10 de octubre de 2018
Por Adam Dove amdove (a través)andrew.cmu.edu
Consultas de medios
- Facultad de Ingeniería
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La industria de energía eléctrica de los Estados Unidos utiliza casi la mitad de toda el agua del país. Las centrales eléctricas utilizan agua para enfriar y crear vapor para girar turbinas, que luego generan electricidad. Pero durante las sequías y la escasez de agua, estas plantas pueden poner una tensión en todo el sistema de agua.
En un artículo reciente publicado en Energy Policy, los profesores de Ingeniería y Políticas Públicas de la Universidad Carnegie Mellon (EPP), Haibo Zhai y Ed Rubin, junto con colegas de la Universidad de Administración de Singapur, han investigado este conflicto y han llegado con una idea: los mandatos gubernamentales para disminuir las emisiones de CO2 podrían reducir el uso de agua en la industria de la energía.
«Estas políticas gubernamentales incentivan la generación de electricidad con bajas emisiones de carbono a través de múltiples caminos, como las energías renovables y el gas natural», dijo Zhai. «Esto podría reducir los impactos adversos en los ecosistemas acuáticos, mejorar la disponibilidad de agua para múltiples sectores y promover el desarrollo sostenible.»
Diferentes centrales eléctricas utilizan agua en diferentes grados. Las energías renovables, por ejemplo, como la energía eólica y solar, no utilizan agua, mientras que el carbón y la energía nuclear utilizan bastante agua para la refrigeración. Tener una flota mixta de fuentes de energía mitiga el alto uso de agua en la energía, pero reducir la dependencia del carbón es una de las variables más prominentes en la ecuación. Zhai y Rubin han descubierto que retirar plantas de carbón a cambio de gas natural y fuentes de energía renovables a menudo reduce la extracción de agua.
Para determinar cómo los estándares de reducción de carbono afectan el uso de agua de la industria eléctrica, el equipo estudió la industria eléctrica de Texas administrada por el Consejo de Confiabilidad Eléctrica de Texas (ERCOT) como un caso ilustrativo. Han encontrado que, sin regulaciones de emisiones de CO2, la volatilidad del mercado, especialmente los precios del gas natural, determinaba la cantidad de emisiones de CO2. Si los precios del gas natural se mantuvieran por debajo de $3/MBTU, las emisiones de CO2 disminuirían debido a que más plantas usarían gas natural más barato y limpio. Sin embargo, los altos precios del gas natural pueden invertir la trayectoria de las emisiones.
Con las regulaciones de emisiones de CO2, el equipo descubrió que la producción de electricidad depende más del gas natural y las energías renovables. La transición regulada a una red eléctrica con bajas emisiones de carbono podría garantizar los beneficios colaterales de la reducción de las emisiones y el uso del agua. En este caso, la red eléctrica podría apoyar de manera sostenible el crecimiento de la población y los cambios en la demanda, al tiempo que liberaría montones de agua para otros sectores, como la agricultura.
Cambiar la industria de la energía al gas natural y las energías renovables es solo una de las muchas opciones bajas en carbono. Rubin señala que la captura y almacenamiento de carbono (CAC) se puede instalar en centrales eléctricas de carbón y gas para reducir el tonelaje de CO2 liberado a la atmósfera. CCS elimina un impresionante 90 por ciento de CO2 de las emisiones, aunque aumenta significativamente los requisitos de agua de refrigeración.
«Pero la tecnología CCS no es competitiva con el gas natural barato y las energías renovables bajo restricciones moderadas de carbono», dijo Zhai. «Para controlar significativamente las emisiones de carbón, la CAC debe adaptarse a las plantas de energía existentes, lo que reduce su viabilidad económica. También se podría considerar la posibilidad de adaptar algunas CAC a plantas alimentadas con gas para promover el aprendizaje tecnológico y una mayor reducción de carbono.»
En última instancia, el equipo concluye que para que Estados Unidos alcance los objetivos de reducción de CO2, las regulaciones que ponen un precio a las emisiones de carbono ofrecen el camino estable hacia adelante. Las políticas cuidadosamente elaboradas pueden proporcionar incentivos y apoyo para ayudar a la industria de la energía a reducir las emisiones, mitigar el cambio climático y reducir el uso del agua.