Uma usina termoelétrica a carvão em Conesville, Imagem de Ohio cortesia do Arquivo Morgue O carvão é o mais sujo de todos os combustíveis fósseis. Quando queimado, produz emissões que contribuem para o aquecimento global, criam chuva ácida e poluem a água. Com toda a agitação em torno da energia nuclear, energia hidrelétrica e biocombustíveis, você pode ser perdoado por pensar que o carvão sujo está finalmente saindo.
Mas o carvão não é um resquício fuliginoso da Revolução Industrial - ele gera metade da eletricidade nos Estados Unidos e provavelmente continuará gerando enquanto for barato e abundante [fonte:Energy Information Administration]. Tecnologia de carvão limpo busca reduzir os efeitos ambientais adversos usando várias tecnologias para limpar o carvão e conter suas emissões.
O carvão é um combustível fóssil composto principalmente de carbonos e hidrocarbonetos. Seus ingredientes ajudam a fazer plásticos, alcatrão e fertilizantes. Um derivado de carvão, um carbono solidificado chamado Coca , derrete o minério de ferro e o reduz para criar aço. Mas a maior parte do carvão - 92% do suprimento dos EUA - vai para a produção de energia [fonte:Energy Information Administration]. Empresas elétricas e empresas com usinas de energia queimam carvão para fazer o vapor que gira as turbinas e gera eletricidade.
Quando o carvão queima, ele libera dióxido de carbono e outras emissões em gás de combustão , as nuvens ondulantes que você vê saindo das chaminés. Algumas tecnologias de carvão limpo purificam o carvão antes de queimar. Um tipo de preparação de carvão, lavagem de carvão , remove minerais indesejáveis misturando carvão triturado com um líquido e permitindo que as impurezas se separem e se assentem.
Outros sistemas controlam a queima de carvão para minimizar as emissões de dióxido de enxofre, óxidos e partículas de nitrogênio. Purificadores úmidos , ou sistemas de dessulfuração de gases de combustão, remova o dióxido de enxofre, uma das principais causas da chuva ácida, pulverizando gás de combustão com calcário e água. A mistura reage com o dióxido de enxofre para formar gesso sintético, um componente de drywall.
Queimadores de baixo NOx (óxido de nitrogênio) reduzir a criação de óxidos de nitrogênio, uma causa do ozônio ao nível do solo, restringindo o oxigênio e manipulando o processo de combustão. Precipitadores eletrostáticos remova as partículas que agravam a asma e causam doenças respiratórias, carregando as partículas com um campo elétrico e, em seguida, capturando-as em placas de coleta.
Gaseificação evita queimar carvão completamente. Com sistemas integrados de ciclo combinado de gaseificação (IGCC), o vapor e o ar quente pressurizado ou oxigênio combinam-se com o carvão em uma reação que força a separação das moléculas de carbono. O resultado gás de síntese , uma mistura de monóxido de carbono e hidrogênio, é então limpo e queimado em uma turbina a gás para produzir eletricidade. A energia térmica da turbina a gás também alimenta uma turbina a vapor. Já que as usinas IGCC criam duas formas de energia, eles têm o potencial de atingir uma eficiência de combustível de 50 por cento [fonte:U.S. Departamento de Energia].
Próximo, aprenderemos sobre a mais ambiciosa de todas as tecnologias de carvão limpo e o que precisa acontecer antes que o carvão limpo se torne comercialmente viável.
O carvão não vai a lugar nenhum em breve - ele gera metade da fonte de alimentação dos EUA. Aaron Cobbett / Stone / Getty Images Captura e armazenamento de carbono - talvez a tecnologia de carvão limpo mais promissora - captura e sequestra emissões de dióxido de carbono (CO2) de fontes estacionárias, como usinas de energia. Uma vez que o CO2 contribui para o aquecimento global, reduzir sua liberação na atmosfera tornou-se uma grande preocupação internacional. A fim de descobrir os meios mais eficientes e econômicos de captura de carbono, pesquisadores desenvolveram várias tecnologias.
Separação de gases de combustão remove CO2 com um solvente, remove o CO2 com vapor, e condensa o vapor em um fluxo concentrado. A separação do gás de combustão torna o CO2 comercialmente utilizável, o que ajuda a compensar seu preço. Outro processo, combustão de oxi-combustível , queima o combustível em oxigênio puro ou enriquecido para criar um gás de combustão composto principalmente de CO2 e água - isso evita o processo intensivo de energia de separar o CO2 de outros gases de combustão. Uma terceira tecnologia, captura pré-combustão , remove o CO2 antes de ser queimado como parte de um processo de gaseificação.
Após a captura, contêineres seguros sequestram o CO2 coletado para evitar ou travar sua reentrada na atmosfera. As duas opções de armazenamento, geológico e oceânico , deve conter o CO2 até que as emissões de pico diminuam daqui a centenas de anos. O armazenamento geológico envolve a injeção de CO2 na terra. Campos de petróleo ou gás esgotados e aqüíferos salinos profundos contêm CO2 com segurança, enquanto camadas de carvão não exploráveis o absorvem. Um processo chamado recuperação de óleo aprimorada já usa CO2 para manter a pressão e melhorar a extração em reservatórios de petróleo.
Armazenamento oceânico, uma tecnologia ainda em seus estágios iniciais, envolve a injeção de CO2 líquido em águas 500 a 3, 000 metros de profundidade, onde se dissolve sob pressão. Contudo, este método diminuiria ligeiramente o pH e potencialmente prejudicaria os habitats marinhos. Todas as formas de armazenamento de CO2 requerem preparação e monitoramento cuidadosos para evitar a criação de problemas ambientais que superem os benefícios da contenção de CO2.
Uma vez que as formas alternativas de energia ainda não podem substituir uma fonte de energia tão barata e abundante como o carvão, a tecnologia de carvão limpo promete mitigar os efeitos climáticos cada vez mais severos das emissões de carvão. Empresas e empresas de serviços públicos não, Contudo, sempre aceite a tecnologia puramente pelo bem do meio ambiente - a tecnologia deve primeiro fazer sentido do ponto de vista econômico.
Limpar o carvão e sequestrar suas emissões aumenta significativamente o preço por BTU do que, de outra forma, seria um combustível barato. Embora a venda de subprodutos como gesso ou CO2 comercial para refrigerantes e gelo seco possa compensar o preço das tecnologias de carvão limpo, uma cobrança sobre o carbono poderia tornar a redução das emissões financeiramente realista.
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Fontes
