El carbón generó alrededor del 19,5% de la electricidad en instalaciones a gran escala en los Estados Unidos en 2022, frente al 38,6% en 2014 [2] y el 51% en 2001. [3] En 2021, el carbón suministró 9,5 cuatrillones de unidades térmicas británicas (2.800 TWh ) de energía primaria a las centrales eléctricas, [4] lo que representó el 90% de la contribución del carbón al suministro energético estadounidense. [5] Las empresas de servicios públicos compran más del 90% del carbón consumido en los Estados Unidos. [6] En 2024, había más de 200 unidades alimentadas por carbón en todo Estados Unidos . Las plantas de carbón han estado cerrando desde la década de 2010 debido al gas natural y las energías renovables , que son más baratos y limpios . Gracias a medidas como los depuradores, la contaminación del aire de las plantas mata a muchas menos personas hoy en día, pero las muertes en 2020 por PM 25 se han estimado en 1600. [7] Los ambientalistas dicen que se necesitan acciones políticas para cerrarlas más rápido, para reducir también las emisiones de gases de efecto invernadero de los Estados Unidos y limitar mejor el cambio climático . [8]
El carbón se ha utilizado para generar electricidad en los Estados Unidos desde que se construyó una planta de Edison en la ciudad de Nueva York en 1882. [9] La primera central eléctrica de CA fue inaugurada por General Electric en Ehrenfeld, Pensilvania , en 1902, para dar servicio a la Webster Coal and Coke Company. [9] A mediados del siglo XX, el carbón se había convertido en el principal combustible para generar electricidad en los EE. UU. El aumento prolongado y constante de la generación de electricidad a partir del carbón pasó a un declive después de 2007. El declive se ha relacionado con la mayor disponibilidad de gas natural, la disminución del consumo, [10] la energía renovable y regulaciones ambientales más estrictas. La Agencia de Protección Ambiental ha avanzado en restricciones a las plantas de carbón para contrarrestar la contaminación por mercurio , el smog y el calentamiento global .
La proporción media de electricidad generada a partir de carbón en los EE. UU. ha disminuido del 52,8% en 1997 al 19,7% en 2022. [11] En 2017, había 359 unidades alimentadas por carbón en las empresas eléctricas de los EE. UU., con una capacidad nominal total de 256 GW [12] (en comparación con 1024 unidades con 278 GW nominales en 2000). [13] La energía media real generada a partir de carbón en 2006 fue de 227,1 GW (1991 TWh por año), [14] la más alta del mundo y todavía ligeramente por delante de China (1950 TWh por año) en ese momento. [ cita requerida ] En 2000, la producción media estadounidense de electricidad a partir de carbón fue de 224,3 GW (1966 TWh para el año). [14] En 2006, la generación eléctrica estadounidense consumió 1.027 millones de toneladas cortas (932 millones de toneladas métricas), o el 92,3% del carbón extraído en el país. [15]
Debido a la aparición del gas de esquisto , el consumo de carbón disminuyó a partir de 2009. [17] [10] En el primer trimestre de 2012, el uso de carbón para la generación de electricidad disminuyó sustancialmente más, un 21% desde los niveles de 2011. Según la Administración de Información Energética de los EE. UU., se retirarán 27 gigavatios de capacidad de generadores alimentados con carbón de 175 plantas de energía a carbón entre 2012 y 2016. [18] El gas natural mostró un aumento correspondiente, aumentando en un tercio con respecto a 2011. [19] La participación del carbón en la generación de electricidad cayó a poco más del 36%. [19] El uso de carbón continúa disminuyendo rápidamente hasta noviembre de 2015 con su participación en torno al 33,6%. [1]
Las plantas de carbón son en su mayoría plantas de carga base con tasas de utilización típicas del 50% al 60% (en relación con las horas de carga completa).
Las empresas de servicios públicos han cerrado y retirado plantas de energía a carbón antiguas tras la implementación de la Norma de Contaminación del Aire entre Estados (CSAP) por parte de la Agencia de Protección Ambiental (EPA). [20] [21] La magnitud de los cierres y la reducción en la utilización dependen de factores como el precio futuro del gas natural y el costo de instalación de equipos de control de la contaminación; sin embargo, a partir de 2013, el futuro de las plantas de energía a carbón en los Estados Unidos no parecía prometedor. [22] [23] En 2014, se estimó que se retirarían 40 gigavatios (GW) adicionales de capacidad de generación a carbón hasta 2020, además de los casi 20 GW que ya se habían retirado en 2014. Esto se debe principalmente al gas natural barato que compite con el carbón y a las Normas de Tóxicos del Aire y Mercurio (MATS) de la EPA, que requieren reducciones significativas en las emisiones de mercurio, gases ácidos y metales tóxicos, programadas para entrar en vigor en abril de 2015. [24] [ necesita actualización ] Más de 13 GW de plantas de energía a carbón construidas entre 1950 y 1970 se retiraron en 2015, con un promedio de 133 MW por planta. [25] En Texas, la caída del precio del gas natural ha reducido el factor de capacidad en 7 de las plantas de carbón del estado (producción máxima de 8 GW), y contribuyen con aproximadamente una cuarta parte de la electricidad del estado. [26]
El costo de transportar carbón puede ser de alrededor de 20 dólares por tonelada en trenes, o de 5 a 6 dólares por tonelada en barcazas y camiones. [27] [28] Un estudio de 2015 realizado por un consorcio de organizaciones ambientales concluyó que los subsidios del gobierno de los EE. UU. para la producción de carbón son de alrededor de 8 dólares por tonelada para la cuenca del río Powder . [29]
En 2018, 16 de los 50 estados federales de los EE. UU. no tenían energía a base de carbón en su producción de energía para el suministro público (California, Idaho, Massachusetts, Rhode Island y Vermont), menos del 5 % de carbón en su producción de energía (Connecticut, Maine, New Hampshire, Nueva Jersey, Nueva York, Delaware) o entre el 5 y el 10 % (Alaska, Nevada, Mississippi, Oregón y el estado de Washington) [30] [31]
En 2023, Estados Unidos experimentó una notable disminución de la capacidad de generación de carbón, con el retiro de 9,7 gigavatios (GW) de energía a carbón. Esto representa una reducción en la tasa de retiro de plantas de carbón en comparación con años anteriores, lo que sugiere una desaceleración en la eliminación gradual de la infraestructura de carbón en el país. [32]
En Estados Unidos, tres centrales eléctricas de carbón registraron las mayores emisiones tóxicas al aire en 2001: [33]
La Agencia de Protección Ambiental clasificó los 44 sitios como peligros potenciales para las comunidades, lo que significa que los vertederos podrían causar muertes y daños materiales importantes si un evento como una tormenta o una falla estructural causara un derrame. Se estima que alrededor de 300 vertederos secos y estanques de almacenamiento húmedo se utilizan en todo el país para almacenar cenizas de plantas de energía a carbón. Las instalaciones de almacenamiento contienen los ingredientes no combustibles del carbón y las cenizas atrapadas por equipos diseñados para reducir la contaminación del aire. [34]
Los subproductos de las plantas de carbón se han relacionado con la lluvia ácida .
86 plantas de carbón tienen una capacidad de 107,1 GW, o el 9,9% de la capacidad eléctrica total de EE.UU., y emitieron 5.389.592 toneladas de SO 2 en 2006, lo que representa el 28,6% de las emisiones de SO 2 de EE.UU. de todas las fuentes. [35]
Las emisiones de la generación de electricidad representan la mayor parte de los gases de efecto invernadero de los Estados Unidos, un 38,9% de la producción de dióxido de carbono de ese país en 2006 (seguidas de cerca por las emisiones del transporte, con un 31%). Aunque la energía a carbón sólo representó el 49% de la producción de electricidad de los Estados Unidos en 2006, fue responsable del 83% de las emisiones de CO2 causadas por la generación de electricidad ese año, o 1.970 millones de toneladas métricas de emisiones de CO2 . Otros 130 millones de toneladas métricas de CO2 fueron liberados por otras aplicaciones industriales de quema de carbón. [36]
Se estima que las centrales eléctricas de carbón de Estados Unidos, propiedad de las empresas de servicios públicos, emitieron unas 48 toneladas de mercurio en 1999, la mayor fuente de contaminación por mercurio de origen humano en Estados Unidos [37]. En 1995-96, esto representó el 32,6% de todo el mercurio emitido al aire por la actividad humana en Estados Unidos. Además, el 13,1% fue emitido por calderas industriales y comerciales de uso mixto a carbón, y el 0,3% por calderas residenciales a carbón, lo que elevó la contaminación total por mercurio en Estados Unidos debido a la combustión de carbón al 46% de las fuentes de mercurio de origen humano en Estados Unidos. [38] En contraste, las centrales eléctricas de carbón de China emitieron unas 200 ± 90 toneladas de mercurio en 1999, lo que representó aproximadamente el 38% de las emisiones de mercurio generadas por el hombre en China (el 45% se emitió por la fundición de metales no ferrosos). [39] El mercurio en las emisiones de las centrales eléctricas se puede reducir mediante el uso de carbón activado .
En 2007 se lanzó una campaña publicitaria para mejorar la opinión pública sobre la energía a base de carbón, titulada America's Power (El poder de Estados Unidos ) . La llevó a cabo la American Coalition for Clean Coal Electricity (entonces conocida como Americans for Balanced Energy Choices), una organización a favor del carbón fundada en 2000.
En vista de la creciente demanda de electricidad durante la década de 2000, en Estados Unidos se ha producido una "tendencia creciente contra las centrales eléctricas de carbón". En 2005, la central eléctrica de Mohave, de 790 MW , cerró en lugar de aplicar los controles de contaminación ordenados por los tribunales. Entre 2006 y 2007, hubo una actitud alcista del mercado con respecto al carbón, con la expectativa de una nueva oleada de plantas, pero las barreras políticas y las preocupaciones por la contaminación aumentaron exponencialmente, lo que probablemente perjudicará los planes de nueva generación y ejercerá presión sobre las plantas más antiguas. [40] En 2007, los patrocinadores cancelaron, abandonaron o pusieron en suspenso 59 plantas de carbón propuestas como resultado de obstáculos financieros, decisiones regulatorias, fallos judiciales y nueva legislación sobre el calentamiento global. [41] [42]
La campaña Stop Coal ha pedido una moratoria a la construcción de nuevas plantas de carbón y la eliminación gradual de todas las plantas existentes, citando la preocupación por el calentamiento global. [43] Otros han pedido un impuesto al carbono y un requisito de secuestro de carbono para todas las plantas de energía a carbón. [44]
La creación en enero de 2009 de un grupo de trabajo presidencial (para estudiar formas de alterar la dirección energética de los proveedores de energía de Estados Unidos) favorece la tendencia a abandonar las centrales eléctricas a carbón.
La mayor competencia del gas natural barato es responsable del 49 por ciento de la disminución del consumo interno de carbón en Estados Unidos. Una demanda menor a la esperada es responsable del 26 por ciento, y el crecimiento de la energía renovable es responsable del 18 por ciento.
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