Planta termoelectrica de ciclo combinado
Desde
el final de la guerra civil se inició la
construcción
de los saltos hidroeléctricos con la imagen de Franco siempre presente
en
las inauguraciones, luego vino la época de las plantas de fuel-oil en los 60 y
primeros
70, después la de las nucleares que ocuparon los 70 y primeros 80 y
finalmente
la de cogeneración con proyectos que se han ejecutado durante el final
del
siglo(2).
Parece que el inicio del siglo XXI estará marcado por los proyectos de
las
centrales de gas en ciclo combinado. Con
este nombre se conocen las
centrales que utilizan gas natural como combustible
y que para generar
electricidad emplean la tradicional turbina de vapor
y una turbina de gas
que aprovecha la energía de los gases de escape de la
combustión. Con ello
se consiguen rendimientos termoeléctricos del orden
del 55%, muy
superiores
al de las plantas convencionales.
Definición
o
En la generación de energía eléctrica se
denomina ciclo combinado a la coexistencia de dos ciclos
termodinámicos en un mismo sistema, uno cuyo fluido de trabajo es vapor de agua
y otro cuyo fluido de trabajo es un gas producto de una combustión.
o
El ciclo combinado se encuentra dentro de las
denominadas tecnologías de cogeneración, en las que también se
incluyen la cogeneración con turbina de vapor, con turbinas de gas, con motor
alternativo y con microturbinas, entre otras.
o
De acuerdo con la definición que
encontramos en el portal de la Unión Europea, la cogeneración es
una técnica que permite producir calor y electricidad en un único proceso. El
calor se presenta en forma de vapor de agua a alta presión o en forma de agua
caliente.
Una central de cogeneración de electricidad-calor funciona con turbinas
o motores de gas. El gas natural es la energía primaria más utilizada
corrientemente para hacer funcionar las centrales de cogeneración. Pero también
pueden utilizarse fuentes de energía renovables y residuos.
Al contrario de la central eléctrica tradicional, cuyos humos salen directamente
por la chimenea, los gases de escape de la cogeneración son primero enfriados y
transmiten su energía a un circuito de agua caliente/vapor. Los gases de escape
enfriados pasan seguidamente por la chimenea.
Las centrales de cogeneración de electricidad-calor pueden alcanzar un
rendimiento energético del orden del 90 %. El procedimiento es más ecológico
que las centrales de petróleo o carbón, ya que durante la combustión el gas
natural libera menos dióxido de carbono (CO2) y óxido de nitrógeno (NOX) que el
petróleo o el carbón. El desarrollo de la cogeneración podría evitar la emisión
de 127 millones de toneladas de CO2 en la UE en 2010 et de 258 millones de
toneladas en 2020.
o
La cogeneración con ciclo combinado se
caracteriza porque emplea una turbina de gas y una turbina de vapor. En este
sistema los gases producidos en la combustión de la turbina de gas, se emplean
para producir vapor a alta presión mediante una caldera de recuperación, para
posteriormente alimentar la turbina de vapor, sea de contrapresión o
extracción-condensación y producir por segunda vez energía eléctrica,
utilizando el vapor a la salida de la turbina o de las extracciones para los
procesos de que se trate.
Como funciona
plantas de ciclo combinado pueden ser de gas natural, fuel, o
mixtas, aunque se prefiere el gas, porque es más limpio, no contiene azufre y
produce menos CO2 para la misma energía producida. En cualquier caso, estas
centrales funcionan mediante la unión de un ciclo térmico ordinario y una
turbina. En este sentido, el gas en combustión es el fluido que mueve directamente una turbina especial de alta velocidad, sin pasar por un circuito de vapor. La energía producida por los gases de salida de la turbina alimenta un circuito convencional de vapor, que mueve una segunda turbina. Otra alternativa es el ciclo combinado con gasificación integrada, donde se gasifica el carbón y, tras un tratamiento de los gases obtenidos, se quema en un proceso como el anterior.
Desventajas
Frente a la expansión de este tipo de centrales, los grupos
ecologistas destacan que las emisiones contaminantes también crecen con ellas,
en especial, el dióxido de carbono (CO2), que contribuyen al efecto
invernadero, y los óxidos de nitrógeno (NOx) que generan lluvias ácidas. Asimismo, recuerdan, estas centrales suelen ubicarse en las riberas de los ríos, para disponer de agua de refrigeración, y en zonas naturales poco pobladas, donde los terrenos son más baratos. Las consecuencias negativas por ello son diversas. Por un lado, además del consumo de agua en sí, elevan la temperatura del agua y el aire cercanos y cambiando así las condiciones naturales del entorno. Por otro lado, el emplazamiento en terrenos naturales impide el desarrollo de prácticas agrícolas, ganaderas o de turismo rural.
Ventajas
La eficiencia de estas centrales ha mejorado sensiblemente frente
a sus predecesoras: Una térmica convencional difícilmente supera un 30% de
rendimiento, mientras que las de ciclo combinado pueden alcanzar el 55%. Por
ello, su efecto contaminante es también mucho menor: Su producción de CO2 por
kilovatio (KW) y hora ronda los 350 gramos, frente a los 1.000 gramos por KW y
hora de las térmicas que consumen carbón. Gracias a esa eficiencia, las compañías eléctricas pueden recuperar antes el capital invertido en su construcción, por lo que suponen un buen negocio. Además, como permiten la utilización del gas natural como combustible, evitan así la dependencia exclusiva del petróleo.
Cuantas hay en el mundo
1215
En mexico
20
7 en el sur y 13 en el norte
En chihuahua son 2 : en el encino y en
samalayuca
Sobre la tecnología de los ciclos combinados se
recoge:
La apertura de los mercados ha tenido efectos positivos en la eficiencia
energética. La presión competitiva ha llevado a las compañías de electricidad a
producir de manera más eficaz, en particular, mediante inversiones tecnológicas
(p.ej.: las centrales de ciclo combinado).
Con pérdidas medias de energía en la producción de electricidad del
orden de un 66%, este sector dispone de un gran potencial. Utilizando la
tecnología estándar sólo entre el 25% y el 60% de los combustibles utilizados
se convierte en electricidad. Las centrales de ciclo combinado figuran
actualmente entre las instalaciones más eficientes comparadas con las viejas
centrales térmicas de combustible sólido, algunas de la cuales se pusieron en
servicio en los años 50.
La liberalización de los mercados y la implantación de normas de emisión
estrictas han supuesto un ahorro de combustible considerable para el sector
europeo de la generación de electricidad. Muchas antiguas centrales
ineficientes y superfluas se han retirado del mercado y en la mayoría de los
casos han tomado el relevo las tecnologías de ciclo combinado, que son mucho
más eficientes, pues se sitúan en rendimientos entre el 50% y el 60%.
En relación con la preparación del Plan de Acción sobre la Eficiencia
Energética para 2006, habrá que dedicar especial atención a algunas cuestiones
importantes, por ejemplo:
o Asegurar que
sólo se utilice en Europa la tecnología más eficiente de producción de
electricidad (ciclo combinado): La tecnología más eficiente actualmente
disponible da un rendimiento cercano al 60% y está fabricada principalmente por
empresas europeas; sin embargo, los competidores de otras zonas del mundo ofrecen
también una tecnología de ciclo combinado, con costes de inversión iniciales
menos elevados, pero con una eficiencia energética muy inferior, que alcanza
solamente el 40%. Así pues, es necesario reflexionar sobre las medidas que
podrían tomarse para garantizar que la producción de electricidad en la UE
mantiene un alto nivel de eficiencia.
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