Ecco una rottura di trasferimenti di energia utili e non utili in un impianto di generazione di elettricità alimentato a carbone:
Trasferimenti di energia utili:
* Energia chimica nel carbone all'energia termica: La combustione del carbone rilascia l'energia chimica immagazzinata all'interno dei suoi legami, generando calore. Questo calore viene utilizzato per far bollire l'acqua e creare vapore.
* Energia termica all'energia meccanica: Il vapore ad alta pressione guida una turbina, convertendo l'energia termica in energia meccanica di rotazione.
* Energia meccanica all'energia elettrica: La turbina rotante gira un generatore, convertendo l'energia meccanica in energia elettrica. Questa è la produzione principale della centrale elettrica, l'elettricità che viene inviata a case e aziende.
Trasferimenti di energia non utili:
* Perdita di energia termica nella caldaia: Una parte significativa del calore generato durante la combustione del carbone viene persa attraverso le pareti della caldaia, il camino e altri componenti. Questa energia viene persa nell'ambiente come calore dei rifiuti.
* Perdita di energia termica nella condensazione del vapore: Dopo aver attraversato la turbina, il vapore viene condensato in acqua. Questo processo rilascia calore nell'ambiente circostante, rappresentando un'altra perdita di energia.
* attrito nella turbina e nel generatore: L'attrito meccanico all'interno della turbina e del generatore crea calore, rappresentando un'altra perdita di energia.
* Resistenza elettrica nelle linee di trasmissione: Man mano che l'elettricità viaggia attraverso i fili, un po 'di energia viene persa a causa della resistenza elettrica, generando calore.
* Perdita di energia nei sistemi di raffreddamento: Le centrali elettriche utilizzano sistemi di raffreddamento per regolare la temperatura. Questi sistemi perdono anche energia nell'ambiente.
Efficienza:
L'efficienza di un impianto alimentato a carbone si riferisce alla proporzione dell'energia chimica nel carbone che viene convertita con successo in un utile energia elettrica. Le piante di carbone tipiche ottengono un'efficienza di circa il 30-40%. Ciò significa che il 60-70% dell'energia dal carbone viene perso come calore dei rifiuti e altre forme di energia non uso.
Nel complesso:
Mentre le centrali elettriche a carbone sono efficienti nel convertire parte dell'energia nel carbone in elettricità, una parte significativa dell'energia viene persa come calore dei rifiuti. Questa perdita rappresenta una grande preoccupazione ambientale, contribuendo all'inquinamento atmosferico e ai cambiamenti climatici.
Miglioramento dell'efficienza:
Varie tecnologie e approcci sono in fase di sviluppo per aumentare l'efficienza delle centrali elettriche a carbone, tra cui:
* Piante di alimentazione del ciclo combinate: Integrare le turbine a gas con le turbine a vapore per catturare e utilizzare il calore dei rifiuti.
* Cattura e conservazione del carbonio: Tecnologie per catturare e conservare le emissioni di anidride carbonica dalle centrali elettriche a carbone.
* Tecnologie di combustione del carbone avanzate: Processi di combustione del carbone più efficienti che minimizzano il calore e gli inquinanti dei rifiuti.
Nonostante gli sforzi per migliorare l'efficienza, le centrali elettriche a carbone rimangono una fonte significativa di emissioni di gas serra e preoccupazioni ambientali. Il passaggio a fonti di energia rinnovabile è cruciale per un futuro sostenibile.
