Fuentes de energía no renovables son aquellas que existen en una cantidad limitada y que una vez empleada en su totalidad no puede sustituirse, ya que no existe sistema de producción o la producción es demasiado pequeña para resultar útil a corto plazo.
Petróleo
- Los yacimientos petrolíferos se deben a la descomposición de grandes acumulaciones de restos animales (peces principalmente) y vegetales (algas) reunidos en el fondo de mares antiguos; comprimidos por movimientos geológicos y sometidos a acciones bacterianas, presiones y temperaturas elevadas. El petróleo, tal y como mana del yacimiento, tiene pocas aplicaciones. Para obtener a la vez productos de características precisas y utilizar de la manera más rentable las diversas fracciones presentes en el petróleo, es necesario efectuar una serie de operaciones que reciben el nombre de refino de petróleo. Las dos operaciones básicas de este proceso son:
La destilación: en ella, a partir del petróleo bruto obtenemos toda una gama de productos comerciales que van desde gases y gasolinas a los asfaltos y al coque.Este proceso comienza en unos hornos en los que se eleva la temperatura del petróleo hasta alcanzar los 400º C, a esta temperatura, la mayor parte del petróleo se transforma en vapor. Esta mezcla se hace pasar a través de una columna o torre de fraccionamiento. Los vapores de petróleo, introducidos por la parte baja de la torre, van ascendiendo por distintos pisos, al mismo tiempo que se van enfriando. Este enfriamiento da lugar a que cada uno de los pisos se vaya condensando distintos compuestos, cada uno de los cuales tiene una temperatura específica de licuefacción.
Una muestra de los tipos de productos obtenidos sería:
PRODUCTO PROCESO DESTILACIÓN UTILIDAD Gases Metano, etano, propano, butano Hasta 40 º C Combustibles Naftas (Gasolinas) Pentano, hexano, heptano, octano, nonano 40ºC a 180ºC Combustibles
DisolventesQueroseno Decano- Hexadecano 200ºC a 300ºC Combustibles reactores
CraqueoGasóleo Hidrocarburos de 16 a 25 átomos de carbono 300ºC a 375ºC Combustible Craqueo Fuel Hidrocarburos de 20 a 40 átomos de carbono >= 350º C Combustibles Lubricación Residuos ligeros Vaselina Semisólida Lubricantes Pomadas Residuos pesados Parafinas, alquitranes Sólida Impermeabilización Asfaltos - La destilación no puede proporcionarnos más que los productos que estén presentes en el crudo de forma natural, lo cual puede no satisfacer la demanda de un producto concreto… Por esta razón se emplean otras técnicas, una de las usuales es el craqueo o pirólisis, que consiste en la ruptura de una molécula pesada (por ejemplo, fuel) en varias moléculas ligeras, no necesariamente idénticas entre ellas (gasolina y gasóleo).
A principios del siglo XX, aumentó el consumo de petróleo de forma espectacular, convirtiéndose, el petróleo y sus derivados, en el principal combustible en el sector de transporte y uno de los combustibles más importantes en la generación eléctrica.
Las estimaciones de duración de las reservas actuales de petróleo, están en torno a 35 años.
La producción mundial de petróleo ha presentado muchas variaciones a lo largo de la historia, de la misma forma que su precio (dólar por barril), incidiendo de forma muy significativa en la economía mundial.
Carbón
El carbón es un término muy general que engloba a gran variedad de minerales ricos en carbono.
El carbón se compone principalmente de Carbono, aunque también contiene Hidrógeno, Oxígeno y una cantidad variable de Nitrógeno, Azufre y otros elementos.
Se forma en la naturaleza por descomposición de la materia vegetal residual acumulada en los pantanos o en desembocaduras de grandes ríos.
Existen distintos tipos de carbón que se pueden clasificar en dos grandes grupos:
- Carbones duros: totalmente carbonizados, entre los que están la antracita y la hulla.
- Carbones blandos: pertenecen a épocas posteriores al carbonífero y que no han sufrido proceso completo de carbonizados . Entre ellos están los lignitos, pardos y negros y la turba.
Atendiendo a su grado de metamorfismo (cambio de la forma y estructura debido a las acciones del calor, la presión y del agua) los carbones se podrían clasificar en:
- Antracita: son los de mayor calidad, contienen del 85% al 98% en peso de carbono.
- Hullas: dentro de esta clasificación aparece una amplia gama de carbones cuyo contenido en carbono abarca desde el 40% hasta el 85%.
- Lignitos: son los de peor calidad, con contenidos en carbono inferior al 40%.
- Turbas: No se consideran carbones según la ASTM (American Society for Testing and Materials), tienen un contenido en humedad muy alto (90%).
Históricamente el carbón fue la fuente que impulsó la primera fase de la industrialización. A partir del principio del siglo XX ha sido paulatinamente sustituida por el petróleo.
Las estimaciones de duración de las reservas actuales de carbón, están en torno a 300 años.
Actualmente se utiliza para la producción eléctrica, la industria siderúrgica y la calefacción.
El carbón presenta un factor de emisiones de CO2 muy elevado, así como de SO2, NOx y partículas en suspensión. La combinación de SO2 y NOx produce la lluvia ácida.
Gas natural
Aunque como gases naturales pueden clasificarse todos los que se encuentran de forma natural en la Tierra, desde los constituyentes del aire hasta las emanaciones gaseosas de los volcanes, el término gas natural se aplica hoy en sentido estricto a las mezclas de gases combustibles hidrocarburados o no, que se encuentran en el subsuelo donde en ocasiones aunque no siempre, se hallan asociados con petróleo líquido.
El principal constituyente del gas natural es siempre el metano, que representa generalmente entre el 75 y el 95% del volumen total de la mezcla. Los hidrocarburos gaseosos que suelen estar presentes, etano, butano y propano aparecen siempre en proporciones menores.
En un principio no era usado, al no ser fácil de transportar y almacenar como el petróleo. El gas natural que aparecía en casi todos los yacimientos petrolíferos, se quemaba a la salida del pozo, como un residuo más.
La necesidad de nuevas fuentes energéticas hizo descubrir nuevos yacimientos que poseían enormes reservas de gas natural. Pero seguía existiendo el problema de su transporte y almacenamiento. Este problema quedó resuelto mediante la creación de la cadena del gas natural licuado (GNL). De forma esquemática consta de los siguientes pasos:
- Transporte del gas desde los yacimientos hasta la costa, por medio del gasoducto. Éste también puede unir los yacimientos con los puntos de consumo.
- Licuación del gas, para ello se enfría hasta 147 K.
- Transporte marítimo del GNL en buques metaneros.
- Recepción del GNL en las instalaciones portuarias del país importador y regasificación inmediata, seguida de distribución comercial por tuberías.
Es el combustible natural más limpio en términos de contaminación:
- Produce la menor cantidad de CO2 por unidad energética de todos los combustibles.
- No contiene azufre, por tanto no aparece SO2 en la combustión.
- No se producen partículas sólidas.
- La tecnología desarrollada para la combustión del gas natural disminuye la formación de óxidos de nitrógeno.
- En todas sus aplicaciones industriales el rendimiento es elevado con lo que disminuye el consumo de energía primaria.
Nuclear
El combustible utilizado en las centrales de fisión nuclear es el Uranio-235, que se encuentra en una cantidad del 0,7% de todo el Uranio disponible en la naturaleza, por lo que partiendo del Uranio-238, no fisible, este se enriquece para que el contenido de U-235 sea de un 2% a 3%.
En la reacción de fisión, un núcleo pesado (U-235) se divide en dos núcleos más ligeros al absorber un neutrón, liberándose varios neutrones, generando una radiación y una cantidad considerable de energía que se manifiesta en forma de calor. Estos neutrones son empleados para provocar otra reacción, consiguiendo reiterativamente de este modo una cadena sucesiva de reacciones de fisión.
El dispositivo encargado de regular las reacciones en un estado estacionario, que permita mantener un balance equilibrado de las mismas en la captura y escape de neutrones es llevado a cabo por el reactor nuclear.
Las centrales nucleares españolas son de tecnología americana, consumen uranio enriquecido y utilizan agua ordinaria como medio de refrigeración del reactor y moderador de los neutrones de fisión.
La comunidad Valenciana cuenta con la central nuclear de Cofrentes dentro de su infraestructura energética, entrando en operatividad comercial en marzo de 1985, tiene una potencia eléctrica neta de 990,4 MWe y en el 2001 su producción ha sido de 8.587 millones de kWh, con un factor de disponibilidad del 95,8% (fuente Unesa).
Ciclo de Combustible Nuclear
Fracking Vinaròs 