina de baja presión
15.Condensador 16.Calentadores
17.Torre de refrigeración 18.Transformadores
Ventajas de la utilización del
carbón
Es el combustible fósil más abundante, pues
hay reservas mundiales para más de 200
años.
Tiene un gran poder calorífico.
La tecnología necesaria está muy
Inconvenientes de la
utilización del carbón
Aparte de ser un recurso no renovable, el principal
inconveniente es su elevado poder de contaminación en, prácticamente, todas las etapas de su ciclo de vida .
En su extracción se produce emisión de partículas a la
atmósfera; lixiviados, escorrentías e infiltraciones con incidencia en los acuíferos y en las aguas superficiales; ocupación de terrenos; contaminación de suelos y
contaminación acústica y visual .
En su combustión se producen partículas y cenizas, CO2,
NOx y SO2, este último debido a las impurezas de azufre. Por tanto responsable del Cambio Climático, las Lluvias ácidas, etc.
Por último, en las centrales termoeléctricas puede producir
PETRÓLEO
Aunque durante cierto tiempo se ha
especulado sobre el posible origen del petróleo, hoy está fuera de toda duda su origen orgánico, al comprobarse la
presencia de restos indiscutibles de materia orgánica y, sobretodo, la de bacterias asociadas a yacimientos petrolíferos, que indican reacciones
bacterianas anaerobias a partir de restos animales y vegetales.
Al aumentar la profundidad de
enterramiento, los hidrocarburos se hacen más ligeros y móviles,
Trampas
petrolíferas
En la mayoría de los casos, la migración tropieza con barreras que impiden su paso a zonas superficiales, produciéndose entonces la acumulación en las llamadas trampas
petrolíferas. Los hidrocarburos gaseosos se acumulan en la parte alta de las trampas, después aparece el petróleo y debajo agua salada (resto del agua marina que
impregnaba la roca madre). Para la formación de un yacimiento de petróleo, el parámetro fundamental es la naturaleza de la roca
almacén, que debe tener condiciones mínimas de porosidad y permeabilidad para contener petróleo y permitir su movimiento. Además, para que un yacimiento se conserve, es necesario que exista una cobertera de
El petróleo como recurso
Es por la aplicación de los procesos de refinación que se
pueden poner a disposición del consumidor una amplia gama
de productos comerciales:
a)
Energéticos: Combustibles específicos para los transportes,
la agricultura, la industria, la generación de corriente eléctrica
para uso doméstico.
b)
Productos especiales: Lubricantes, parafinas, asfaltos, grasas
para vehículos, construcción y uso industrial.
Ventajas del petróleo
La extracción de petróleo es más fácil que
la de carbón.
Tiene también mucho menos coste social.
Los combustibles que se obtienen son de
Inconvenientes del
petróleo
Es un recurso no renovable, su uso excesivo como combustible
acarreará el agotamiento de sus reservas, perdiéndose una fuente de materiales fundamentales para la industria muy difícilmente
sustituibles.
Los derivados de la extracción y, sobre todo, del transporte, que
originan graves impactos en la hidrosfera debido a la limpieza de los grandes petroleros y a los accidentes (Prestige); y en la geosfera y atmósfera, por la rotura de oleoductos y los incendios de pozos petrolíferos.
Su combustión produce contaminación atmosférica, incrementando el
C02, los NOx, el S02 y las partículas en suspensión. Esto implica Cambio Climático, Lluvias ácidas, etc.
Su valor estratégico como producto indispensable para la economía
Gas natural
El gas natural se encuentra en los yacimientos acompañado de otros hidrocarburos, que se aprovechan en los procesos de extracción y en el procesamiento de los productos
principales.
Usos del Gas natural
Producción de energía eléctrica en centrales
térmicas.
Calefacciones domésticas e industriales.
Cocinas.
Transporte.
Usos industriales:
Cerámica: en hornos.
Industria del vidrio.
Industria textil: se utiliza para el acabado de las fibras, este proceso
requiere mantener una presión constante del gas natural.
Industria química: se considera como una de las materias primas
básicas para las síntesis químicas industriales más importantes.
Industria del cemento: consume una considerable cantidad de
Ventajas de la utilización del
Gas natural
Extracción fácil.
Transporte por gaseoductos (fuerte inversión pero
bajo riesgo de accidentes) o licuado en barcos
(menor riesgo que los petroleros).
Mayor poder calorífico que el carbón y el petróleo.
Inconvenientes de la
utilización del
Gas natural
Recurso no renovable.
Aunque es menos contaminante que el carbón y el
petróleo (no contiene azufre y libera menos G.E.I.
por termia generada), también produce CO
2y NO
x.
En caso de accidente en su almacenamiento o
ENERGÍA NUCLEAR
(FISIÓN)
La base de la energía
nuclear de fisión es una
reacción en cadena iniciada por la división de un núcleo de uranio-235 al ser
impactado por un neutrón que lo divide en dos núcleos más ligeros (krypton y bario), liberándose energía y
ENERGÍA NUCLEAR (FISIÓN)
Para evitar que la reacción
sea peligrosamente rápida,
se introduce un
“moderador” entre el
combustible para “absorber”
gran parte de los neutrones
y “enfriar” la reacción. Este
moderador suele ser agua,
pero también se utiliza
ENERGÍA NUCLEAR (FISIÓN)
1. Edificio de contención primaria 2. Edificio de contención secundaria 3. Tuberias de agua a presión
4. Edificio de turbinas 5. Turbina de alta presión 6. Turbina de baja presión 7. Generador eléctrico 8. Transformadores 9. Parque de salida 10. Condensador
11. Agua de refrigeración 12. Sala de control
13. Grua de manejo del combustible gastado
14. Almacenamiento del combustible gastado
15. Reactor
VENTAJAS
DE LA ENERGÍA
NUCLEAR (FISIÓN)
Alto poder energético
: 1 kg de Uranio equivale a
3000 toneladas de carbón..
Elevadas reservas
: mucho mayores que las de
combustibles fósiles.
No generan contaminantes atmosféricos
: CO
2
,
SO
xo NO
x, etc. No contribuyen por tanto al efecto
invernadero antropogénico, las lluvias ácidas, el
agujero de la capa de ozono, etc.
Diversifica las fuentes de energía
: en los países
INCONVENIENTES
DE LA
ENERGÍA NUCLEAR (FISIÓN)
Posibles escapes o accidentes
: el
26/04/86 en chernobyl (Ucrania) hubo un
accidente que provocó miles de muertos,
300.000 evacuados y unos diez millones
de afectados. Entre un 15 y un 20% de los
terrenos agrícolas y bosques de
Bielorrusia no podrán ser utilizados en los
próximos 100 años. Algunos autores
INCONVENIENTES
DE LA
ENERGÍA NUCLEAR (FISIÓN)
Favorece la industria armamentista
: el plutonio que se
genera en las centrales sirve para construir bombas.
Aumenta las desigualdades entre países
desarrollados y en vías de desarrollo
: estos últimos
tienen las mayores reservas pero carecen de la
tecnología necesaria.
Peligro potencial de tráfico de combustibles y de
INCONVENIENTES
DE LA
ENERGÍA NUCLEAR (FISIÓN)
Elevados costes de construcción y
mantenimiento
.
Elevados costes de desmantelamiento
.
Residuos nucleares
.
Incrementa la temperatura del agua del
ENERGÍA NUCLEAR
(FUSIÓN)
La fusión nuclear es la unión de dos
núcleos ligeros para dar otro núcleo más pesado, todo ello acompañado de una enorme liberación de energía.
Para que la unión suceda, los núcleos ligeros, con carga eléctrica positiva, se deben aproximar a distancias
extremadamente cortas. Ahora bien
sabemos que dos cargas de igual signo se repelen tanto más cuanto más cerca estén una de otra. Para acercar un núcleo al otro suficientemente deben tener una enorme velocidad, como sucede cuando están a muy alta temperaturas.
VENTAJAS
DE LA ENERGÍA
NUCLEAR (FUSIÓN)
Ausencia de residuos radioactivos directos al
final de la reacción.
Son necesarias minúsculas cantidades del
INCONVENIENTES
DE LA
ENERGÍA NUCLEAR (FUSIÓN)
El propio reactor al absorber los neutrones
liberados se puede transformar en radioactivo.
El tritio usado como combustible presenta
problemas de radioactividad (aunque a los 12
años desaparece) por lo que se debe fabricar en
el mismo reactor para evitar escapes, con el
TEMA 6. RECURSOS
ENERGÉTICOS
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
La función de una central hidroeléctrica es
utilizar la energía potencial del agua
almacenada y convertirla, primero en energía
mecánica y luego en eléctrica
.Un sistema de captación de agua provoca un
desnivel que origina una cierta energía potencial acumulada. El paso del agua por la turbina
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
1. Agua embalsada 2. Presa
3. Rejas filtradoras 4. Tubería forzada
5. Conjunto de grupos turbina-alternador 6. Turbina
7. Eje
8. Generador
ENERGÍA
HIDROELÉCTRICA
VENTAJAS
DE LA ENERGÍA
HIDROELÉCTRICA
No requieren combustible, sino que usan una forma renovable
de energía, constantemente repuesta por la naturaleza de manera gratuita.
Es limpia, pues no contamina ni el aire ni el agua.
A menudo puede combinarse con otros beneficios, como riego,
protección contra las inundaciones, suministro de agua, caminos, navegación y aún ornamentación del terreno y turismo.
Los costos de mantenimiento y explotación son bajos. La turbina hidráulica es una máquina sencilla, eficiente y
INCONVENIENTES
DE LA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Los costos de capital por kilovatio instalado son con frecuenciamuy altos.
El emplazamiento, determinado por características naturales,
puede estar lejos del centro o centros de consumo y exigir la construcción de un sistema de transmisión de electricidad, lo que significa un aumento de la inversión y en los costos de mantenimiento y pérdida de energía.
La construcción lleva, por lo común, largo tiempo en
comparación con la de las centrales termoeléctricas.
La disponibilidad de energía puede fluctuar de estación en
estación y de año en año.
INCONVENIENTES
DE LA
ENERGÍA HIDROELÉCTRICA
Dificultad de migración de peces y navegación fluvial.
Reducción de nutrientes río abajo, quedándose en el embalse. Aumento de la sedimentación con riesgo de colmatación del
embalse y aumento de la erosión aguas abajo al salir las aguas limpias del embalse.
Eutrofización de las aguas.
Cambios en los niveles freáticos de la zona y cambios en los
ecosistemas que sustentan.
Pérdida de suelo agrícola o de otro tipo (bosques, praderas, etc.) y
de los ecosistemas correspondientes.
TEMA 6. RECURSOS
ENERGÉTICOS Y
MINERALES
ENERGÍAS ALTERNATIVAS
“el objetivo de un desarrollo global
sostenido no puede ser conseguido sin
grandes cambios en el
sistema energético mundial”
Conferencia de las Naciones Unidas para el
Medio Ambiente y Desarrollo,
Energías alternativas
procedentes del Sol
SOL
Aprovechamiento directo Aprovechamiento indirecto
Captación térmica Captación fotónica Eólica Minihidráulica
Solar térmica Biomasa
CARACTERÍSTICAS DE LAS
ENERGÍAS RENOVABLES
Autonomía
y seguridad energética
Tecnologías
accesibles
Bajo coste de
operación
Aplicables en países
en desarrollo
Carácter modular
descentralizada
Utilización
CARACTERÍSTICAS DE LAS
ENERGÍAS RENOVABLES
Tecnologías
limpias de bajo
impacto
medioambiental
Recursos
autóctonos
Generación de empleo y
Desarrollo regional
TEMA 11. RECURSOS
ENERGÉTICOS Y
MINERALES
SOLAR TÉRMICA
Una instalación de energía solar térmica consta de un
conjunto de placas por las que discurren unos tubos que
se exponen de esta forma a la radiación solar.
El circuito se completa con un sistema de
bombeo natural o forzado, uno o varios almacenes para
desacoplar el consumo a la producción y generar inercia térmica en el sistema, y los
SOLAR TÉRMICA
En
ocasiones el
sistema está
hibridado con
una caldera
de
combustible
fósil o de
SOLAR TÉRMICA DE ALTA
TEMPERATURA
Los dispositivos de alta concentración son las llamadas
centrales de torre. En éstas, la radiación solar se capta por un campo de heliostatos (espejos que siguen el movimiento solar
durante el día gracias a un control por ordenador). Los espejos son curvos o planos, reflejan la luz del sol concentrándola en un único punto llamado foco en la torre. El foco es en realidad un receptor (formado por un conjunto de tubos metálicos o cerámicos, en el cual circula un fluido (agua, vapor, aire, sales, ...). El fluido es el encargado de transmitir el calor. Un circuito de agua es el receptor de ese calor, ya que cuando ésta se evapora hace mover una
turbina, que produce electricidad gracias a un alternador. De aquí comprendemos el nombre que recibe esta energía, ya que su
SOLAR TÉRMICA DE MEDIA Y
ALTA TEMPERATURA
Otra variedad de centrales solares térmicas de alta concentración son los llamados discos parabólicos: son espejos con forma de parábola que también se mueven con el sol y concentran la energía solar en foco solidario al disco donde está situado el receptor.
Los dispositivos de baja concentración son algo diferentes: esta vez, se trata de un conjunto de colectores cilindro parabólicos
que también se mueven con el sol concentrando la radiación en un foco donde circula un fluido, que se calienta y hace mover una
turbina que por medio de un alternador, produce electricidad. Este tipo de centrales solares térmicas se presentan mucho más
ENERGÍA
ENERGÍA
ENERGÍA
ENERGÍA FOTOVOLTAICA
Forma de obtención de
energía solar a través de
dispositivos semiconductores que al recibir radiación solar se excitan, provocan saltos electrónicos y una pequeña diferencia de potencial tipo diodo en sus extremos. El acoplamiento en arreglo serie de varios de estos diodos
ópticos permite la obtención de voltajes mayores en
configuraciones muy sencillas, y aptas para pequeños
ENERGÍA FOTOVOLTAICA
A mayor escala, la
corriente eléctrica
continua que
proporcionan las
placas fotovoltaicas
se puede
transformar en
corriente alterna e
inyectar en red,
operación que es
poco rentable
ENERGÍA FOTOVOLTAICA
En entornos aislados,
donde se requiere
poca corriente
eléctrica y el acceso a
la red está penalizado
económicamente por
la distancia, como
estaciones
meteorológicas o de
comunicaciones, se
emplean las placas
fotovoltaicas como
alternativa
BIOMASA
Es la energía asociada bien a cultivos energéticos,
bien a los residuos orgánicos generados en la
transformación de productos agrícolas, forestales y
a los residuos sólidos urbanos. Se trata de
aprovechar la energía interna de esta materia
orgánica.
Se puede transformar en combustibles sólidos
(carbón vegetal), líquidos (alcohol y otros) y
BIOMASA
La biomasa es uno de los recursos renovables más
utilizados en todo el mundo y, para más de la mitad
de la población mundial, la única fuente de energía.
