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Les États-Unis produisent plus de charbon que les autres pays - on estime à près de 300 milliards de tonnes, ce qui est suffisant pour les 240 prochaines années, sur la base de la consommation actuelle. Dans la recherche de sources d'énergie durables, le charbon est mal vu, mais les nouvelles technologies ont changé la façon dont le charbon est transformé en énergie. Les innovations en matière de conversion d'énergie visent une énergie plus propre et permettent également de réduire les coûts.
Charbon pour gaz synthétique
Au XIXe siècle, Boston et d’autres villes «modernes» alimentaient des lampadaires et des maisons de gaz, brûlant du charbon en émettant des nuages de pollution. De nos jours, la conversion du charbon en gaz de synthèse se fait au moyen de méthodes de plus en plus sophistiquées pour minimiser les émissions de dioxyde de carbone. La gazéification catalytique mélange le charbon et un catalyseur solide avec de la vapeur d'eau dans un cylindre étroit. Le mélange est pressurisé et il en résulte de l'hydrogène et du monoxyde de carbone (gaz synthétique) avec un peu de dioxyde de carbone. La séparation et l'élimination sans danger du dioxyde de carbone sont les défis actuels de la production de gaz de charbon synthétique moins coûteux et plus propre. Ce processus peut être poussé plus loin pour obtenir un carburant synthétique - une huile synthétique.
Charbon pour liquides
Le diesel et le carburant d'avion sont les produits finaux d'une conversion du charbon. Un processus appelé charbon en liquides (CTL) convertit le charbon en gaz synthétique, puis en un 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 dollars le baril, un prix qui reste stable et qui ne fluctue pas de manière incohérente, contrairement au marché des combustibles fossiles. Le diesel CTL coûte aujourd'hui environ 2,50 R $ par gallon, sans taxe. Pour fabriquer du combustible liquide à partir du charbon, le charbon est placé dans un gazogène, un appareil de distillation 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. Les singas se combinent 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.
Charbon pour l'électricité
Le charbon est le plus souvent utilisé pour produire de l'électricité. Le charbon solide est réduit en poudre et mélangé à de l'air chaud. Ensuite, il est brûlé dans un four pour chauffer de l'eau en formant de la vapeur. Cette vapeur provoque la rotation des pales d'une turbine en faisant tourner un générateur. Des aimants dans un ressort en cuivre du générateur complètent la transformation du charbon en énergie électrique. La vapeur "utilisée" est capturée dans un condenseur, qui retourne ensuite au cycle et continue d'être utilisée dans la production d'électricité. Le Département de l’énergie des États-Unis a mis au point une méthode alternative d’utilisation de la gazéification du charbon pour produire de l’électricité dans une centrale sans émissions.