Gas natural
Gaseoso a temperatura ambiente. Hidrocarburos de 1 a 4 C
Mezcla de gases hidrocarbonados: Metano, etano, propano, butano...

Petróleo
Líquido a temperatura ambiente
Mezcla de sustancias muy variadas de entre 5 y más de 30 C

Asfaltos y pizarras bituminosas
Muy viscosos a temperatura ambiente
Mezcla de hidrocarburos de gran peso molecular por migración de los más fluidos

Carbones
Rocas orgánicas formadas por acumulación, enterramiento y transformación de materia vegetral con enriquecimiento en carbono
Son siempre sólidos de color oscuro y ligeros

Ventajas de la energía de estos combustibles

• Alta concentración de energía
• Fácil extracción
• Fácil transporte en el caso de los líquidos
• Desarrollo tecnológico en su extracción, transporte consecuencia de su uso intensivo durante décadas

Inconvenientes

• Generan CO2 que causa efecto invernadero
  

  Especialmente el carbón por tener menos hidrógeno. Menos el gas natural
  	Combustible	Emisión de CO2 (kg/kWh)
  	Gas natural	0,6
  	Fuelóil	0,7
  	Biomasa	0,8
  	Carbón	1,0

• Emiten sustancias contaminantes
  • Metano
    Causa efecto invernadero
  • SO2
    Causa smog sulfuroso y lluvia ácida. Importante en combustión de carbones
  • Hidrocarburos
    Pueden causar smoj fotoquímico. Pueden producir enfermedades pulmonares, intoxicaciones, cáncer...

Obtención de energía a partir de combustibles fósiles

• Motores de combustión interna
  Transforman energía química en calor y este en movimiento
  Automóviles, ferrocarriles, barcos
  Motores de gasolina y diesel
• Reactores
  Movimiento
  Aeronaves. Turborreactores
• Generadores eléctricos
  Electricidad
  Poco rendimiento. Auxiliares
• Pilas de combustible
  Generan electricidad a partir de la combustión sin intermedios.
  Caras
• Calderas de gas y gasoil
  Calor
  Agua caliente y calefacción doméstica. Quemadores
• Siderurgia
  Calor y poder reductor para fundiciones.
  Espacialmente de carbón en forma de coque destilado
• Centrales térmicas alimentadas por combustibles fósiles
  Principal fuente de electricidad. Se utiliza principalmente carbón y gas

Motores de combustión interna

Ventajas

• Tecnología muy probada: Baratos y muy fiables

Inconvenientes

• Rendimineto limitado por leyes físicas al 30% en motores de gasolina y 40% en diesel de la energía del combustible
• Piezas móviles, rozamiento, desgaste y complejidad

Reactores

Pueden quemar diferentes tipos de hidrocarburos pero el más utilizado en aviación es el queroseno

Generadores eléctricos

Producen electricidad a partir de motores de combustión interna
Su rendimineto es escaso al tener que transformar energía química en mecánica y mecánica en eléctrica

Usos

• Generadores auxiliares en caso de caidas en la red eléctrica o alejamineto de zonas pobladas

Ventajas

• Portabilidad

Inconvenientes

• Poca eficiencia
• Ruido
• Emisión de gases contaminantes
• Averías y mantenimiento

Pilas de combustible

Usos actuales

• Generación de electricidad en lugares remotos: Naves espaciales, estaciones meteorológicas
• Generación de electricidad y calor doméstico

Usos futuros

• Vehículos.
  Intensa investigación. Automóviles, autobuses, mitocicletas
  Pueden ser con pila de combustible pura o híbridos
• Sistemas de energía portátiles. Más silenciosos y menos contaminantes que los generadores por motores de combustión.
• Ordenadores portátiles y tablets
• Submarinos
• Muchos más usos muy variados

Ventajas

• Rendimineto energético
• Escasez de emisiones de contaminantes
• Sin piezas móviles. Bajo mantenimiento

Inconvenientes

• Precio

Pila de combustible en Wikipedia

Calderas de gas y gasoil para calefacción

Ventajas

• Económicos. Mucho más que las calderas o calentadores eléctricos
• Fácil instalación
• Eficaces

Inconvenientes

• Contaminantes a la atmósfera, especialmente los de carbón y biomasa
• Emiten CO2

Siderurgia

Se reciclan los gases calientes para mejorar el rendimiento

La siderurgia consume grandes cantidades de carbón un 12% a nivel mundial.

Centrales térmicas alimentadas por combustibles fósiles

Se conocen también como centrales térmicas convencionales

Son la fuente más importante de generación eléctrica en muchas zonas del mundo

El proceso consiste en una caldera alimnetada por combustibles fósiles en la que el calor genarado sirve para mover una turbina de vapor que produce electricidad.

Central termoeléctrica
Esquemas de centrales eléctricas

Ventajas

• Económicas y rentables (si no se valora el impacto ambiental)
• Fáciles de construir. Especialmente las de carbón
• Fáciles de instalar
  Cerca de las fuentes de combustibles fósiles o de treasporte de los mismos; puertos, oleoductos, gaseoductos...

Inconvenientes

• Contaminantes a la atmósfera, especialmente carbón y biomasa. Lluvia ácida. Esmoj
• Poco rendimiento (un 35% a 40% de la energía primaria)
• Emiten CO2
• Contaminación térmica
  En ocasiones puede utilizarse para caleefactar viviendas o industrias aunque la cercanía a fuentes contaminantes generalmentoe lo impide
• Consumen recursos no renovables en grandes cantidades
• Asimétrica distribución de los combustibles fósiles que puede dar lugar a tensiones políticas
  Especialmente en petróleo y gas natural

Usos actuales

• Son la fuente principal de generación de electricidad a nivel mundial. Especialmente a partir de carbón y gas natural

Usos futuros

• Deberán reducirse drásticamente por los problemas ambientales que generan y el agotamineto del petróleo y en menor medida del gas

Centrales térmicas de gas de ciclo combinado

Convierten en energía eléctrica hasta el 60% de la energía química del gas (frente al 35% de las convencionales)

Ventajas e inconvenientes

Las centrales de ciclo combinado tiene las ventajas de las térmicas convencionales más ...

• Mayor rendimiento
• Menores emisiones de CO2
  0,5 kg/kWh producido frente a más de 1 kg/kWh de las de carbón

Los inconvenientes son los mismos que las centrales convencionales aunque emiten menos CO2 y el gas suele contener menos componentes contaminantes que el carbón y el fueloil.

Usos

Se está llevando a cabo en muchos paises una sustitución de centrales de carbón o fueloil por ciclo combinado.
Los derechos de emisión de CO2 propician estos cambios

En España hay una sobreinstalación de centrales de este tipo porque no se ha cubierto la demanda prevista

Implicaciones geoestratégicas de los combustibles fósiles

El suministro de combustibles fósiles es de importancia fundamental en la economía de los países desarrollados.
La dependencia es variable en diferentes regiones o países pero puede ser muy importante especielmente en:
- Transporte
- Uso doméstico: Calefacción, agua caliente, cocina
- Generación de electricidad

La producción y el consumo están muy disociados geográficamente, especialmente en caso del petróleo.

Producto	Principales consumidores		Principales productores		Principales reservas
Petróleo	Estados Unidos Europa China Japón India	24% 15% 8% 6% 3%	Oriente medio Rusia Estados Unidos China Norte de África	30% 12% 11% 5% 5%	Oriente medio Venezuela Canadá Rusia Nigeria	49% 20% 11% 5% 2%	Reservas de petróleo
Gas	Estados Unidos Europa Rusia Oriente medio Japón China	20% 15% 11% 8% 3% 3%	Oriente medio Rusia Europa Norte de África Canada China	32% 20% 5% 5% 4% 3%	Oriente medio Rusia Turkmekistan Estados Unidos Venezuela	27% 18% 9% 5% 3%	Consumo de gas Producción de gas Reservas de gas
Carbón	China Estados Unidos Europa India	51% 12% 12% 10%	China Estados Unidos India Europa Australia	46% 12% 8% 7% 6%	Estados unidos Rusia China India Australia	23% 14% 11% 8% 7%	Reservas de carbón

Es un problema geoestratégico de primer orden.
Causa conflictos internacionales importantes, manifiestos o encubiertos

Una estrategia fundamental para los países importadores es intentar diversificar sus vías y origen de los suministros.
En muchos casos se mantienen reservas de combustibles (petróleo o gas) o se mantienen abiertas minas de carbón no rentables para prevenir falta de suministros.

Los precios del petróleo y gas oscilan de manera importante con las condiciones políticas y económicas

Ver actuales fluctuaciones del precio del petróleo

Evolución del consumo de combustibles fósiles

El consumo de combustibles fósiles ha ido aumentando de manera constante con pocos altibajos desde el comienzo de la revolución industrial Primero carbón con máquina de vapor que consumía carbón Luego con derivados del petróleo para motores de combustión interna Actualmente continuamos cos el cosumo de petróleo para locomoción y utilizamo carbón y gas natural para generar electricidad

Este ritmo de crecimiento no puede continuar por

• Producción de gases invernadero que provocan el calentamiento de la atmósfera
• Emisiones de gases contaminantes. Especialmente tráfico en ciudades
• Agotamineto de recursos, especialmente petróleo
  (Las nuevas técnicas de fracking han aumentado considerablemente las reservas de gas natural)

Combustible	Reservas de energía (ZJ)	Agotamiento de las reservas al ritmo actual de consumo
Gas	15-100	30 años	Incertidumbre muy grande sobre reservas
Petróleo	20-100	30 años	Incertidumbre grande
Carbón	300-400	130 años

 

Las fuentes de energía deben cambiar radicalmente en los próximos años

No está totalmente claro el ritmo ni el tipo de sustitución

Abajo se muestra una posiuble evolución del consumo energético

 

Recursos energéticos