Aplicaciones

        El carbón fue el combustible fósil de más temprano empleo. Griegos y romanos conocían este mineral. A principios del siglo XVIII, ya se utilizaba como materia prima en la siderurgia. Más tarde, en el último tercio de ese siglo, se constituye en la energía que mueve las máquinas de vapor. A finales del siglo XIX, el carbón se convierte en uno de los combustibles de referencia de la energía eléctrica. El carbón es, a través de sus aplicaciones, un elemento importante en el progreso y bienestar de la Humanidad.

Productos y materiales

        El carbón se utiliza principalmente en los siguientes sectores industriales:

Sector eléctrico

       Los distintos tipos de carbones, principalmente las hullas y hullas subbituminosas (lignito negro), se utilizan en la industria eléctrica como combustible para la obtención de energía eléctrica. En el año 2003, la producción nacional de electricidad con carbones nacionales e importados fue de 75.687 GWh, lo que representó un 36,2 % del total de la producción. En los últimos diez años, la aportación media de los carbones a la producción nacional de energía eléctrica ha sido del 40 %.

Sector siderúrgico

       El coque es un combustible sólido que se obtiene por destilación del carbón. Se considera carbón coquizable el que reúne unas determinadas características, y su contenido en materias volátiles se encuentra comprendido entre el 17 y el 32 %. El coque se utiliza en la siderurgia como combustible y reductor de menas de hierro para la obtención de arrabio y acero.

Sector metalúrgico

      El coque obtenido a través de la destilación del carbón coquizable, también se emplea en la metalurgia de los metales no férreos.

Sector químico

        La ciencia denominada Carboquímica desarrolla procesos que permiten obtener gran cantidad de productos químicos: alquitranes, amoníaco, petróleo artificial y fertilizantes nitrogenados. Queda por demostrar, en la mayor parte de los casos, su competitividad con los procesos desarrollados a partir de la Petroquímica.

      Pueden encontrarse otros usos del carbón en la fabricación de cemento (en este caso, el carbón está siendo sustituido por coque de petróleo), diversos procesos industriales, como combustible en hogares domésticos, etc.

Nuevas aplicaciones

      A continuación, se enumeran algunas nuevas aplicaciones del carbón en relación con su potencial energético y químico:

• Gasificación subterránea de los yacimientos de carbón "in situ", con la obtención de metano, otros hidrocarburos y productos químicos. Una variante de la gasificación completa del yacimiento o de una parte del mismo, con mucha menor inversión pero con una pobre recuperación global, es la extracción de metano de los yacimientos de carbón a partir de sondeos.

• Obtención de alquitranes, breas y múltiples productos químicos que pueden obtenerse de diferentes procesos carboquímicos.

• Plantas de gasificación de lecho fluido circulante para la obtención de metano, otros hidrocarburos y productos químicos y/o producción de energía eléctrica.

• Fabricación de carbones activos con gran capacidad de absorción y, también, de fibras de carbón activadas, obtenidas a partir de breas, muy útiles para la eliminación de agentes contaminantes como el SO2 y el tratamiento de aguas potables, además de mostrar propiedades interesantes como soportes de catalizadores. 

       Complementariamente se está trabajando en el llamado uso limpio del carbón, con el fin de evitar al máximo la emisión a la atmósfera de los gases de efecto invernadero.

     Una de las líneas de actuación se basa en el aumento del rendimiento termodinámico mediante las llamadas plantas o ciclos supercríticos (43-45 % frente al 30-38 % de las plantas convencionales).

    En estas plantas estos mayores rendimientos son posibles gracias a que operan a una mayor temperatura y presiones de vapor que las plantas convencionales. Existen ya algunas plantas llamadas ultrasupercríticas con rendimientos de hasta el 50 %.

      Por otro lado, otra alternativa ya citada consiste en obtener un gas combustible a partir del carbón, mediante sistemas denominados ciclos combinados de gasificación integrada. En estos procesos el carbón combustiona directamente, pero reacciona con el oxígeno y el vapor de agua para producir un gas sintético compuesto fundamentalmente por hidrógeno y monóxido de carbono. Este gas es limpiado de impurezas y utilizado posteriormente en una turbina de gas para generar electricidad y producir vapor de agua para el ciclo de potencia de vapor.

      Estos últimos sistemas tienen una eficiencia del 50 % y permiten eliminar entre el 95 y el 99 % de las emisiones de NOx y SOx.

      Estos sistemas ofrecen, además, un futuro esperanzador para la producción de hidrógeno, que será el combustible limpio de las próximas generaciones.

    Por último, se abre un camino esperanzador al control de las emisiones de CO2 mediante la captura y almacenamiento de este gas en yacimientos de carbón de extracción convencional no rentable.