Aktualności

październik 10, 2018

amerykański przemysł elektroenergetyczny zużywa prawie połowę całej wody w kraju. Elektrownie wykorzystują wodę do chłodzenia i wytwarzania pary do obracania turbin, które następnie wytwarzają energię elektryczną. Jednak podczas suszy i niedoborów wody rośliny te mogą odciążyć cały system wodny.

w niedawnym artykule opublikowanym w Energy Policy profesorowie Carnegie Mellon University Engineering and Public Policy (EPP) Haibo Zhai i Ed Rubin wraz z kolegami z Singapore Management University zbadali ten konflikt i uzyskali wgląd: rządowe mandaty na rzecz zmniejszenia emisji CO2 mogą zmniejszyć zużycie wody w energetyce.

„te rządowe polityki zachęcają do niskoemisyjnego wytwarzania energii elektrycznej poprzez wiele ścieżek, takich jak odnawialne źródła energii i gaz ziemny”-powiedział Zhai. „Mogłoby to zmniejszyć niekorzystny wpływ na ekosystemy wodne, zwiększyć dostępność wody dla wielu sektorów i promować zrównoważony rozwój.”

różne elektrownie wykorzystują wodę w różnym stopniu. Odnawialne źródła energii, na przykład energia wiatrowa i słoneczna, nie zużywają wody, podczas gdy węgiel i energia jądrowa zużywają sporo wody do chłodzenia. Posiadanie mieszanej floty źródeł energii zmniejsza wysokie zużycie wody w energetyce, ale zmniejszenie zależności od węgla jest jedną z najważniejszych zmiennych w równaniu. Zhai i Rubin odkryli, że rezygnacja z elektrowni węglowych w zamian za gaz ziemny i odnawialne źródła energii często zmniejsza wycofywanie wody.

aby określić, w jaki sposób standardy redukcji emisji dwutlenku węgla wpływają na zużycie wody w energetyce, zespół zbadał Texas power industry zarządzany przez Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) jako przykładowy przypadek. Odkryli, że bez regulacji dotyczących emisji CO2 zmienność rynku, zwłaszcza cen gazu ziemnego, determinuje wielkość emisji CO2. Jeśli ceny gazu ziemnego pozostaną poniżej $3 / MBTU, emisja CO2 spadnie z powodu większej liczby zakładów wykorzystujących tańszy, czystszy gaz ziemny. Jednak wysokie ceny gazu ziemnego mogą odwrócić trajektorię emisji.

dzięki przepisom dotyczącym emisji CO2 zespół stwierdził, że produkcja energii elektrycznej opiera się bardziej na gazie ziemnym i odnawialnych źródłach energii. Uregulowane przejście na niskoemisyjną sieć energetyczną mogłoby zapewnić korzyści wynikające ze zmniejszenia emisji i zużycia wody. W tym przypadku sieć energetyczna mogłaby w sposób zrównoważony wspierać wzrost liczby ludności i zmiany popytu, jednocześnie uwalniając zasoby wody dla innych sektorów, takich jak rolnictwo.

Przejście energetyki na gaz ziemny i odnawialne źródła energii to tylko jedna z wielu opcji niskoemisyjnych. Rubin zwraca uwagę, że wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla (CCS) może być instalowane w elektrowniach węglowych i gazowych w celu zmniejszenia tonażu CO2 uwalnianego do atmosfery. CCS usuwa imponujące 90 procent CO2 z emisji, chociaż znacznie zwiększa zapotrzebowanie na wodę chłodzącą.

„ale technologia CCS nie jest konkurencyjna z tanim gazem ziemnym i odnawialnymi źródłami energii przy umiarkowanych ograniczeniach emisji dwutlenku węgla” – powiedział Zhai. – Aby znacznie oswoić emisje węgla, CCS musi zostać zmodernizowany w istniejących elektrowniach, co zmniejsza ich opłacalność ekonomiczną. Można również rozważyć modernizację niektórych CCS w instalacjach opalanych gazem w celu promowania uczenia się technologii i głębszej redukcji emisji dwutlenku węgla.”

ostatecznie zespół doszedł do wniosku, że dla USA, aby osiągnąć cele redukcji CO2, regulacje, które określają cenę emisji dwutlenku węgla, oferują stabilną ścieżkę naprzód. Starannie opracowana polityka może stanowić zachętę i wsparcie, aby pomóc przemysłowi energetycznemu w redukcji emisji, aby złagodzić zmiany klimatu i zmniejszyć zużycie wody.