El carbón que nos trae de cabeza

Eva de Paz Díaz

Hace años que el carbón parece haber desaparecido de nuestra vida cotidiana. Su uso doméstico (cocinas, calefacciones…) en nuestro medio es casi una reliquia del pasado, pero en realidad sigue siendo una de nuestras principales fuentes de energía. Cuando se ideó la máquina de vapor, origen de la Revolución Industrial y germen de nuestro actual modo de vida, el carbón evitó la casi total deforestación de las tierras inglesas. No fue en este caso el amor por los bosques lo que animó el uso del mineral como combustible, sino el riesgo de quedarse sin madera para mantener su poderío naval.

De cualquier manera, el uso del carbón se generalizó de tal manera que al imparable progreso de la industria se unió una creciente problemática de salud pública hasta el momento desconocida, con innumerables muertes y enfermedades respiratorias directamente relacionadas con los tóxicos procedentes de su combustión.

En nuestro país supone el origen de alrededor del 16% de la energía producida, y aunque ha sido parcialmente desplazado por otras fuentes menos contaminantes y posiblemente más baratas, la realidad es que mantiene un papel fundamental en nuestro panorama energético.

Y en los últimos tiempos, el carbón es el protagonista de diversos acontecimientos de gran repercusión mediática: movilizaciones, reivindicaciones y disturbios varios se suceden en las históricas cuencas mineras españolas. Diversos recortes y reajustes mucho más severos de lo previamente esperado amenazan con el casi total exterminio de la minería del carbón en España.

Pero… si resulta que producimos carbón y éste es un elemento de tanto peso en los procesos de generación energética ¿porqué íbamos a querer deshacernos de la única fuente autóctona de energía primaria que poseemos?

Empecemos por el principio

El carbón no es una sustancia presente en la tierra desde sus orígenes sino que hasta que a partir del periodo Devónico aparecieron los primeros vegetales en la superficie terrestre, no existía la materia orgánica necesaria para su formación. De esta manera, hace unos 345 millones de años dio comienzo el periodo Carbonífero, y en el transcurso de los siguientes millones de años los restos de plantas muertas fueron depositándose acumulándose y compactándose. Casi inmediatamente comienza la formación de turba, con el ataque de bacterias y hongos que descomponen la celulosa y otros elementos originales de las plantas, produciendo gas metano (gas grisú) dióxido de carbono y ciertas cantidades de amoniaco. El resto es una masa de geles hidratados rica en grandes moléculas de hidrocarburos.

Posteriormente tiene lugar el proceso de carbonización, durante el cual los componentes orgánicos que aún permanecen en la turba sufren una secuencia de fenómenos físicos y químicos propiciados por el progresivo aumento de temperatura y presión.

Los cambios químicos más importantes consisten en la pérdida progresiva de hidrógeno y oxígeno, con el consiguiente aumento relativo de carbono. Estos fenómenos constituyen la secuencia del carbón con aparición de los distintos tipos de mineral:

turba → lignito pardo → lignito negro o hulla subbituminosa →
→ hulla → antracita

La serie de fenómenos que tienen lugar durante la carbonización determinan la principal característica a efectos prácticos del carbón: su rango. El rango viene condicionado por varias cualidades o propiedades, entre ellas:

poder calorífico, es decir el calor desprendido cuando se quema, que depende del contenido en carbono. Aumenta a medida que disminuye la relación hidrógeno/carbono y oxígeno/carbono en la materia orgánica.
contenido en humedad
contenido en elementos volátiles.
aumento en el grado de polimerización de los hidrocarburos, es decir, cada vez hay más enlaces entre los átomos de carbono.

Rango

Características

%H2O

Poder calorífico

TURBA

Gran porosidad, reconocibles estructuras vegetales, hay celulosa libre

75

3000 kcal/kg

LIGNITO

Lignito pardo joven

Lignito pardo mate

Lignito pardo brillante

Intensamente compactado, parcialmente reconocibles las estructuras vegetales.

35

25

4000 kcal/kg

5500 kcal/kg

HULLA

No se reconocen estructuras vegetales

10

7000 kcal/kg

ANTRACITA

8650 kcal/kg

Fuente: “Recursos de la tierra, origen, uso e impacto ambiental” del Manual Internacional de Petrografía del Carbón.

Carbono y sus acompañantes

Efectivamente, cuanto más “maduro” o evolucionado es el carbón, mayor cantidad de C presenta, pero todos los minerales de carbón sin excepción presentan en su composición otras sustancias en porcentajes variables, que no sólo influyen en sus posibles usos (energético y metalúrgico fundamentalmente) sino que determinan la emisión de diferentes productos residuales que se suman al CO2 (principalmente óxidos de azufre y nitrógeno) todos ellos indeseables por su contribución a los fenómenos de “efecto invernadero”, “lluvia ácida” etc.

Sustancia

C

H

S

N

O

PCS*

Hulla subbituminosa

76,3

4,7

0,5

1,5

17

19.000-32000 kj/kg

Hulla

87

5,4

1,0

1,4

5,2

27.000-34000 kj/kg

Antracita

94,4

1,8

1,0

0,7

2,1

31.500

(% en peso; 1kj = 0,239 kcal; 1kcal=4,189 kjul; *PCS (poder calorífico superior) El Poder Calorífico de un combustible queda definido por el número de unidades de calor liberadas por la unidad de masa o de volumen del combustible, quemada en un calorímetro en condiciones previamente establecidas.

hcrprojectmonteverde.wordpress.com/

¿Son intercambiables los carbones?

El punto anterior tiene gran relevancia si consideramos que cada central térmica está diseñada específicamente para quemar un cierto tipo de carbón, con una composición y propiedades determinadas. En el caso de las Térmicas Españolas, ¿qué ocurrirá si se suspende la producción de carbón Nacional?

En primer lugar, varias de nuestras Centrales operan desde sus comienzos con carbones importados exclusivamente. Muchas de las demás emplean mezclas que difieren de las inicialmente proyectadas, por diferentes motivos. El caso es que para evaluar a priori un posible cambio es necesario estudiar una serie de propiedades del carbón, que pueden variar en un amplio rango:

PCS de 8.000 a 30.000 kJ/kg
Contenidos de humedad, cenizas y volátiles pueden variar del 5 al 40%
Azufre, del 0,1 al 7%

Si el combustible es razonablemente similar se llevan a cabo pruebas en la instalación para detectar posibles problemas operativos. Una vez superados, la nueva mezcla puede usarse.

image

¿Para qué usamos el carbón?

Actualmente el grueso de la producción tanto mundial como española, se dedica a la generación de calor=energía eléctrica, pero una parte no despreciable se emplea en aplicaciones metalúrgicas, y ciertos productos de desecho de su combustión como las cenizas y estériles de mina, en la elaboración de cementos, construcción de carreteras y diversas obras públicas.
¿Cuánto carbón producimos y cuánto consumimos?

A grandes rasgos, en España consumimos unos 40 millones de toneladas y de ellas el 90% se destina a la generación de energía. Pues bien, de todo este carbón consumido al menos el 66% lo importamos. Casi toda la huya subbituminosa proviene de Indonesia (72,5%), Sudáfrica (14,1%), EEUU (8,7%) y Rusia (4%).

En cuanto a la producción de nuestro país, según la Estadística Minera de España en 2010 se produjeron en toneladas:

Antracita: cuencas de León, Asturias y Palencia: 3.076.061
Hulla: cuencas de León, Asturias y Ciudad Real: 3.648.1162
Hulla subbituminosa: cuencas de Teruel y Lérida: 2.964.442
Lignito: 0.

Actualmente, según el informe “Energía en España 2010” del Ministerio de Industria existe una cantidad de carbón extraída y acumulada, conocida como “almacenamiento estratégico temporal de carbón”, depositada la mayor parte en las mismas minas y sus alrededores, de unas 9,7 millones de toneladas, con una media estimada de PCS 4.753 kcal/kg (19.910 kjul/kg) y se ha pagado a 65,08 euros/tonelada.

Diferente del carbón considerado “térmico”, en el que nos importa preferentemente su capacidad de producción energética, el carbón “metalúrgico” se valora por su capacidad coquizable, esencial en la producción de hierro y aceros, siendo imprescindibles bajos niveles de azufre y fósforo en su composición; son mucho más escasos y por tanto más caros.

¿Es rentable el carbón español?

Como comentaba al principio del artículo, el carbón constituye nuestra única fuente de energía primaria autóctona, pero no podemos olvidar que es una de las más contaminantes.

Por término medio la quema de 1 tonelada de hulla libera unas 2,8 toneladas de CO2 a l atmósfera. Si bien pocos dudan del papel del dióxido de carbono en la retención de la radiación infrarroja y evitación de su posterior salida a la atmósfera con el consiguiente calentamiento global de la superficie terrestre, persiste una importante controversia sobre hasta donde subirán los niveles de CO2 y cuanto calentamiento llegarán a producir. La realidad es que entre acalorados debates y choque de intereses científicos, políticos y económicos, la legislación Comunitaria se centra preferentemente en la reducción de dichas emisiones… y la combustión del carbón es hoy por hoy su principal productora.

Por otro lado, la minería en nuestro país prácticamente desde sus comienzos ha sido fuertemente subvencionada, siendo esta la única manera de competir económicamente con el carbón inglés en su momento y con los restantes exportadores en el actual.

No sólo cuestiones geológicas dificultan la extracción del mineral, con el consiguiente encarecimiento del mismo, sino que la comparación de sus propiedades tanto caloríficas como contaminantes con los carbones importados muestran claramente su desventaja.

Características de los carbones de diversos países

imageFuente: Inventario de Recursos de Carbón en España. Centro de estudios de la Energía y Siemens AG-Kwu

Factor de emisión de CO2, SO2, NOx y partículas de las centrales térmicas de carbón en España (g/kWh), año 2007

imageFuente: CNE 2008
Conclusión

El carbón que ha sido el motor del desarrollo de todos los países industrializados y ahora lo es de los que están inmersos en ese proceso, es una fuente de energía más sucia que otras muchas, y aunque probablemente en el momento actual no puede ser completamente sustituida, los expertos señalan que es posible hacerlo de forma progresiva, tal y como las autoridades medioambientales recomiendan. Los intereses de los distintos grupos implicados están más enfrentados que nunca y el peso de las decisiones económicas se impone a todo lo demás. Mientras las alternativas a los combustibles fósiles sigan siendo más gravosas para el bolsillo será complicado convencer a muchos del giro a lo verde.

REFERENCIAS

1. CARBUNION: Federación Nacional de Empresarios de Minas de Carbón.

2. “Plan del Carbón 2012” El “Plan Nacional de Reserva Estratégica de Carbón y Nuevo Modelo de Desarrollo Integral y Sostenible de las Comarcas Mineras”

para el periodo 2006-2012.

3. Informe Greenpeace, Junio 2009: “El carbón, un futuro negro”.

4. Libro de la Energía en España 2010. Ministerio de Industria, Turismo y Comercio.

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