This course is designed to introduce students to the issues of energy in the 21st century – including food and fuels – which are inseparably linked – and will discuss energy production and utilization from the biology, engineering, economics, climate science, and social science perspectives. This course will cover the current production and utilization of energy, as well as the consequences of this use, examining finite fossil energy reserves, how food and energy are linked, impacts on the environment and climate, and the social and economic impacts of our present energy and food production and use. After the introductory lectures, we will examine the emerging field of sustainable energy, fuel and food production, emphasizing the importance of developing energy efficient and sustainable methods of production, and how these new technologies can contribute to replacing the diminishing supplies of fossil fuels, and reduce the consequences of carbon dioxide release into the environment. This course will also cover the importance of creating a sustainable energy future for all societies including those of the developing world. Lectures will be prepared and delivered by leading UC San Diego and Scripps Institution of Oceanography faculty and industry professionals across these areas of expertise.
Petroleum Part 2
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Del curso dictado por University of California San Diego
Our Energy Future
460 calificaciones
De la lección
Introduction to Energy
Introduces the basics of energy, covers finite energy sources like petroleum, looks at how energy and food are related, and examines the scale of current and future energy consumption and what renewable energy options can meet that demand.
Conoce a los instructores
Dr. Stephen MayfieldProfessor of Molecular Biology
University of California San Diego
[MÚSICA]
Skip, muchas gracias por la charla, espero que ahora sepamos
un poco más acerca del petróleo y de dónde proviene.
Noté que en una de tus diapositivas, cuando
estabas enumerando todos las diferentes
densidades, creo que en la parte de abajo donde estaban las arenas de alquitrán, ¿verdad?
Y yo sé y algunos de nuestros espectadores sabrán
que las arenas de alquitrán fueron
los hidrocarburos número uno en importaciones en este país.
¿Por qué estamos importando alquitrán hacia este país?
¿Qué hacemos con ellas?
>> Bueno, nosotros hacemos con eso lo que estamos haciendo
con el crudo; estamos tratando de hacer más gasolina.
Y, entonces, para traer esto al país, tenemos que tomar esas arenas
de alquitrán y hacerlas reaccionar químicamente para poder introducirlas en una tubería
y después, sólo las tenemos que transferir a una refinería.
Y después tomamos esas cadenas muy largas y pesadas de arenas de alquitrán y
las rompemos a través de mucho craqueo, hasta que volvamos a la gasolina.
Ok, entonces al final lo que tenemos es un hidrocarburo descompuesto en
otros carbonos más pequeños, los cuales, eventualmente pondremos en nuestros carros.
Ok, entonces, también sé que en la primera
etapa, los primeros carros que tuvimos funcionaban con etanol.
>> Mmmm.
>> Algunos con aceite de maní, pero el etanol era
un combustible y, después, muy rápidamente éste pasó a ser gasolina.
Tú sabes, ¿por qué? ¿qué pasó
para que la gasolina se hiciera tan popular, y por qué nos deshicimos del etanol?
Bueno, cuando John Rockefeller estaba refinando petrólea a partir del queroseno para lámparas,
se dio cuenta de que la electricidad estaba a la vanguardía y él también necesitaba una
industria nueva; la gasolina era una parte, que literalmente estaba botando, entonces
convenció a Henry Ford para rediseñar los motores para que consumieran gasolina.
Y realmente, a través de la manufactura, la gasolina era
más barata que el etanol en ese momento.
Adicionalmente, la gasolina tiene un par de propiedades importantes muy buenas.
El agua no se mezcla con ella, entonces no tienen que
preocuparse porque caiga agua en el tanque de gasolina.
Y la otra cosa es que es estable y libre de degradación microbiana.
A menos que tengan unas condiciones realmente agresivas, ésta se quedará como es
por un largo periodo de tiempo y no dañará el motor.
>>Entonces químicamente ¿era un mejor combustible?
>> [DIÁLOGO CRUZADO].
>> Y entonces, porque lo estamos extrayendo
era realmente más barato que hacer [INAUDIBLE].
>>Que el etanol.
>>Que el etanol. Ok.
Entonces por esas dos razones.
Escuchamos mucho acerca de, tu sabes, acerca del bio crudo.
Y ahora yo encuentro reportes que dicen que
podemos conseguir crudos hechos a partir de fuentes biológicas.
Algas y [DESCONOCIDO], dos que hemos mencionado aquí.
Entonces, ¿cómo se diferencian el crudo o los aceites biológicos del petróleo?
>> En realidad no mucho, quiero decir, tu estás tomando la misma
biomasa y basicamente la estás calentando en ausencia de oxígeno.
Entonces, eso fue básicamente lo que
hicimos con el petróleo que fue formado por
la biomasa que se quedó en el fondo y fue
cubierta por sedimentos, sin oxígeno, aumentando el calor y la presión.
Básicamente ahora estamos haciendo la misma cosa pero artificiamente.
Existen pequeñas diferencias en que habrá un poco más de oxígeno y
nitrógeno en esos compuestos, pero
en su mayoría, básicamente serán las mismas moléculas.
Y esas cosas pueden ir directo a las refinerías también.
>> Entonces las refinerías que nosotros tenemos pueden tomar cualquiera, crudo o
podrían tomar bio crudo y, en cualquiera de los casos, formar gasolina.
>> Absolutamente.
>> Ok, entonces a lo largo de esas líneas,
en este país, tenemos principalmente motores de gasolina.
En Europa, es mucho más común tener diesel.
El diesel se está volviendo más popular aquí.
Creo que la pregunta es, químicamente, ¿cuál es la diferencia entre esos dos?
Obviamente, yo no puedo cambiar diesel por
gasolina en mi motor existente pero quizá, en general, podríamos.
Bueno, toda la diferencia radica en la longitud de la cadena de hidrocarburos.
Los diesel son combustibles diesel con cadenas de hidrocarburos más largas.
Y, como resultado, tienen un punto de ignición más alto.
Ahora, en un motor diesel, el cual es un motor de compresión alta, entonces tienes
su combustión a unas temperatura y
presiones realmente altas, dentro de un motor diesel.
Los motores diesel son realmente los mejores motores
térmicos que operan a alta compresión.
Entonces, en Europa, utilizan subsidios para asegurarse de que el diesel está
a un precio más bajo y por eso es que tienen más de ellos por allá.
Pero, en esencia, son realmente la misma cosa, sólo que con diferente longitud de cadena.
Diferentes y, como resultado, entonces diferentes motores.
>> Entonces, químicamente, muy poco diferentes y por lo tanto tienen
diferentes motores, pero en realidad, más o menos hacen la misma cosa.
>> Absolutamente.
>>Líquido, que se recarga.
>> Absolutamente.
>>Y convierte ese líquido combustible en energía.
>>A eso nos referimos como apto para su propósito como combustible, ¿cierto?
Entonces, esto es seguro de usar, al tener un buen rango, buena densidad energética.
Y que no explote.
>> Sí.
Una de las cosas que noté en tu charla, es que
tienes un mapa del mundo que muestra de dónde vienen los diferentes petróleos.
¿Por qué es eso, por ejemplo, en West Texas o Brent, tenemos un petróleo
liviano y dulce y en Rusia, tenemos, petróleos más pesados y amargos.
¿Cuál es la diferencia en geografía que
hace que los combustibles, los petróleos sean diferentes?
>> Eso tiene que ver con el tipo de biomasa que fue usada y enterrada en
las formaciones rocosas, pero también tiene mucho que ver con qué tanto tiempo han estado enterradas.
Entre más tiempo haya estado enterrado, el petróleo tiende a ser más pesado
y, entonces, los petróleos livianos probablemente son los jóvenes.
en sus estudios. >> Está bien.
Y, entonces, obviamente entre más pesado lo consigas, más
difícil de extraer del suelo será.
>>Más difícil.
Por lo tanto más costoso.
Como nosotros.
>> Bueno, ellos en realidad, tiene menos valor en el mercado.
>>También.
>> Entonces, se paga menos por ellos, pero eso es porque se debe
de reponer el costo que vas a tener que gastar en la refinería.
en sus estudios. >> Está bien.
>>Entonces, la materia prima más costosa, sería el petróleo
dulce de Brent, porque dará el mejor rendimiento por el costo.
>>Correcto.
>> Los otros los comprarán a un precio más bajo.
Ok, entiendo.
Y entonces, supongo también, que una
de las cosas en las que nos gustaría pensar, es
en el futuro, cómo vamos a conseguir más combustibles renovables
para reemplazar los combustibles fósiles que se están acabando.
Qué es lo que ves desde
el punto de vista de la química, de pronto, o desde tu punto de vista,
¿cuáles son las cosas más importantes en las que necesitaremos trabajar
para que podamos conseguir que los biocombustibles renovables reemplacen a los combustibles fósiles?
>> Los biocombustibles tienen dos problemas, uno es que tienen que, en
muchos casos, limpiar la tierra, lo cual es una pérdida de carbono cuando
queman y limpian la tierra y, entonces, la otra parte es que hay
energía y su uso en los procesos
de convertir esos materiales en combustibles con los que puedas trabajar.
Y entonces, la otra cosa es que, todas esas
operaciones requieren de mucha agua, la cual es un recurso muy preciado.
En algunos casos, hay bienes comestibles y entonces,
creo que necesitamos encontrar formas en donde
no afectemos el precio de la comida y no
usemos cantidades sustanciales de agua, o tierra buena y cultivable.
Y también quemar cultivos para poder limpiar esa tierra.
Y la última parte, creo, es la investigación que tiene que hacerse y
cómo recuperar y reciclar los nutrientes claves como el fósforo y el nitrógeno.
Si realmente no encontramos la forma de hacer eso, no podemos tener un combustible
renovable sostenible porque, sólo vamos
a estar tomando petróleo, un recurso limitado.
Y sustituyéndolo por otro, el fósforo.
>> Pero en el caso de combustibles que son sólo hidrógeno y carbono obviamente,
tenemos la oportunidad de reciclar moléculas
de hidrógeno y fosfato porque ellas no son el combustible consumido.
>> Ellas no son el combustible consumido.
>>Bueno, muchas gracias por
la charla y la mejor de las suertes en tu investigación.
>>Muy bien, muchas gracias.
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