Prednosti i izazovi energije vode

Korištenje vode usko je povezano s generiranjem energije. Neki su odnosi očiti, kao što je korištenje vode u stvaranju toplinske energije ili u hidroelektričnoj energiji. Drugi odnosi mogu biti suptilniji, kao što je korištenje vode za uklanjanje prirodnog plina ili za uzgoj usjeva koji se naknadno koriste kao biogoriva. Takvi izvori energije predstavljaju niz prednosti kao i izazovi, jer nastojimo razviti održivu energetsku mrežu za budućnost.

Kako voda igra ulogu u proizvodnji električne energije

Hlađenje elektrana: Prema Uniji zabrinutih znanstvenika, oko 90 posto električne energije proizvedene u Sjedinjenim Državama dolazi iz termoelektrana, uključujući ugljen, nuklearni, prirodni plin i ulje. Takvi objekti zahtijevaju vodu za hlađenje. Toplinske biljke kuhaju vodu kako bi stvorile pare, što zauzvrat pokreće generatore za stvaranje električne energije. Toplinske elektrane obično su oblikovane za korištenje vode na jednom ili mokrom recirkulacijskom sustavu. Dok su sustavi s jednom prohodom bili popularni (i još uvijek čine 43 posto elektrana) zbog svoje jednostavnosti, činjenica da iscrpljuju vodu natrag u vodene putove predstavlja opasnost za okoliš.

Neke nove elektrane su dizajnirane s jednom prolaznom hlađenjem.

Hidroelektrična proizvodnja: Hidroelektrična proizvodnja odnosi se na stvaranje električne energije kroz korištenje pokretne vode za turbine. Ovaj oblik energije je obnovljiv. Međutim, postoje negativni utjecaji u smislu stvaranja skladišta vode iza brana, koji mogu uništiti lokalno stanište i čak zahtijevati preseljenje zajednica. Tu mogu biti negativni ishodi stakleničkih plinova koji se odnose na izgradnju brana, kao i za poplave i naknadno oslobađanje ugljičnog dioksida i metana iz propadanja organske tvari.

Lokalitet hidroelektrane u suhim objektima s manje organske tvari manje je problematično u tom smislu.

Voda koja se koristi u vađenju goriva: Korištenje vode ključna je komponenta procesa ekstrakcije ugljena, nafte, prirodnog plina i urana. Prije nego što se neki ugljen može spaliti, mora se isprati vodom kako bi se uklonili sumpor i drugi kontaminanti. Rudarstvo ugljena, uključujući vodu potrebnu za hlađenje strojeva za bušenje, kao i za pranje ugljena, troši 70 do 260 milijuna galona dnevno. Voda je također ključna komponenta ekstrakcije prirodnog plina iz depozita plinovitih škriljevaca i kontroverznog postupka frackinga. Protupožarni plin postaje sve važniji izvor prirodnog plina u SAD-u, koji raste od oko jedne trećine opskrbe u 2012. do gotovo polovine do 2040. godine.

Hidraulički lom ili hidrokreking uključuje slanje mješavine vode i kemikalija kroz bušotinu na visokom tlaku kako bi se oslobodio prirodni plin. Proces zahtijeva velike količine vode koja može iscijediti lokalnu potrošnju. Korištenje kemikalija u postupku slaganja također je izazvalo zabrinutost zbog kakvoće vode.

Rafinerija, obrada i transport goriva: Resursi poput urana, nafte i prirodnog plina svi moraju biti rafinirani prije nego što postanu korisni kao goriva. Ti procesi zahtijevaju znatne količine vode. Na primjer, nakon ekstrakcije plina koristi se više od 400 milijuna dodatnih galona vode dnevno u rafineriji prirodnog plina i postupcima plinovoda. Prijevoz vode također se koristi za prijenos ugljenih muljova, fino usitnjenog ugljena u kombinaciji s vodom, kao i za testiranje sustava cjevovoda za potencijalne curenje.

Kao što je zabilježila unija zainteresiranih znanstvenika, tehnološki su izbori važni kada je riječ o odabiru najboljeg rješenja elektrane za vašu zajednicu. Kratkoročno, energetski objekti mogu naglasiti lokalne ekosustave dodirom lokalnih vodoopskrbe i povećanjem temperature vode. Dugoročno, elektrane mogu utjecati na klimatske promjene. Kao što primjećuju, "portfelji elektrana u američkim tvrtkama imaju široku raznolikost korištenja vode i ugljikovih profila. Uređaji s postrojenjima s nižim vodama smanjuju stres na lokalne izvore vode.

Utilities s ugljenom intenzivnim elektranama doprinose dugoročnom vodenom stresu pogoršavajući klimatske promjene. "

Ostale uporabe vode za proizvodnju energije

Postoje i druge upotrebe vode u proizvodnji energije. Najznačajnija od takvih primjena je uporaba vode za proizvodnju biogoriva. Potrošnja vode u proizvodnji biogoriva može biti vrlo visoka. Prema jednoj procjeni potrebna je 1.500 galona vode za stvaranje jednog galona etanola izvedenog kukuruza. Većina vode je potrebna tijekom poljoprivredne faze. Američki poljoprivredni sektor već troši oko 25-50 posto domaće opskrbe pitkom vodom. Čak i bez posvećene poljoprivrede za poticanje proizvodnje biogoriva, nestašica vode već je čimbenik u mnogim područjima uzgoja.

Voda bi mogla potencijalno pomoći u ispunjavanju budućih energetskih potreba putem drugih tehnologija kao što su modularne hidroelektrane, ili napajanje desetaka tisuća brane u SAD-u koje trenutno ne proizvode energiju. Ostali pristupi koji se i dalje istražuju za hvatanje vodene energije uključuju valove oceana i morske mijene. Jedna nedavna ideja koja se istražuje je potencijal isparavanja vode za stvaranje energije. Iako je riječ o špekulativnom prirodi, prijedlog sugerira da strukture koje lebde na vodenoj površini, posebno u sušnom području, mogu uhvatiti vodenu paru koja se kreće prema gore kako bi stvorila moć.

Korištenje vode od presudne je važnosti za najsuvremeniju proizvodnju električne energije u SAD-u. Moramo napraviti mudre izbore o načinu na koji odlučujemo generirati energiju dok napredujemo kako bismo osigurali vodu za budućnost.