News

10 ottobre 2018

Gli stati UNITI industria elettrica utilizza quasi la metà di tutta l’acqua in paese. Le centrali elettriche utilizzano l’acqua per il raffreddamento e la creazione di vapore per trasformare le turbine, che quindi generano elettricità. Ma durante la siccità e la scarsità d’acqua, queste piante possono mettere a dura prova l’intero sistema idrico.

In un recente articolo pubblicato su Energy Policy, i professori della Carnegie Mellon University Engineering and Public Policy (EPP) Haibo Zhai e Ed Rubin con i colleghi della Singapore Management University, hanno studiato questo conflitto e ne hanno tratto un’idea: i mandati governativi per ridurre le emissioni di CO2 potrebbero ridurre l’uso dell’acqua nel settore energetico.

“Queste politiche governative incentivano la generazione di elettricità a basse emissioni di carbonio attraverso percorsi multipli, come le energie rinnovabili e il gas naturale”, ha detto Zhai. “Ciò potrebbe ridurre gli impatti negativi sugli ecosistemi acquatici, migliorare la disponibilità di acqua per più settori e promuovere lo sviluppo sostenibile.”

Diverse centrali elettriche utilizzano l’acqua a diversi gradi. Le energie rinnovabili, ad esempio, come l’energia eolica e solare, non usano acqua, mentre il carbone e il nucleare usano un po ‘ d’acqua per il raffreddamento. Avere una flotta mista di fonti di energia mitiga l’uso di acqua alta in energia, ma ridurre la dipendenza dal carbone è una delle variabili più importanti nell’equazione. Zhai e Rubin hanno scoperto che il ritiro delle centrali a carbone in cambio di gas naturale e fonti di energia rinnovabile spesso riduce il ritiro dell’acqua.

Per determinare in che modo gli standard di riduzione del carbonio influenzano l’uso dell’acqua nel settore energetico, il team ha studiato l’industria elettrica del Texas gestita dall’Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) come caso illustrativo. Hanno scoperto che, senza normative sulle emissioni di CO2, la volatilità del mercato, in particolare i prezzi del gas naturale, determinava la quantità di emissioni di CO2. Se i prezzi del gas naturale rimanessero al di sotto di $3/MBTU, le emissioni di CO2 diminuirebbero a causa di più impianti che utilizzano gas naturale più economico e più pulito. Tuttavia, i prezzi elevati del gas naturale possono invertire la traiettoria delle emissioni.

Con le normative sulle emissioni di CO2, il team ha scoperto che la produzione di elettricità si basa maggiormente sul gas naturale e sulle rinnovabili. La transizione regolamentata verso una rete elettrica a basse emissioni di carbonio potrebbe garantire i benefici associati alla riduzione delle emissioni e all’uso dell’acqua. In questo caso, la rete elettrica potrebbe sostenere in modo sostenibile la crescita della popolazione e i cambiamenti della domanda, liberando allo stesso tempo frotte di acqua per altri settori, come l’agricoltura.

Il passaggio del settore energetico al gas naturale e alle energie rinnovabili è solo una delle tante opzioni a basse emissioni di carbonio. Rubin sottolinea che la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) possono essere montati su centrali elettriche a carbone e a gas per ridurre il tonnellaggio di CO2 rilasciato nell’atmosfera. CCS rimuove un impressionante 90 per cento di CO2 dalle emissioni, anche se si aggiunge in modo significativo al fabbisogno di acqua di raffreddamento.

“Ma la tecnologia CCS non è competitiva con il gas naturale a basso costo e le energie rinnovabili sotto moderati vincoli di carbonio”, ha detto Zhai. “Per domare in modo significativo le emissioni di carbone, le CCS devono essere adattate alle centrali elettriche esistenti, il che riduce la loro redditività economica. Si potrebbe anche prendere in considerazione la possibilità di adattare alcune tecnologie CCS agli impianti alimentati a gas per promuovere l’apprendimento tecnologico e una riduzione più profonda del carbonio.”

In definitiva, il team conclude che per gli Stati Uniti per raggiungere gli obiettivi di riduzione della CO2, le normative che mettono un prezzo sulle emissioni di carbonio offrono il percorso stabile in avanti. Politiche attentamente elaborate possono fornire incentivi e sostegno per aiutare l’industria energetica a ridurre le emissioni per mitigare i cambiamenti climatici e ridurre l’uso di acqua.