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Estados Unidos produce más carbón que las demás naciones - se estima que casi 300 mil millones de toneladas, suficiente para los próximos 240 años, basados en el consumo actual. En la búsqueda de fuentes sostenibles de energía, el carbón viene siendo visto con malos ojos, pero las nuevas tecnologías vienen cambiando la forma como el carbón se procesa para transformarse en energía. Las innovaciones en la conversión de energía apuntan a una energía más limpia y también a menores costos.
Carbón para gas sintético
Boston y otras ciudades "modernas" en el siglo XIX alimentaban las lámparas de las calles y casas a gas, quemando carbón - emitiendo nubes de contaminación en el proceso. Hoy, la conversión del carbón en gas sintético se hace con métodos cada vez más sofisticados para minimizar la liberación de dióxido de carbono. La gasificación catalítica mezcla el carbón y un catalizador sólido con vapor de agua en un cilindro estrecho. La mezcla es presurizada y el resultado es hidrógeno y monóxido de carbono (gas sintético) con un poco de dióxido de carbono. La separación y el descarte seguro del bióxido de carbono son los desafíos actuales de la producción de gas sintético del carbón más barato y limpio. Este proceso puede ser llevado a un paso más allá para hacer combustible líquido - petróleo sintético.
Carbón para líquidos
Diesel y combustible de avión son los productos finales de una conversión de carbón. Un proceso llamado carbón-para-líquidos (carbón-liquidos - CTLs) convierte el carbón para gas sintético, y luego para un combustible líquido. Los CTLs son más limpios que los combustibles fósiles comunes - carbón licuado emite mucho menos partículas e hidrocarburos (de 55 a 60% menos que combustibles fósiles), disminuyendo la contaminación del aire. El costo de 2009 de los CTLs era de R $ 100 por barril, un precio que se mantiene estable y no flota inconsistentemente como sucede con el mercado de combustibles fósiles. El diesel CTL hoy cuesta aproximadamente R $ 2,50 por galón, sin impuestos. Para hacer combustible líquido del carbón, se coloca el carbón en un gasificador, un destilador que fuerza el carbón a reaccionar con el aire, el oxígeno o con vapor de agua. Este proceso forma un gas sintético llamado "singas", que entonces pasa a otro reactor. Los singas se combinan con cobalto, hierro o cualquier otro catalizador sólido en la segunda cámara, transformando la mezcla en hidrocarburos. Cuando esta mezcla se enfría, se convierte en combustible líquido.
Carbón para electricidad
El carbón es más comúnmente utilizado para producir electricidad. El carbón sólido es molido hasta formar un polvo y mezclado con aire caliente. Después, es quemado en un horno para calentar agua, formando vapor. Este vapor hace que las palas de una turbina giren, conectando un generador. Los imanes dentro de un resorte de cobre en el generador completan la transformación de carbón en energía eléctrica. El vapor "usado" es captado en un condensador, que luego vuelve al ciclo y sigue siendo usado en la generación de electricidad. El departamento de energía estadounidense viene trabajando un método alternativo para usar la gasificación del carbón para producir electricidad en una central eléctrica libre de emisiones.