Posted by
Andarríos on
Nov 08, 2018; 3:55pm
URL: http://foro-crashoil.109.s1.nabble.com/Decisiones-ante-un-mundo-sin-combustibles-fosiles-AMT-tp48328p48447.html
A algunas cosas voy a responder brevemente porque creo que ya está casi todo dicho.
David GS escribió
Igual no ha quedado claro hasta ahora, pero la densidad energética se puede expresar en energía por unidad de masa o energía por unidad de volumen. Si se expresa la energía por unidad de masa, se tiene la energía directamente contenida en las moléculas de la sustancia. Si se expresa la energía por unidad de volumen, se hace teniendo en cuenta la densidad del combustible (relación masa/volumen), es decir, en realidad estás expresando la energía igualmente en función de la masa. Cuando dices que un litro de gasolina proporciona 34.65 MJ lo puedes afirmar porque la gasolina tiene una densidad media de 770 kg/m3 y una densidad energética de 45 MJ/Kg. En definitiva, estás expresando igualmente la energía por unidad de masa, con una variable oculta que es la densidad.
Densidad es siempre Masa/Volumen, por lo que densidad energética es Energía/Volumen. Energía/Masa es el poder calorífico que tiene un valor distinto y, más importante aún, también
la interpretación es distinta. Sigo sin entender cómo es posible confundir ambos términos. Poder calorífico quizá sea más ambiguo pero densidad energética no lo es.
David GS escribió
Los motores de combustión de gasolina (y de GLP) son motores de explosión, y no requieren meter el combustible a presión. Simplemente se inyectan en el cilindro la mezcla pulverizada de gasolina y aire y una chispa eléctrica provoca la explosión. Precisamente por eso son motores relativamente ineficientes, porque la explosión se produce igualmente, se aproveche el movimiento o no se aproveche.
En cambio, en los motores de diésel, el diésel se insufla pulverizado con aire a alta presión para que la presión eleve la temperatura del diésel y lo haga arder, provocando un aumento de temperatura que expande el gas y hace funcionar el motor. Son motores térmicos, mucho más eficientes ya que se puede controlar la cantidad de gas que se expande limitando la cantidad de combustible que se inyecta en el motor.
Ya ves, es el diésel el que requiere de una alta presión de entrada en el motor, y no el GLP...
¿Y el GLP no está ya en una bombona sometido a presión?
Pues me reafirmo en mi apreciación de que no se ven las pérdidas, y sin las pérdidas los balances no son correctos.
David GS escribió
En definitiva, y según el manual de estadísticas de la IEA, la unidad aceptada en Europa es la tonelada, mientras que en EE.UU. se usa el barril. En los cuestionarios que la IEA utiliza para elaborar sus estadísticas la unidad de medida es la tonelada. Si los datos suministrados por los productores son unidades de volumen se realiza la conversión a toneladas utilizando las tablas de densidades, y separando los distintos componentes (y puntualiza que es particularmente importante en el caso de los productos en forma gaseosa como el GLP). Todo esto lo tienes en la referencia que te he puesto arriba (manual de estadísticas, páginas 71 a la 73).
Una vez lo tienes todo en las unidades adecuadas, puedes tomar en cuenta las indicaciones de la IEA que establecen una conversión fija de barrel/BTU. Por tanto, se puede deducir que cuando se habla de barrels, de lo que se está hablando en realidad es de un barril promedio, es decir, de BOE.
En cualquier caso, del manual de estadísticas de la IEA lo que queda claro es que las estadísticas de la IEA se hacen en base a MASA y no en base a VOLUMEN.
Ahí te ha faltado un detalle, que también hay que aportar la gravedad API. Nuevamente, la densidad hay que tenerla en cuenta. Y teniéndola en cuenta puedes transformar los tipos de petróleo a masa o a volumen. Por supuesto, son barriles promedio, por lo que se pierde parte de la información, pero es mínima. Así que son volúmenes, no BOE.
David GS escribió
Andarríos escribió
¿Simplemente cortando? No, hay que añadir energía para formar un enlace C-H
En realidad lo complicado es romper la cadena, no añadir el hidrógeno, que tiende a reaccionar espontáneamente y unirse a lo que sea. Y como ya se ha señalado (creo que por al menos 3 veces), los procesos de refinado consumen energía, no es energía creada de la nada. Simplemente se utiliza para el proceso de refinado que causa la ganancia una energía que no sería aprovechable para otro uso.
Es cierto, ahí reconozco que estaba equivocado porque es una reacción exotérmica. Lo más sorprendente es que los productos son más energéticos. Se libera energía cortando una molécula y los productos son más energéticos, es raro pero así es, aunque tiene trampa.
Bueno, como nos gusta el butano, lo utilizaré como ejemplo.
La reacción de combustión del butano produce CO2, agua y libera 2658,35 KJ/mol:
C4H10 + 13/2O2 ------> 4CO2 + 5H2O ; ΔH= -2658,35 KJ/mol
Si rompemos una cadena de butano a sus mínima expresión, es decir, a 4 moléculas de metano, efectivamente se libera energía, según la reacción siguiente:
C4H10 + 3H2 ------> 4CH4 ; ΔH= -174 KJ/mol
La combustión de este metano libera 802,25 KJ/mol:
CH4 + 2O2 ------> CO2 + 2H2O ; ΔH= -802,25 KJ/mol
Como de cada molécula de butano hemos obtenido 4 moléculas de metano, tendríamos que mulitplicar por 4 la energía anterior para obtener la equivalencia a una molécula de butano, y el resultado es de 3209 KJ para 4 moles, ¡mayor que la combustión del butano! O sea, que la molécula de butano ya pierde energía al fragmentarse y el producto es ¡más energético aún! Porque si a esto le añadimos la energía liberada en la fragmentación del butano el balance total es de 3383,75 KJ para 4 moles, bastante mayor de lo que obtendríamos quemando butano, 2658,35 KJ/mol.
¿Cómo es esto posible? ¿Dónde está la trampa?
El problema es que no hemos considerado un elemento que hemos utilizado en la ecuación, el hidrógeno. Si lo incluimos, el proceso por pasos sería el siguiente:
C4H10 ---(3H2)---> 4CH4 ---(8O2)---> 4CO2 + 8H2O
La reacción global correspondería a esta ecuación:
C4H10 + 3H2 + 8O2 ------> 4CO2 + 8H2O ; ΔH= -3383,75 KJ/mol
Es decir, realmente esa energía de más procede de la oxidación de 3 moléculas de hidrógeno, obteniéndose 3 más de agua. Fragmentando un hidrocarburo lo que se hace es algo así como transferir la energía del hidrógeno a la molécula resultante. Pero como el hidrógeno no es un gas que se encuentre en estado libre en nuestra atmósfera, hay que obtenerlo, por ejemplo, del agua. Para este caso del butano, habría que romper 3 moléculas de agua, las mismas que obtendremos al final, lo que supone un gasto de 725,4 KJ para 3 moles. De modo que el resultado es idéntico tanto si quemamos butano directamente como si lo fragmentamos en moléculas más pequeñas.
Bueno, realmente no da lo mismo porque, teniendo en cuenta que en cada paso se pierde energía, si no hay ningún interés especial en el metano, es preferible quemar butano directamente porque el rendimiento es mayor, antes que fragmentarlo en moléculas más pequeñas.
En conclusión, si consideramos sólo las ganancias el resultado siempre es muy positivo, ¡siempre positivo! Desde luego que tanto derroche de optimismo es una buena actitud vital pero, para que un balance sea real, hay que contar también las pérdidas.
David GS escribió
Para qué ir a las fuentes si podemos quedarnos con una nota de prensa ¿verdad?
La conclusión de la comisión de expertos la puedes consultar en:
http://www6.mityc.es/aplicaciones/transicionenergetica/informe_cexpertos_20180402_veditado.pdfEn la página 290 puedes ver lo que se refiere a la fiscalidad del diésel (que no es conclusión de la comisión de expertos, sino recomendación de la OCDE):
“España cuenta con un margen de actuación considerable
para conseguir que su sistema tributario resulte más respetuoso con el medio ambiente,
ya que los ingresos por impuestos ambientales en proporción al PIB son bajos en
comparación con la mayoría de países de la OCDE (Figura 15). Hay margen para elevar
los impuestos sobre los combustibles para el transporte por carretera, los cuales se
encuentran por debajo del promedio de la OCDE. Asimismo, la tributación por cada litro
de diésel es menor que la que se aplica a la gasolina, lo cual anima a los consumidores a
comprar vehículos diésel, a pesar de que generan más emisiones de CO2 por litro que los de
gasolina, y emiten más agentes contaminantes del aire por kilómetro que resultan
perjudiciales para la salud. El Gobierno debería incrementar la tributación del litro de
diésel hasta niveles cuando menos equivalentes a los del litro de gasolina, y debería elevar
aún más el precio del diésel si las diferencias en los costes de contaminación local no están
reflejadas en el precio de los combustibles.”
Por lo demás, a partir de la página 400 puedes encontrar lo relativo a la descarbonificación, y no se refiere a suprimir el vehículo diésel, sino a incentivar el vehículo eléctrico, usando para ello los instrumentos fiscales necesarios para estimular le implantación del vehículo eléctrico en sustitución de los combustibles fósiles.
Lo que suena bastante distinto de lo que comentas, según me parece.
Muchas gracias, David, por el apunte.
¿Y para qué voy a leerme un informe de más de 500 páginas si puedes hacerlo tú?
Saludotes