nyheter

10 oktober 2018

den amerikanska elkraftsindustrin använder nästan hälften av allt vatten i landet. Kraftverk använder vatten för kylning och skapar ånga för att vända turbiner, som sedan genererar el. Men under torka och vattenbrist kan dessa växter påverka hela vattensystemet.

i ett nyligen publicerat papper i energipolitik har Carnegie Mellon University Engineering and Public Policy (EPP) professorer Haibo Zhai och Ed Rubin med kollegor från Singapore Management University undersökt denna konflikt och kommit undan med en insikt: statliga mandat att minska CO2-utsläppen kan minska vattenanvändningen i kraftindustrin.

” dessa statliga policyer stimulerar elproduktion med låga koldioxidutsläpp genom flera vägar, såsom förnybara energikällor och naturgas,” sade Zhai. ”Detta kan minska negativa effekter på akvatiska ekosystem, öka tillgången på vatten för flera sektorer och främja hållbar utveckling.”

olika kraftverk använder vatten i olika grader. Förnybara energikällor, till exempel vind-och solenergi, använder inget vatten, medan kol och kärnkraft använder en hel del vatten för kylning. Att ha en blandad flotta av kraftkällor mildrar hög vattenanvändning i kraft, men att minska beroendet av kol är en av de mest framträdande variablerna i ekvationen. Zhai och Rubin har funnit att pensionering av kolanläggningar i utbyte mot naturgas och förnybara energikällor ofta minskar vattenuttag.

för att bestämma hur koldioxidreduceringsstandarder påverkar kraftindustrins vattenanvändning studerade teamet Texas power industry som förvaltas av Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) som ett illustrativt fall. De har funnit att utan CO2-utsläppsregler bestämde marknadsvolatiliteten, särskilt naturgaspriserna, mängden CO2-utsläpp. Om naturgaspriserna stannade under $3 / MBTU skulle CO2-utsläppen falla på grund av fler växter som använder billigare, renare naturgas. Höga naturgaspriser kan dock vända utsläppsbanan.

med CO2-utsläppsregler fann teamet att elproduktionen förlitar sig mer på naturgas och förnybara energikällor. Den reglerade övergången till ett koldioxidsnålt elnät skulle kunna säkra de positiva effekterna av minskade utsläpp och vattenanvändning. I det här fallet kan elnätet på ett hållbart sätt stödja befolkningstillväxt och förändringar i efterfrågan samtidigt som det frigör vattenmassor för andra sektorer, som jordbruk.

att byta kraftindustrin till naturgas och förnybar energi är bara ett av många alternativ med låga koldioxidutsläpp. Rubin påpekar att kolavskiljning och lagring (CCS) kan monteras på kol-och gaskraftverk för att minska tonnaget av CO2 som släpps ut i atmosfären. CCS tar bort imponerande 90 procent av CO2 från utsläpp, även om det bidrar avsevärt till kylvattenbehovet.

”men CCS-tekniken är inte konkurrenskraftig med billig naturgas och förnybara energikällor under måttliga kolbegränsningar”, sa Zhai. ”För att avsevärt tämja kolutsläpp måste CCS eftermonteras till befintliga kraftverk, vilket minskar deras ekonomiska lönsamhet. Eftermontering av vissa CCS till gaseldade anläggningar kan också övervägas för att främja teknikinlärning och djupare koldioxidminskningar.”

i slutändan drar laget slutsatsen att för USA att nå CO2-minskningsmål, erbjuder regler som sätter ett pris på koldioxidutsläpp den stabila vägen framåt. Noggrant utformade policyer kan ge incitament och stöd för att hjälpa kraftindustrin att minska utsläppen för att mildra klimatförändringen och minska vattenanvändningen.