ENERGÍAS SECUNDARIAS

ELECTRICIDAD E HIDRÓGENO

VECTOR

ENERGÉTICO

Energía de

alta

calidad , y

fácil

distribució

n y empleo

Electricidad e hidrógeno

No se encuentran libres en la naturaleza

Hay que producirlos a partir de una energía primaria

ele

ctr

icid

ad • No se puede

almacenar

• Se transforma fácilmente en otras energías: mecánica, térmica .. h

idró

ge

no • Se puede

almacenar

• Se ha de transformar en electricidad ( tecnología compleja)

• Puede utilizarse en elementos móviles: coches, portátiles

GENERACIÓN DE NERGÍA

ELÉCTRICA

Una central eléctrica es una instalación que convierte

energía mecánica en energía eléctrica

Componentes básicos

turbina

• Transforma el movimiento lineal de un fluido en rotación

• Fluidos: agua líquida , vapor, aire

alternador

• Convierte energía cinética de rotación en energía eléctrica

transformador

• Eleva el voltaje para evitar pérdidas durante el transporte a lo largo de líneas eléctricas

CENTRAL TÉRMICA

Se queman

combustibles fósiles

Carbón

Gas natural

Para calentar agua

hasta producir vapor,

que se canaliza hacia la

turbina

FASES

Aprovechamiento térmico del combustible

Ciclo del vapor

Circuito de refrigeración

Generación de energía eléctrica

Aprovechamiento térmico del combustible

Alimentador

• Transporta el combustible desde el área de almacenamiento hasta el hogar

Hogar

• Recinto cerrado, con entradas controladas de aire, donde se quema el combustible

Chimenea

• Evacua los humos reduciendo el contenido de partículas, SOx- NOx

Ciclo del vapor

Calderas

• Alta presión

• El agua hierve a 350oC

• Vapor sobrecalentado

Turbinas

• Bajo la presión del vapor rotan a gran velocidad

• Turbinas de alta y baja presión sobre un mismo eje

Condensador

• El vapor procedente del circuito de baja presión se enfría con el agua del circuito de refrigeración y condensa

Circuito de refrigeración

Agua abundante

• Mar, embalse, río

• Va directamente de la toma al condensador y se devuelve al medio algo más caliente

Agua escasa

• Agua de refrigeración en circuito cerrado

• Se enfría mediante torres de refrigeración

Generación de energía eléctrica

Turboalternador

• En un conductor sometido a un campo magnético variable se crea una tensión eléctrica inducida

Transformador

• Aumenta la tensión de la energía eléctrica generada y la vierte en la red de alta tensión

NUEVAS TECNOLOGÍAS DE COMBUSTIÓN

• Reduce emisiones de SOx y NOx

• Calderas de carbón pulverizado con lecho fluido

Combustión limpia

• Se gasifica el carbón

• El gas se quema en una central de ciclo combinado

Carbón limpio

NUEVAS TECNOLOGÍAS DE COMBUSTIÓN

• Turbina 1 movida por el gas producido en la combustión

• Turbina 2 movida por el vapor de agua obtenido del calor liberado en la combustión

Ciclo combinado

• Recupera (para producir electricidad) la energía térmica liberada por procesos industriales cuya finalidad primaria no es la producción de electricidad

Cogeneración

Central de ciclo

combinado

generan

electricidad

a partir de

una turbina

de gas y

otra de

vapor

HIDRÓGENO

Utilización en celdas de combustible para generar

electricidad

H2

Celdas de combustible

Dos placas separadas

por un electrolito

Una con H2 :que cede

electrones

Otra con O2 : que gana

electrones

Generando

Una corriente eléctrica

Agua

Funciona como una batería que no se agota mientras tenga

combustible

Obtención del hidrógeno

Que generan CO2 Que no generan CO2

Por gasificación del

carbón y a partir del

metano Carbón + H2O + O2 CO +

H2 + CH4

CH4 + H2O CO + 3H2

CO + H2O CO2 + H2

El CO es un veneno de

la membrana de

intercambio de protones

de las celdas de

combustible

Electrólisis del agua

Caro, pero produce

hidrógeno de gran

pureza

La energía eléctrica

se puede obtener a

partir de la nuclear o

eólica

VE

NTA

JA

S

Su uso no genera CO2

Reduce el riesgo de cambio climático

No dependencia para el suministro

de áreas geopolíticas inestables

Alta eficiencia de las pilas de

combustible (no son máquinas

térmicas, rendimiento puede

alcanzar teóricamente el 100%. )

Coche no eléctrico

Un depósito de combustible (unos 60 L) produce

aprox. 180 kg de CO2

El volumen de 180 kg de CO2 puro, a 1 atm y 25

ºC, es de unos 100 m3 (100.000 litros )

DESVENTAJAS

Dificultad de producir H2

En grandes cantidades, de forma

eficiente y a precios razonables

usando energías no fósiles.

Corta vida útil de las pilas de H2

Combustible peligroso.

Alto coste de almacenamiento y

suministro

Impacto ambiental negativo de

los “vertidos de hidrógeno”:

10% - 20% del usado, escaparía a la

atmósfera, favoreciendo los procesos

que destruyen el ozono