Salute e malattia
Gli Stati Uniti hanno più carbone di qualsiasi altra nazione — alcune stime pongono la quantità a quasi 300 miliardi di tonnellate, abbastanza per i prossimi 240 anni basandosi sull'uso attuale. Nella ricerca di energia pulita, il carbone ha preso una cattiva reputazione. Ma nuove tecnologie stanno cambiando il modo in cui il carbone viene processato in energia. Le innovazioni nella conversione energetica mirano a carburanti più puliti tanto quanto a costi inferiori.
Boston e altre città "moderne" negli anni 1800 alimentavano la romantica illuminazione a gas in lampioni e case bruciando carbone — emettendo sporche nubi di inquinamento nel processo. Oggi, la conversione del carbone in gas sintetico è realizzata con metodi sempre più sofisticati per minimizzare il rilascio di anidride carbonica. La gassificazione catalitica mescola carbone e un catalizzatore solido con vapore in un cilindro stretto. Il mix è pressurizzato, e il risultato è idrogeno e monossido di carbonio (gas sintetico) con un po' di anidride carbonica. Separazione e smaltimento sicuro dell'anidride carbonica sono le attuali sfide nella produzione di gas sintetico economico e pulito dal carbone. Questo processo può essere portato un passo avanti per creare carburante liquido — petrolio sintetico.
Diesel e carburante per jet sono i prodotti finali di una conversione del carbone. Un processo chiamato coal-to-liquids (CTL) converte il carbone in un gas sintetico e poi in un liquido combustibile. I CTL sono più puliti dei normali combustibili fossili — il carbone liquefatto emette molte meno particelle e idrocarburi (55-60% in meno del combustibile fossile), diminuendo inquinamento atmosferico e smog. Il costo dei CTL nel 2009 era $45 al barile, un prezzo che potrebbe rimanere stabile e non fluttuare selvaggiamente come il mercato mondiale per i combustibili fossili. Il diesel CTL oggi costa circa $1,24 al gallone prima delle tasse. Per fare carburante liquido dal carbone, iniziate mettendo il carbone in un gassificatore, un distillatore che costringe il carbone a reagire ad aria, ossigeno o vapore. Questo processo forma un gas sintetico chiamato "syngas", che poi viaggia in un'altra camera di reazione. Il syngas si combina con cobalto, ferro o un altro catalizzatore solido nella seconda camera, trasformando il mix in idrocarburi. Quando questa miscela si raffredda, diventa carburante liquido.
Il carbone è più comunemente usato per produrre elettricità. Il carbone solido viene macinato in polvere e mescolato con aria calda. Poi viene bruciato in un forno per scaldare l'acqua, risultando in vapore. Il vapore da questa caldaia fa girare le pale di una turbina, alimentando un generatore. Magneti dentro una bobina di rame nel generatore completano la trasformazione del carbone in energia elettrica. Il vapore "usato" viene catturato in un condensatore, che lo restituisce al ciclo e continua la generazione di elettricità. Il Dipartimento dell'Energia USA sta attualmente lavorando su un metodo alternativo per usare la gassificazione del carbone per produrre elettricità in una centrale a emissioni zero.
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