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Os Estados Unidos produzem mais carvão que as demais nações - estima-se que quase 300 bilhões de toneladas, o suficiente para os próximos 240 anos, baseados no consumo atual. Na busca por fontes sustentáveis de energia, o carvão vem sendo visto com maus olhos, mas as novas tecnologias vêm mudando o jeito como o carvão é processado para se transformar em energia. As inovações na conversão de energia visam uma energia mais limpa e também custos menores.
Carvão para gás sintético
Boston e outras cidades "modernas" no Século XIX alimentavam as lâmpadas das ruas e casas à gás, queimando carvão - emitindo nuvens de poluição no processo. Hoje, a conversão do carvão em gás sintético é feita com métodos cada vez mais sofisticados para minimizar a liberação de dióxido de carbono. A gaseificação catalítica mistura o carvão e um catalisador sólido com vapor d'água em um cilindro estreito. A mistura é pressurizada e o resultado é hidrogênio e monóxido de carbono (gás sintético) com um pouco de dióxido de carbono. A separação e o descarte seguro do dióxido de carbono são os desafios atuais da produção de gás sintético do carvão mais barato e limpo. Esse processo pode ser levado a um passo além para fazer combustível líquido - petróleo sintético.
Carvão para líquidos
Diesel e combustível de avião são os produtos finais de uma conversão de carvão. Um processo chamado de carvão-para-líquidos (coal-to-liquids - CTLs) converte o carvão para gás sintético, e então para um combustível líquido. Os CTLs são mais limpos que os combustíveis fósseis comuns - carvão liquefeito emite bem menos partículas e hidrocarbonetos (de 55 a 60% menos do que combustíveis fósseis), diminuindo a poluição do ar. O custo de 2009 dos CTLs era de R$ 100 por barril, um preço que se mantém estável e não flutua inconsistentemente como acontece com o mercado de combustíveis fósseis. O diesel CTL hoje custa aproximadamente R$ 2,50 por galão, sem impostos. Para fazer combustível líquido do carvão, coloca-se o carvão em um gaseificador, um destilador que força o carvão a reagir com o ar, oxigênio ou com vapor d'água. Esse processo forma um gás sintético chamado de "singas", que então passa para outro reator. O singas combina-se com cobalto, ferro ou qualquer outro catalisador sólido na segunda câmara, transformando a mistura em hidrocarbonetos. Quando essa mistura esfria, ela se transforma em combustível líquido.
Carvão para eletricidade
O carvão é mais comumente usado para produzir eletricidade. O carvão sólido é moído até formar um pó e misturado com ar quente. Depois, é queimado em um forno para aquecer água, formando vapor. Esse vapor faz as pás de uma turbina girarem, ligando um gerador. Ímãs dentro de uma mola de cobre no gerador completam a transformação de carvão em energia elétrica. O vapor "usado" é captado em um condensador, que depois volta ao ciclo e segue sendo usado na geração de eletricidade. O departamento de energia americano vem trabalhando um método alternativo para usar a gaseificação do carvão para produzir eletricidade em uma usina elétrica livre de emissões.