Generación eléctrica

Turbo generador

Generación de electricidad es el proceso de generación de energía eléctrica a partir de fuentes de energía primaria. Para las utilities del sector de la energía eléctrica, es la etapa previa a su entrega (transmisión, distribución, etc.) a los usuarios finales oa su almacenamiento (utilizando, por ejemplo, el método de almacenamiento por bombeo).

La electricidad no está disponible libremente en la naturaleza, por lo que debe ser "producida" (es decir, transformar otras formas de energía en electricidad). La producción se lleva a cabo en centrales eléctricas (también llamadas "centrales eléctricas"). La electricidad se genera con mayor frecuencia en una planta de energía mediante generadores electromecánicos, impulsados principalmente por motores térmicos alimentados por combustión o fisión nuclear, pero también por otros medios, como la energía cinética del agua y el viento. Otras fuentes de energía incluyen la energía solar fotovoltaica y la energía geotérmica. También existen métodos exóticos y especulativos para recuperar energía, como los diseños de reactores de fusión propuestos que tienen como objetivo extraer energía directamente de campos magnéticos intensos generados por partículas cargadas que se mueven rápidamente generadas por la reacción de fusión (ver magnetohidrodinámica).

Eliminar progresivamente las centrales eléctricas de carbón y, finalmente, las centrales eléctricas de gas, o capturar sus emisiones de gases de efecto invernadero, es una parte importante de la transformación energética necesaria para limitar el cambio climático. Se pronostica que se necesitará mucha más energía solar y eólica, y la demanda de electricidad aumentará considerablemente con una mayor electrificación del transporte, los hogares y la industria.

Historia

Los costos pasados de producir energía renovable han disminuido significativamente, con un 62% de la generación total de energía renovable añadida en 2020 con menores costos que la nueva opción de combustibles fósiles más barata.

Costo estandarizado: Con la aplicación cada vez más generalizada de las fuentes de energía renovable, los costos de las energías renovables han disminuido, sobre todo en lo que respecta a la energía generada por los paneles solares.
El costo estandarizado de la energía (LCOE) es una medida del costo neto medio actual de la generación de electricidad para una planta generadora durante su vida útil.

Dynamos y motor instalado en Edison General Electric Company, Nueva York 1895

Los principios fundamentales de la generación de electricidad fueron descubiertos en la década de 1820 y principios de la de 1830 por el científico británico Michael Faraday. Su método, que todavía se usa hoy en día, consiste en generar electricidad mediante el movimiento de un bucle de alambre, o disco de Faraday, entre los polos de un imán. Las centrales eléctricas centrales se volvieron económicamente prácticas con el desarrollo de la transmisión de energía de corriente alterna (CA), utilizando transformadores de potencia para transmitir energía a alto voltaje y con pocas pérdidas.

La producción de electricidad comercial comenzó con el acoplamiento de la dínamo a la turbina hidráulica. La producción mecánica de energía eléctrica inició la Segunda Revolución Industrial e hizo posible varios inventos que utilizan electricidad, siendo los principales contribuyentes Thomas Alva Edison y Nikola Tesla. Anteriormente, la única forma de producir electricidad era mediante reacciones químicas o usando celdas de batería, y el único uso práctico de la electricidad era para el telégrafo.

La generación de electricidad en las centrales eléctricas comenzó en 1882, cuando una máquina de vapor que impulsaba una dínamo en la estación Pearl Street producía una corriente continua que alimentaba el alumbrado público en Pearl Street, Nueva York. La nueva tecnología fue adoptada rápidamente por muchas ciudades del mundo, que adaptaron sus farolas de gas a energía eléctrica. Poco después, las luces eléctricas se usarían en edificios públicos, negocios y para impulsar el transporte público, como tranvías y trenes.

Las primeras centrales eléctricas utilizaban energía hidráulica o carbón. Hoy en día se utilizan una variedad de fuentes de energía, como el carbón, la nuclear, el gas natural, la hidroeléctrica, el viento y el petróleo, así como la energía solar, la energía de las mareas y las fuentes geotérmicas.

En la década de 1880, la popularidad de la electricidad creció enormemente con la introducción de la bombilla incandescente. Aunque hay 22 inventores reconocidos de la bombilla antes de Joseph Swan y Thomas Edison, el invento de Edison y Swan se convirtió, con mucho, en el más exitoso y popular de todos. Durante los primeros años del siglo XIX, se dieron saltos masivos en las ciencias eléctricas. Y a fines del siglo XIX, el avance de la tecnología y la ingeniería eléctricas llevó a que la electricidad fuera parte de la vida cotidiana. Con la introducción de muchos inventos eléctricos y su implementación en la vida cotidiana, la demanda de electricidad dentro de los hogares creció de manera espectacular. Con este aumento en la demanda, muchos empresarios vieron el potencial de ganancias y comenzaron a invertir en sistemas eléctricos para eventualmente crear los primeros servicios públicos de electricidad. Este proceso en la historia a menudo se describe como electrificación.

La primera distribución de electricidad provino de empresas que operaban independientemente unas de otras. Un consumidor compraría electricidad a un productor y el productor la distribuiría a través de su propia red eléctrica. A medida que la tecnología mejoró, también lo hizo la productividad y la eficiencia de su generación. Invenciones como la turbina de vapor tuvieron un impacto masivo en la eficiencia de la generación eléctrica, pero también en la economía de la generación. Esta conversión de energía térmica en trabajo mecánico era similar a la de las máquinas de vapor, aunque a una escala significativamente mayor y mucho más productiva. Las mejoras de estas plantas de generación a gran escala fueron críticas para el proceso de generación centralizada, ya que se volverían vitales para todo el sistema de energía que ahora usamos.

A mediados del siglo XX, muchas empresas de servicios públicos comenzaron a fusionar sus redes de distribución debido a los beneficios económicos y de eficiencia. Junto con la invención de la transmisión de energía a larga distancia, comenzó a formarse la coordinación de las centrales eléctricas. Luego, este sistema fue asegurado por operadores de sistemas regionales para garantizar la estabilidad y confiabilidad. La electrificación de los hogares comenzó en el norte de Europa y en América del Norte en la década de 1920 en las grandes ciudades y áreas urbanas. No fue hasta la década de 1930 que las áreas rurales vieron el establecimiento de la electrificación a gran escala.

Métodos de generación

Existen varios métodos fundamentales para convertir otras formas de energía en energía eléctrica. La generación a gran escala se logra mediante generadores eléctricos rotativos o mediante sistemas fotovoltaicos. Una pequeña proporción de la energía eléctrica distribuida por las empresas de servicios públicos es proporcionada por baterías. Otras formas de generación de electricidad utilizadas en aplicaciones de nicho incluyen el efecto triboeléctrico, el efecto piezoeléctrico, el efecto termoeléctrico y la betavoltaica.

Generadores

Las turbinas eólicas suelen proporcionar generación eléctrica junto con otros métodos de producción de energía.

Los generadores eléctricos transforman la energía cinética en electricidad. Esta es la forma más utilizada para generar electricidad y se basa en la ley de Faraday. Se puede ver experimentalmente girando un imán dentro de bucles cerrados de material conductor (por ejemplo, alambre de cobre). Casi toda la generación eléctrica comercial se realiza mediante inducción electromagnética, en la que la energía mecánica fuerza a un generador a girar.

Electroquímica

Las grandes presas, como la presa Hoover en los Estados Unidos, pueden proporcionar grandes cantidades de energía hidroeléctrica. Tiene una capacidad instalada de 2,07 GW.

La electroquímica es la transformación directa de energía química en electricidad, como en una batería. La generación de electricidad electroquímica es importante en aplicaciones portátiles y móviles. Actualmente, la mayor parte de la energía electroquímica proviene de baterías. Las celdas primarias, como las baterías comunes de zinc-carbono, actúan como fuentes de energía directamente, pero las celdas secundarias (es decir, baterías recargables) se utilizan para sistemas de almacenamiento en lugar de sistemas de generación primaria. Los sistemas electroquímicos abiertos, conocidos como pilas de combustible, se pueden utilizar para extraer energía de combustibles naturales o de combustibles sintetizados. El poder osmótico es una posibilidad en lugares donde se fusionan el agua dulce y la salada.

Efecto fotovoltaico

El efecto fotovoltaico es la transformación de la luz en energía eléctrica, como en las células solares. Los paneles fotovoltaicos convierten la luz solar directamente en electricidad de CC. Los inversores de energía pueden convertir eso en electricidad de CA si es necesario. Aunque la luz del sol es gratis y abundante, la electricidad de la energía solar suele ser más costosa de producir que la energía generada mecánicamente a gran escala debido al costo de los paneles. Las celdas solares de silicio de baja eficiencia han ido disminuyendo en costo y las celdas de unión múltiple con una eficiencia de conversión cercana al 30% ahora están disponibles comercialmente. Se ha demostrado una eficiencia superior al 40 % en sistemas experimentales. Hasta hace poco, la energía fotovoltaica se usaba con mayor frecuencia en sitios remotos donde no hay acceso a una red eléctrica comercial, o como fuente de electricidad complementaria para hogares y negocios individuales. Los avances recientes en la eficiencia de fabricación y la tecnología fotovoltaica, combinados con subsidios impulsados por preocupaciones ambientales, han acelerado drásticamente el despliegue de paneles solares. La capacidad instalada está creciendo alrededor de un 20 % al año, impulsada por aumentos en Alemania, Japón, Estados Unidos, China e India.

Economía

La selección de modos de producción de electricidad y su viabilidad económica varía según la demanda y la región. La economía varía considerablemente en todo el mundo, lo que resulta en precios de venta residencial generalizados. Las plantas hidroeléctricas, las plantas de energía nuclear, las plantas de energía térmica y las fuentes renovables tienen sus propios pros y contras, y la selección se basa en el requerimiento de energía local y las fluctuaciones en la demanda. Todas las redes eléctricas tienen cargas variables, pero el mínimo diario es la carga base, a menudo suministrada por plantas que funcionan de forma continua. Las centrales nucleares, de carbón, de petróleo, de gas y algunas hidroeléctricas pueden suministrar carga base. Si los costos de construcción de pozos para gas natural son inferiores a $10 por MWh, generar electricidad a partir de gas natural es más económico que generar energía quemando carbón.

Las plantas de energía nuclear pueden producir una gran cantidad de energía a partir de una sola unidad. Sin embargo, los desastres nucleares han generado preocupaciones sobre la seguridad de la energía nuclear y el costo de capital de las plantas nucleares es muy alto. Las centrales hidroeléctricas están ubicadas en áreas donde la energía potencial del agua que cae puede aprovecharse para mover turbinas y generar energía. Puede que no sea una única fuente de producción económicamente viable cuando la capacidad de almacenar el flujo de agua es limitada y la carga varía demasiado durante el ciclo de producción anual.

Equipos generadores

Un gran generador con el rotor removido

Los generadores eléctricos se conocieron en formas simples desde el descubrimiento de la inducción electromagnética en la década de 1830. En general, alguna forma de motor principal, como un motor o las turbinas descritas anteriormente, impulsa un campo magnético giratorio a través de bobinas estacionarias de alambre, convirtiendo así la energía mecánica en electricidad. La única producción de electricidad a escala comercial que no emplea un generador es la energía solar fotovoltaica.

Turbinas

Las grandes presas, como la presa Tres Gorges en China, pueden proporcionar grandes cantidades de energía hidroeléctrica; tiene una capacidad de 22,5 GW.

Casi toda la energía eléctrica comercial en la Tierra se genera con una turbina impulsada por viento, agua, vapor o gas quemado. La turbina mueve un generador, transformando así su energía mecánica en energía eléctrica por inducción electromagnética. Hay muchos métodos diferentes para desarrollar energía mecánica, incluidos motores térmicos, energía hidráulica, eólica y mareomotriz. La mayor parte de la generación eléctrica es impulsada por motores térmicos. La combustión de combustibles fósiles suministra la mayor parte de la energía a estos motores, con una fracción significativa de la fisión nuclear y parte de fuentes renovables. La turbina de vapor moderna (inventada por Sir Charles Parsons en 1884) actualmente genera alrededor del 80% de la energía eléctrica en el mundo usando una variedad de fuentes de calor. Los tipos de turbinas incluyen:

• Steam
  • El agua es hervida por carbón quemado en una central térmica. Así se genera alrededor del 41% de toda la electricidad.
  • El calor de la fisión nuclear creado en un reactor nuclear crea vapor. Así se genera menos del 15% de la electricidad.
  • Energía renovable. El vapor se genera por biomasa, energía solar térmica o energía geotérmica.
• Gas natural: las turbinas son impulsadas directamente por gases producidos por la combustión. El ciclo combinado es impulsado tanto por vapor como por gas natural. Generan energía quemando gas natural en una turbina de gas y usan calor residual para generar vapor. Al menos el 20% de la electricidad del mundo es generada por gas natural.
• Water Energy es capturado por una turbina de agua del movimiento del agua - desde el agua caída, el aumento y caída de mareas o corrientes térmicas oceánicas (ver conversión de energía térmica oceánica). Actualmente, las plantas hidroeléctricas proporcionan aproximadamente el 16% de la electricidad mundial.
• El molino de viento era una turbina muy temprana. En 2018 se produjo alrededor del 5% de la electricidad del mundo a partir del viento.

Aunque las turbinas son más comunes en la generación de energía comercial, los generadores más pequeños pueden funcionar con motores de gasolina o diesel. Estos pueden usarse para generación de respaldo o como fuente principal de energía dentro de pueblos aislados.

Producción

La producción bruta total mundial de electricidad en 2016 fue de 25 082 TWh. Las fuentes de electricidad fueron carbón y turba 38,3%, gas natural 23,1%, hidroeléctrica 16,6%, energía nuclear 10,4%, petróleo 3,7%, solar/eólica/geotérmica/mareomotriz/otras 5,6%, biomasa y residuos 2,3%.

En 2021, la electricidad generada por energía eólica y solar alcanzó el 10 % de la electricidad producida a nivel mundial. Las fuentes limpias (solar, eólica y otras) generaron el 38% de la electricidad mundial.

Flujo de energía de la central eléctrica

Resultados históricos de producción de energía eléctrica

Producción por país

Estados Unidos ha sido durante mucho tiempo el mayor productor y consumidor de electricidad, con una participación global en 2005 de al menos el 25 %, seguido de China, Japón, Rusia e India. En 2011, China superó a Estados Unidos y se convirtió en el mayor productor de electricidad.

Preocupaciones ambientales

Las variaciones entre los países que generan energía eléctrica afectan las preocupaciones sobre el medio ambiente. En Francia, solo el 10 % de la electricidad se genera a partir de combustibles fósiles, EE. UU. es más alto con un 70 % y China con un 80 %. La limpieza de la electricidad depende de su fuente. Las fugas de metano (del gas natural a las centrales eléctricas alimentadas con gas combustible) y las emisiones de dióxido de carbono de la generación de electricidad basada en combustibles fósiles representan una parte importante de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. En los Estados Unidos, la combustión de combustibles fósiles para la generación de energía eléctrica es responsable del 65% de todas las emisiones de dióxido de azufre, el componente principal de la lluvia ácida. La generación de electricidad es la cuarta fuente combinada más alta de NOx, monóxido de carbono y partículas en los EE. UU.

Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), la generación de electricidad con bajas emisiones de carbono debe representar el 85 % de la producción eléctrica mundial para 2040 a fin de evitar los peores efectos del cambio climático. Al igual que otras organizaciones, incluido el Energy Impact Center (EIC) y la Comisión Económica para Europa de las Naciones Unidas (CEPE), la AIE ha pedido la expansión de la energía nuclear y renovable para cumplir ese objetivo. Algunos, como el fundador de EIC, Bret Kugelmass, creen que la energía nuclear es el método principal para descarbonizar la generación de electricidad porque también puede impulsar la captura directa de aire que elimina las emisiones de carbono existentes en la atmósfera. Las plantas de energía nuclear también pueden crear proyectos de desalinización y calefacción urbana, lo que limita las emisiones de carbono y la necesidad de una mayor producción eléctrica.

Un problema fundamental con respecto a la generación centralizada y los métodos actuales de generación eléctrica que se utilizan en la actualidad son los importantes efectos ambientales negativos que tienen muchos de los procesos de generación. Procesos como el carbón y el gas no solo liberan dióxido de carbono cuando se queman, sino que su extracción del suelo también afecta el medio ambiente. Las minas de carbón a cielo abierto utilizan grandes extensiones de tierra para extraer carbón y limitan el potencial de uso productivo de la tierra después de la excavación. La extracción de gas natural libera grandes cantidades de metano a la atmósfera cuando se extrae del suelo, lo que aumenta en gran medida los gases de efecto invernadero globales. Aunque las plantas de energía nuclear no liberan dióxido de carbono a través de la generación de electricidad, existen riesgos significativos asociados con los desechos nucleares y problemas de seguridad asociados con el uso de fuentes nucleares. Este miedo a la energía nuclear proviene de catástrofes nucleares a gran escala como el desastre de Chernobyl y el desastre nuclear de Fukushima Daiichi. Ambas tragedias provocaron importantes bajas y la contaminación radiactiva de grandes áreas.

Por unidad de electricidad generada, las emisiones de gases de efecto invernadero durante el ciclo de vida de la energía a base de carbón y gas son casi siempre al menos diez veces superiores a las de otros métodos de generación.

Generación centralizada y distribuida

La generación centralizada es la generación de electricidad por instalaciones centralizadas a gran escala, enviada a través de líneas de transmisión a los consumidores. Estas instalaciones suelen estar ubicadas lejos de los consumidores y distribuyen la electricidad a través de líneas de transmisión de alto voltaje a una subestación, donde luego se distribuye a los consumidores; el concepto básico es que las grandes estaciones de varios megavatios o gigavatios generan electricidad para un gran número de personas. La gran mayoría de la electricidad utilizada se genera a partir de generación centralizada. La mayor parte de la generación de energía centralizada proviene de grandes plantas de energía que funcionan con combustibles fósiles como el carbón o el gas natural, aunque también se usan comúnmente plantas nucleares o grandes hidroeléctricas. La generación centralizada es fundamentalmente lo opuesto a la generación distribuida. La generación distribuida es la generación de electricidad a pequeña escala para grupos más pequeños de consumidores. Esto también puede incluir la producción independiente de electricidad mediante energía solar o eólica. En los últimos años, la generación distribuida ha visto una chispa en popularidad debido a su propensión a utilizar métodos de generación de energía renovable, como la energía solar en la azotea.

Tecnologías

Las fuentes de energía centralizadas son grandes plantas de energía que producen grandes cantidades de electricidad para una gran cantidad de consumidores. La mayoría de las centrales eléctricas utilizadas en la generación centralizada son centrales térmicas, lo que significa que utilizan un combustible para calentar el vapor y producir un gas presurizado que, a su vez, hace girar una turbina y genera electricidad. Esta es la forma tradicional de producir energía. Este proceso se basa en varias formas de tecnología para producir electricidad generalizada, que son el carbón natural, el gas y las formas nucleares de generación térmica. Más recientemente, la energía solar y la eólica se han vuelto a gran escala.

Solar

The 40.5 MW Jännersdorf Solar Park in Prignitz, Germany

Una estación de energía fotovoltaica, también conocida como parque solar, granja solar o central solar, es un sistema de energía fotovoltaica de gran escala conectado a la red (sistema VPH) diseñado para el suministro de energía mercante. Son diferentes de la mayoría de la energía solar montada en edificios y otras energías solares descentralizadas porque suministran energía a nivel de utilidad, en lugar de a un usuario o usuarios locales. La expresión genérica solar a escala de utilidades se utiliza a veces para describir este tipo de proyecto.

La fuente de energía solar es paneles solares que convierten la luz directamente a la electricidad. Sin embargo, esto difiere de y no debe confundirse con energía solar concentrada, la otra gran tecnología de generación solar a gran escala, que utiliza el calor para conducir una variedad de sistemas generadores convencionales. Ambos enfoques tienen sus propias ventajas y desventajas, pero hasta la fecha, por diversas razones, la tecnología fotovoltaica ha visto un uso mucho más amplio. A partir de 2019, alrededor del 97% de la capacidad de energía solar a escala de utilidad fue PV.

En algunos países, la capacidad de placa de nombres de las centrales eléctricas fotovoltaicas se clasifica en megawatt-peak (MW_p), que se refiere a la potencia máxima DC teórica de la matriz solar. En otros países, el fabricante declara la superficie y la eficiencia. Sin embargo, Canadá, Japón, España y Estados Unidos a menudo especifican el uso de la potencia nominal reducida convertida en MWAC, una medida más directamente comparable a otras formas de generación de energía. La mayoría de los parques solares se desarrollan a una escala de al menos 1 MW_p. A partir de 2018, las estaciones de energía fotovoltaica más grandes del mundo superaron 1 gigawatt. A finales de 2019, alrededor de 9.000 fincas solares fueron mayores de 4 MW_AC (escala de la eficiencia), con una capacidad combinada de más de 220 GW_AC.

La mayoría de las centrales fotovoltaicas existentes en gran escala son propiedad y son operadas por productores independientes de energía, pero la participación de proyectos comunitarios y de propiedad de la utilidad está aumentando. Previamente, casi todos fueron apoyados por al menos en parte por incentivos regulatorios tales como aranceles alimentarios o créditos fiscales, pero como los costos estandarizados disminuyeron significativamente en los 2010 y la paridad de la red se ha alcanzado en la mayoría de los mercados, generalmente no se necesitan incentivos externos.

Viento

El San Gorgonio Pase parque eólico en California, Estados Unidos.

La granja de viento Gansu en China es el mayor parque eólico del mundo, con una capacidad de 20.000 MW para 2020.

Un parque eólico o parque eólico, también llamado estación de energía eólica o central eólica, es un grupo de turbinas eólicas en la misma ubicación utilizada para producir electricidad. Las granjas eólicas varían en tamaño, desde un pequeño número de turbinas hasta varios cientos de turbinas eólicas que cubren una extensa zona. Las granjas eólicas pueden estar ya sea en tierra o costa.

Muchos de los mayores parques eólicos terrestres están ubicados en China, India y Estados Unidos. Por ejemplo, el mayor parque eólico del mundo, Gansu Wind Farm en China tenía una capacidad de más de 6.000 MW para 2012, con un objetivo de 20.000 MW para 2020. A diciembre de 2020, la granja de viento de Hornsea 1218 MW en el Reino Unido es la mayor granja eólica offshore del mundo. Los diseños individuales de turbina de viento siguen aumentando en potencia, lo que da lugar a que se necesitan menos turbinas para la misma salida total.

Debido a que no requieren combustible, las granjas eólicas tienen menos impacto en el medio ambiente que muchas otras formas de generación de energía y a menudo se denominan una buena fuente de energía verde. Sin embargo, las granjas eólicas han sido criticadas por su impacto visual y su impacto en el paisaje. Típicamente necesitan ser repartidos sobre más tierra que otras centrales eléctricas y necesitan ser construidos en áreas silvestres y rurales, lo que puede conducir a la "industrialización del campo", pérdida de hábitat y caída del turismo. Algunos críticos afirman que las granjas eólicas tienen efectos adversos en la salud, pero la mayoría de los investigadores consideran que estas afirmaciones son pseudociencia (véase el síndrome de la turbina eólica). Las granjas eólicas pueden interferir con el radar, aunque en la mayoría de los casos, según el Departamento de Energía de EE.UU., "siting y otras mitigacións han resuelto conflictos y han permitido que los proyectos eólicos coexistan eficazmente con el radar".

Carbón

Bełchatów Power Station en Bełchatów, Polonia

Frimmersdorf Power Station en Grevenbroich, Alemania

Diagrama de estación de energía de carbón

Proporción de la producción de electricidad del carbón

Una central eléctrica o central eléctrica de carbón es una central térmica que quema carbón para generar electricidad. En todo el mundo hay más de 2.400 centrales eléctricas de carbón, con un total de más de 2.000 gigavatios. Generan alrededor de un tercio de la electricidad del mundo, pero causan muchas enfermedades y las muertes más tempranas, principalmente de la contaminación atmosférica.

Una central eléctrica de carbón es un tipo de estación de energía de combustible fósil. El carbón es generalmente pulverizado y luego se quema en una caldera pulverizada de carbón. El calor del horno convierte agua de caldera a vapor, que se utiliza para girar turbinas que giran generadores. Así, la energía química almacenada en carbón se convierte sucesivamente en energía térmica, energía mecánica y, finalmente, energía eléctrica.

Las centrales eléctricas de carbón emiten sobre 10 Gt de dióxido de carbono cada año, aproximadamente una quinta parte de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, así como la mayor causa del cambio climático. Más de la mitad de toda la electricidad con carbón en el mundo se genera en China. En 2020 el número total de plantas empezó a caer mientras se están retirando en Europa y América aunque todavía se están construyendo en Asia, casi todo en China. Algunos siguen siendo rentables porque los costos para otras personas debido al impacto ambiental y de salud de la industria del carbón no se precio en el costo de la generación, pero hay el riesgo de nuevas plantas pueden convertirse en activos varados. El Secretario General de la ONU ha dicho que los países de la OCDE deben dejar de generar electricidad del carbón para 2030, y el resto del mundo para 2040.

Gas natural

El gas natural se enciende para crear gas presurizado que se usa para hacer girar turbinas para generar electricidad. Las plantas de gas natural usan una turbina de gas donde se agrega gas natural junto con oxígeno que a su vez se quema y se expande a través de la turbina para obligar a un generador a girar.

Las plantas de energía de gas natural son más eficientes que la generación de energía con carbón; sin embargo, contribuyen al cambio climático pero no tanto como la generación con carbón. No solo producen dióxido de carbono a partir de la ignición del gas natural, sino que también la extracción de gas cuando se extrae libera una cantidad significativa de metano a la atmósfera.

Nucleares

Las plantas de energía nuclear crean electricidad a través de turbinas de vapor donde la entrada de calor proviene del proceso de fisión nuclear. Actualmente, la energía nuclear produce el 11% de toda la electricidad en el mundo. La mayoría de los reactores nucleares utilizan uranio como fuente de combustible. En un proceso llamado fisión nuclear, la energía, en forma de calor, se libera cuando se dividen los átomos nucleares. La electricidad se crea mediante el uso de un reactor nuclear donde el calor producido por la fisión nuclear se usa para producir vapor que a su vez hace girar las turbinas y alimenta los generadores. Aunque existen varios tipos de reactores nucleares, todos utilizan fundamentalmente este proceso.

Las emisiones normales debidas a las plantas de energía nuclear son principalmente calor residual y combustible gastado radiactivo. En un accidente de reactor, se pueden liberar cantidades significativas de radioisótopos al medio ambiente, lo que representa un peligro para la vida a largo plazo. Este peligro ha sido una preocupación continua de los ambientalistas. Accidentes como el accidente de Three Mile Island, el desastre de Chernobyl y el desastre nuclear de Fukushima ilustran este problema.