Energia nuclear

L’energia nuclear és l’energia que s’allibera a les reaccions nuclears. Encara que també ens referim a la energia nuclear com el que aprofitem de dita energia per uns altres objectius, com la obtenció d’energia elèctrica i/o mecànica a partir de reaccions nuclears.

Extracció de l’energia nuclear:

L’energia nuclear procedeix de les reaccions de fisió o fusió d’àtoms en les que s’alliberen gegantines quantitats d’energia que s’utilitzen per produir electricitat.

Com funciona una central:

Aprofiten el calor que genera l’energia nuclear per produir vapor d’aigua que fa girar la turbina. El funcionament d’una central nuclear és el següent:

Al reactor es fusionen els àtoms de plutoni, de urani o de radi, alliberant molta energia calorífica que permet la evaporació de l’aigua present en les nombroses canonades que es troben al voltant de la caldera. El vapor d’aigua adquireix molta pressió, que s’utilitza per moure una turbina connectada al generador. Al girar la turbina es produeix l’electricitat, que viatja del generador fins als transformadors, que eleven la tensió per transportar aquesta energia per la xarxa elèctrica fins als centres de consum.

Fusió nuclear

És un procès on dos o més nuclis es combinen per formar un element amb un número  atòmic major. És contrari a la fisió. La reacció de fusió produeix l’energia del sol i altres estrelles. La fusió allibera energia. Aquesta energia està relacionada amb la famosa ecuasió de Einstein E=mc².

Ventatjes:

Els combustibles primarias són barats, abundants, no radioactius i repartits geogràficament de manera uniforme.

La radioactivitat és l‘estrucutra del reactor, produida pels neutrons emesos en les reaccions de fusió, pot ser minimitzada triant cuidadosament els materials de baixa activació. Per tant, no cal emmagatzemar els elements del reactor durant milers d’anys.

Inconvenients:

Encara no està clar com funcionaran, ni tan sols si seran rentables. Per això mateix, el debat al voltant d’aquesta font d’energia és bastant peculiar .

Fisió nuclear:

És una reacció en la qual al fer incidir neutrons sobre un nucli pesat, aquest es divideix en dos nuclis, alliberant una gran quantitat d’energia i emet dos o tres neutrons.

Avantatges:

No utilitza combustibles fòssils per tnat no emet gasos d’efecte hivernacle.

Enormes quantitats d’eneria i un mínim consum de combustible.

Reservas de combustible nuclear suficients per abarcar a tot el planeta durant més de cent anys.

Centrals energètiques que són modernes, controlades i segures.

Inconvenients:

Implica una sère de riscos. Els efectes més devastadors són aquelles que es produirien en cas d’una catàstrofe a una central, com la de Chernobyl al 1986.

Centrales nucleares en España:

- Santa Maria de Garoña. (Garoña, Burgos). Potència 466 MWe.

- Almaraz I. (Almaraz, Cáceres). Potència 980 MWe.

- Almaraz II. (Almaraz, Cáceres). Potència 984 MWe.

- Ascó I. (Ascó, Tarragona). Potència 1.032,5 MWe.

- Ascó II (Ascó, Tarragona). Potència 1.027,2 MWe.

- Cofrentes. (Cofrentes, Valencia). Potència 1.097 MWe.

- Vandellós II. (Vandellós, Tarragona). Potència 1.087,1 MWe.

- Trillo. (Trillo, Guadalajara). Potencia 1.066 MWe.

Energia tèrmica del gas natural

El gas natural està format per gasos que són extrets de jaciments fòssils i ja sigui només com diluït en petroli, no és una energia renovable. Pel contrari, el gas natural pertany al grup de les energies fòssils i contaminants.

És un energètic natural d’origen fòssil, que es troba normalment al subsòl continental o marí. Es va formar fa milions d’anys quan una sèrie d’organismes descompostos com animals i plantes, quedant sepultats sota el fang i sorra al més profund de antics llacs i oceans.

Extracció del gas natural:

S’extreu utilitzant pous de perforació per després portar-lo a la superfície per mitjà de conductes. A la majoria dels pous, la pressió del gas natural és suficient per impulsar-lo cap a fora i conduir-lo per connexions a punts centrals de la recol·lecció. Després de ser processat, el gas es comprimit i distribuït.

Avantatges:

- Ausencia de corrosió a les instal·lacions.
- Augment en la qualitat del producte final
- Supressió de la necessitat de l’emmagatzemament de combustible.
- Reducció de pèrdues de combustibles a l’hora del seu transport per l’avanç de les tècniques de canalització.
- Combustió controlable sense necessitat de personal especialitzat.
- Combustió exenta d’agents contaminants.

Inconvenients:

- Contamina: La utilització del gas natural produeix molts gasos d’efecte hivernacle.
- No és una font d’energia renovable.
- És difícil per emmagatzemar el gas natural.
- El gas natural com un recurs és massa valuós per la generació d’electricitat.

Mapa de totes les centrals tèrmiques (carbó, fuel i gas) a Espanya:

Energia tèrmica del carbó

Energia tèrmica del carbó

En els últims anys, aquestes instal·lacions han millorat el seu rendiment i han reduït la quantitat de gasos que treuen a l’atmòsfera. Encara i això, continuen sent les principals fonts de diòxid de carboni, òxid de nitrogen i diòxid de sofre.

Més o menys la meitat de l’electricitat que es produeix al nostre país prové de centrals de carbó.

Abans de cremar el carbó a la càmera de combustió es polvoritza finament. Aquesta càmera està entapissada  de fines canonades i al seu interior, l’aigua s’evapora. El vapor es conduit a la turbina, que a la vegada està connectada a un generador.

El vapor a baixa pressió i sense força que abandona la turbina s’anomena vapor “mort” i passa a una càmera de condensació on es converteix de nou en aigua líquida. Després en injectat de nou a les fines canonades de la càmera de combustió on es tornen a convertir en vapor “viu”.
Tot aquest procés genera una gran quantitat d’inconvenients al medi ambient: aigua de refrigeració retornada als ries a una temperatura elevada, cendres residus de combustió, fums carregats de diòxid de sofre, òxids de nitrogen i partícules en suspensió.
Per aquesta raó, les centrals tèrmiques de carbó solen estar ubicades lluny de les ciutats, prop d’alguna conca minera els minerals de la qual es poden aprofitar. Hi ha deu centrals de carbó amb una potència superior als 500 MW, set de les quals localitzades al nord-oest de la península.
Centrals:

As Pontes de García Rodríguez (A Coruña), amb més  de 1400 MW, la més gran d’Espanya. Consumeix carbó tant nacional com importat.
Compostilla (León), amb 1312 MW. Utilitza el carbó de la conca minera que està enclavada.

Litoral de Almería (Carboneras, Almería), amb 1100 MW. Utilitza carbó importat.

Energies no renovables

Com totes les energies que treballo són no renovables, faré una petita explicació sobre que significa això:

L'energia no renovable és una energia exhaurible. Això significa que quan estigui exhaurida no es podrà o costarà molt tornar a aconseguir-la. Per exemple el procés d’acumulació de carboni que ha trigat fins a cinc-cents milions d’anys.

En general es basa en el consum de combustibles, encara que en un futur proper poden consistir en matèria prima i es considerarien renovables, per exemple l’hidrogen.

Les fonts d’energia exhauribles convencionals són el carbó, el petroli i el gas natural (també reben el nom de combustibles fòssils) i les de reaccions químiques entre alguns materials.

Les no convencionals són les que provenen dels combustibles conreats (agrocombustibles), i els combustibles nuclears.

En determinats llocs, l’energia geotèrmica que aprofita les aigües calentes també seria no renovable.

Introducció a l'energia tèrmica

La energia tèrmica és aquella energia que s’allibera en forma de calor. Es pot obtenir de la natura, a partir de l’energia química, a través de la combustió d’un combustible, per una reacció nuclear de fissió (unir) o de fusió (separar), per mitjà d’energia elèctrica per efecte Joule o per efecte termoelèctric; també es pot alliberar energia tèrmica per fregament, com residu d’altres processos mecànics o químics.

En general, es pot obtenir de moltes formes, però jo m’encarregaré sobre la obtenció d’aquesta per mitjà del carbó, del gas natural o per reacció nuclear.

Aquesta obtenció provoca un impacte ambiental, ja que, la combustió allibera CO₂ i altres emissions contaminants. La tecnologia actual en energia nuclear dóna lloc a residus radioactius que s’han de controlar. A més a més s’ha de tenir en compte com s’utilitza el terreny de les plantes generadores d’energia i els riscos de contaminació per accidents en l’ús dels materials utilitzats.