1. Los sistemas energéticos y su entorno técnico
EL CARBÓN
Dr. Pedro Blanco
Tema IV

2. Definición
• El carbón es un combustible sólido con más
de un 50 % en peso de carbono (70 % en
volumen) resultante de la descomposición
lenta de grandes cantidades de materia
vegetal durante las épocas geológicas
pretéritas. Sus principales usos son los
relativos a la Industria Siderúrgica y a la
Generación de Energía Eléctrica en centrales
térmicas.

3. Tipos de carbón
• Turbas: Se distinguen tallos, hojas, raíces y cortezas con
pocas alteraciones químicas. Características ácidas. Genera un
coque negro y pulverulento. Tiene escaso interés industrial
• Lignitos: Color pardo. Alto porcentaje de productos
volátiles. Características ácidas. Sin la elasticidad de la turba.
Genera un coque menos negro.
• Hullas: Color negro y brillante. Genera un coque aglomerado
de alta calidad. Alto interés industrial.
• Antracitas: Color negro y brillante Baja proporción de
volátiles. Alto contenido en carbono

4. Constituyentes del carbón
• Los carbones están constituidos, desde el punto
de vista químico principalmente por
Carbono, Hidrógeno, Oxígeno, Nitrógeno y
Azufre. El Azufre puede ser de origen orgánico o
inorgánico proveniente de minerales en el lecho de
carbón durante su formación. Los demás elementos
provienen de los vegetales originales. Desde el
punto de vista macroscópico, están
constituidos, principalmente por Vitrita(brillo
vítreo intenso), Dureno(opaco, rico en
cenizas, poco fusible y de color gris) y
Fuseno(mate, blando, poroso y fusible)

5. Determinaciones importantes en los carbones
• Cenizas: residuos inorgánicos (3–15%) que permanece
tras la combustión del carbón. Producen corrosión de los
quemadores por su fusibilidad y son parámetro
importante en la consideración del precio del carbón
• Materias volátiles: productos de descomposición de
las sustancias orgánicas (2–45%) que se desprenden
como gases o vapores al calentar el carbón en ausencia
de aire. Es, también, parámetro importante en la
determinación del precio del carbón, al estar relacionado
con el poder calorífico.

6. Reservas y producción de carbón
• Reservas totales: 985 billones de toneladas
• Las reservas, hasta el momento, Siempre han ido aumentando periodo a periodo.
• Duración de las reservas:
• •Carbón: 720 billones de Tep (235 años)
• •Petróleo: billones de Tep210 ( 40 años)
• •Gas Natural:195 billones de tep( 63 años)
▫ Minería:70% a cielo abierto y 30% subterráneo
• Producción de Carbón: 4.500 T/a Demanda: 4.600 T/a Más del 90% se
utiliza para la generación de Energía Eléctrica

7. Previsiones de la demanda de carbón a
nivel mundial.

8. Históricos de precio del carbón

9. Tecnologías limpias
• Combustión en lecho fluido con emisiones muy bajas de SO2, NOxy
CO. Desgraciadamente, los rendimientos son bajos –del orden del 34%-y
las emisiones de CO2elevadas, del orden de 1 Kg. por Kwh producido.
• -Producción de gas de síntesis(CO+H2) que se utiliza en la generación
de electricidad en centrales de ciclo combinado. Se trata de una tecnología
madura, de alta inversión unitaria. Estas centrales emiten 780 gramos de
CO2por Kwh producido.
• -Centrales hipercríticas. Ciclo clásico de combustión externa pero
operando a presión y temperatura del agua por encima de su punto crítico.
Alcanzan rendimientos del 48% con un horizonte hacia 2015 del55%. Dicho
límite exigirámejoras en la calidad de los materiales y en la configuración de
los tubos de la caldera y la consiguiente mayor potencia (600-800 MW)
unitaria para operar en el punto óptimo de la economía de escala.

10. Tecnologías utilizables
• Tecnología de “Lecho Fluido Circulante”
(CFB)
• Tecnología de Gasificación (GICC)

11. FC Lecho Fluidizado Circulante
• El principio de la gasificación por lecho fluidizado
circulante (gasificación LFC) prácticamente bajo presión
atmosférica constituye la variante más económica de las
tecnologías de gasificación.
• Se utilizan de forma preponderante en la combinación potencia-
calor (por ejemplo en centrales térmicas de gas y vapor) y también
en la producción de cemento o en aplicaciones similares. En este
procedimiento, como agente oxidante o de gasificación se utiliza aire
ambiente. El gas de combustión generado y los polvos combustibles
formados en este proceso se conducen sin ningún condicionamiento
adicional al consumidor de energía (combustión
convencional, calcinación, etc.), donde se emplea directamente
como medio energético en el proceso.

12. FC Lecho Fluidizado Circulante

13. FC Lecho Fluidizado Circulante

14. Ventajas de la tecnología CFB
• 1.Tecnología confiable y madura
• 2.Flexibilidad de combustibles
• 3.Capacidad de multicombustible
• 4.Funcionamiento adecuado a la capacidad
• 5.Control de emisiones sencillo y más económico

15. Gasificación del carbón ELCOGAS

16. Plantas de IGCC en el mundo

17. Niveles de emisiones de IGCC en el mundo

20. El carbón en República Dominicana
• Pocas reservas
• Baja calidad, con respecto al carbón
internacional.
• Minería subterránea diseminada
• Ausencia de explotaciones a cielo abierto

21. Implementación de carbón en la Rep. Dom.
• Antecedentes:
▫ Estudio de factibilidad del Banco Mundial en el
2006
▫ Dos plantas entre 600 y 700 MW

22. Implementación de carbón en la Rep. Dom.
EL ESTUDIO ELABORADO POR MERCADOS ENERGÉTICOS
DETERMINÓ LA VIABILIDAD DEL PROYECTO LUEGO DE EVALUAR
LOS SIGUIENTES ASPECTOS:
▫ FACTIBILIDAD TÉCNICA.
▫ FACTIBILIDAD ECONÓMICA.
▫ FACTIBILIDAD AMBIENTAL.
▫ CONVENIENCIA SECTORIAL.
▫ IMPACTO SOBRE LA SEGURIDAD DEL SUMINISTRO.
▫ IMPACTO SOBRE LA CDEEE.
▫ IMPACTO EN TARIFAS.

23. Implementación de carbón en la Rep.
Dom.
• Conclusiones del Estudio:
▫ Reducción de los precios en el mercado spot del
mercado eléctrico mayorista (MEM).
▫ Reducción en el corto y mediano plazo del despacho de
plantas menos eficientes.
▫ Precios resultantes con las centrales en operación son
compatibles con el costo marginal a largo plazo.
▫ Reducción de coste total de operaciones y
abastecimiento.
▫ Las plantas que utilizan carbón siempre estan al 98 %
de produccion, debido a su relativo bajo coste.
▫ Costo de producción menor en un 60% comparado con
el fuel oíl.

24. Aspectos económicos.

28. Licitación y puesta en funcionamiento en Rep. Dom.

30. Sistema de transmisión.

31. Sistema de transmisión.

37. Muchas Gracias.
Dr. Pedro Blanco
@Dr_PedroBlanco
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drpedroblanco.wordpress.com