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Les États-Unis produisent plus de charbon que les autres pays - on estime que près de 300 milliards de tonnes, assez pour les 240 prochaines années, sur la base de la consommation actuelle. Dans la recherche de sources d'énergie durables, le charbon a été mal vu, mais les nouvelles technologies changent la façon dont le charbon est traité pour être transformé en énergie. Les innovations en matière de conversion d'énergie visent à produire une énergie plus propre et à réduire les coûts.
Charbon pour gaz synthétique
Boston et d'autres villes «modernes» du XIXe siècle alimentaient des réverbères et des maisons à gaz, brûlant du charbon - émettant des nuages de pollution dans le processus. Aujourd'hui, la conversion du charbon en gaz synthétique se fait avec des méthodes de plus en plus sophistiquées pour minimiser les rejets de dioxyde de carbone. La gazéification catalytique mélange du charbon et un catalyseur solide avec de la vapeur dans un cylindre étroit. Le mélange est pressurisé et le résultat est de l'hydrogène et du monoxyde de carbone (gaz synthétique) avec un peu de dioxyde de carbone. La séparation et l'élimination sûre du dioxyde de carbone sont les défis actuels pour produire du gaz synthétique de charbon moins cher et plus propre. Ce processus peut aller plus loin pour fabriquer du carburant liquide - une huile synthétique.
Charbon pour liquides
Le diesel et le carburéacteur sont les produits finaux d'une conversion du charbon. Un processus appelé charbon en liquides (charbon en liquides - CTL) convertit le charbon en gaz synthétique, puis en combustible liquide. Les CTL sont plus propres que les combustibles fossiles ordinaires - le charbon liquéfié émet beaucoup moins de particules et d'hydrocarbures (55 à 60% de moins que les combustibles fossiles), ce qui réduit la pollution atmosphérique. Le coût des CTL en 2009 était de 100 R $ le baril, un prix qui reste stable et ne fluctue pas de manière incohérente comme sur le marché des combustibles fossiles. Aujourd'hui, le diesel CTL coûte environ 2,50 R $ le gallon, hors taxes. Pour fabriquer du combustible liquide à partir du charbon, le charbon est placé dans un gazéificateur, un distillateur qui force le charbon à réagir avec l'air, l'oxygène ou la vapeur d'eau. Ce processus forme un gaz synthétique appelé "singas", qui passe ensuite dans un autre réacteur. Singas se combine avec du cobalt, du fer ou tout autre catalyseur solide dans la deuxième chambre, transformant le mélange en hydrocarbures. Lorsque ce mélange refroidit, il se transforme en carburant liquide.
Du charbon pour l'électricité
Le charbon est le plus couramment utilisé pour produire de l'électricité. Le charbon solide est broyé en poudre et mélangé à de l'air chaud. Ensuite, il est brûlé dans un four pour chauffer de l'eau, formant de la vapeur. Cette vapeur fait tourner les pales d'une turbine, démarrant un générateur. Des aimants à l'intérieur d'un ressort en cuivre dans le générateur complètent la transformation du charbon en énergie électrique. La vapeur «usée» est capturée dans un condenseur, qui retourne ensuite au cycle et continue d'être utilisée pour produire de l'électricité. Le département américain de l'énergie a travaillé sur une méthode alternative pour utiliser la gazéification du charbon pour produire de l'électricité dans une centrale électrique sans émissions.
