Енергетско-водопроводно поврзување: Глобален предизвик

Водата и енергијата се една од најкритичните меѓузависни состојби во модерниот свет.

Меѓународната агенција за енергија (ИЕА) предвидува дека повлекувањата на водата за производство на енергија би можеле да се зголемат за 20 отсто до 2040 година според сегашните политики, дури и ако стресот на водата се влоши во многу региони.

Како се користи водата во производството на енергија

Водата служи како ладилник, работна течност, извор на енергија и транспортен медиум преку различни енергетски технологии.

Термални растенија: Заладувачката загатка

Конвенционалните термоелектрични централи, природниот гас, нуклеарната и некои биомасии електрична енергија преку греење вода за производство на пареа која ги врти турбините.

  • [ФЛТ:0] Преку ладење: [ФЛТ:] водата се црпе од извор, поминува низ фабричкиот кондензатор и се враќа на повисока температура. Овој метод повлекува големи волумени (до 150 литри на киловат) но троши релативно малку (околу 1 ,3%) како испарување. Сепак, термалното истекување може да му наштети на водниот живот.
  • [ФЛТ:0] Рецирулирање (затворено-lOP) разладување: [ФЛТ:]

Во регионите на водоснабдуваое, сушното ладење (ладните кондензатори на воздухот) може да ја намали потрошувачката на вода за преку 90 отсто, иако со повисока казна за капитална цена и ефикасност. [ФЛТ:0] според Агенцијата за заштита на животната средина [ФЛТ], изборот за ладење на електричната централа може да го измени отпечатокот на водата за еден ред на магнитуда, со што ќе ја направи критичната политичка рачка.

Хидроен погон: Директен зависност од ленот

Хидроенергијата зависи од кинетичка енергија на струите на турбините за вртење. Додека нема вода во самиот процес на генерирање, [2021] [ФЛТ:0], непропустливите загуби од резервоарите [ФЛТ:1] не може да бидат значително утврдени во тропските и сушните климатски услови.

Биоенергија и биогорива: Скравени трошоци за водата

Растечките извори на храна за биомасите и биогоривата бараат вода за наводнување и процесирање на тие препарати за храна во употреблива енергија, користејќи ја и дополнителната вода.

Други извори на енергија исто така користат вода на помали, но важни начини: [ФЛТ:0], црпење на нафта и гас [ФЛТ:] (особено хидрауликално фрактура) ја внесува водата под земја; [ФЛТ:0] термалната енергија [ФЛТ] [ФЛТ: 3) користи вода за ладење и перење на огледало; па дури и [ФЛТ:] за фаќање и складирање [ФЛТ] системите бараат вода за одредени процеси.

Предизвици во енергетскиот сектор

Како конкуренција за вонземски инстанци, енергетскиот сектор се соочува со растечка листа на политички и оперативни предизвици.

Бестрашен при водата и соперништво

Во 2022 година, европските нуклеарни и хидроелектрични централи претрпеа намалуваоа поради ниските нивоа на речна и рекордна температура, придонесувајќи за енергетската криза на континентот.

По политиките за распределба на водите кои се потребни за најопотребна употреба на најкорисните користи, ги одржувам електроцентралите онлајн за време на критичните периоди.

Еколошки и екосистемски влијанија

Повлекувањето на водата за производство на енергија може да им наштети на слатководните екосистеми на неколку начини:

  • Термалното загадување: [ФЛТ:]
  • [ФЛТ:0] Обуката и импицидот: [ФЛТ:1] Водните организми (вклучувајќи и ларвите и малолетничките риби) се заглавени против екраните или се извлекуваат низ системот за ладење.
  • [ФЛТ:0] Полетните промени: [ФЛТ:] Големите хидроцентрали ги менуваат природните режими, влијаат врз транспортот на талог, миграцијата на рибите и загаденото здравје.
  • Контаминација: [ФЛТ] Водата која се користи при екстракција на нафта и гас или рударство на јаглен може да воведе загадувачи ако не е правилно управувана.

Програмата за животна средина на Обединетите нации (УНЕП) предупредува дека [ФЛТ:0] квалитетната деградација на водата од производството на енергија [ФЛТ: 1) е игнориран аспект на нексусот, со регулаторни празнини во многу земји кои овозможуваат кумулативните влијанија да бидат непроверени.

Јамки за враќање на климатските промени

Климатските промени ги нагласуваат водните ресурси и го нарушува производството на енергија. Повисоките температури на воздухот и водата ја намалуваат ефикасноста на термоцентралата (бидејќи системите за ладење работат помалку ефикасно).

Оние што ја креираат политиката мора да сметаат на овие нелинерни интеракции кога ги поставуваат целите на енергијата и водата. Традиционалните планови за њусилодород е недоволно.

The Water-Energy Nexus: Intitute Applix and Cice Studies

Неколку иновативни политички рамки и примери од реалниот свет покажуваат како интеграцијата може да даде подобар исход.

Воден нексус планирање

Планирањето на нексус вклучува координирање на институционалните мандати, споделување на податоци низ агенциите за вода и енергија, како и користење на меѓусебното движење за да се проценат опциите на политиката.

Светската Банка ги промовираше [ФЛТ:0] проценките [ФЛТ:] во неколку земји, вклучувајќи ги Мароко и Филипините, каде заедничките истражувања за оптимизација на водата идентификуваа инвестиции кои заштедуваат вода и енергија. Клучните препораки од ваквите проценки вклучуваат усогласување на тарифните структури за да се спречи користењето на отпадните води и наградувањето на водоснабдувањето.

Случаи: The Blondola River Basin

Во југозападните земји, реката Колорадо обезбедува вода за општините и земјоделството за 40 милиони луѓе, а истовремено поддржувајќи ги хидроцентралите во Глен Кањон и Хувер браните.

Истражување на случаите: Индија ја презема термалната моќ

Индија, каде што 75 отсто од електричната енергија предизвикана од јагленот доаѓа од термоцентралите, има постојано прекини поврзани со водата. 2021 студија на Институтот за светски ресурси (ВРИ) откри дека 40% од хидроцентралите во Индија се соочуваат со висок стрес на водата, а за време на летната суша 2019, неколку растенија беа принудени да го намалат производството за 50 отсто.

Стратегии за одржливо управување со водата и енергијата

Преселбата во поодржлив воден енергетски систем бара акција низ технологијата, политиката и финансиите.

Технолошки иновации

Напредокот во генерирањето енергија и водостопанството може драматично да ја намали употребата на водата:

  • [ФЛТ:0] Системите за ладење при прилагодени: [ФЛТ:1] Хибридно ладење (водопролевачки вода) прилагодувања базирани на амбиентните услови, спасување на водата во ладни периоди и користење на влажно ладење кога најефикасни.
  • Рециклирање на вода во централите: [ФЛТ:] негување и повторно користење на индустриски отпадни води, комунален отпад или рушење од кулите за ладење можат да ја намалат слатководната вода за 30.50%.
  • [ФЛТ:0] Појакиот циклус на јаглерод диоксидот: [ФЛТ:] Овие користат јаглерод диоксид наместо вода како работна течност, нудејќи поголема ефикасност и целосно елиминирање на потребите за ладење на водата за одредени апликации.
  • [ФЛТ:0] Солар фотоволтатици и ветар: [ФЛТ:] Овие технологии бараат нејасна вода за време на операцијата "Вод" нема речиси никаква, а соларната PV користи само мали количини за чистење на панели. Преместувањето на генерацијата на обновливи средства е најдиректниот начин за декоупирање на производството на енергија од потрошувачката на вода.

Политика и регулаторни инструменти

Владите можат да охрабрат водни можности на енергетскиот систем преку неколку механизми:

  • [ФЛТ:0] Стандардите за ефикасност на водата [ФЛТ:] за новите електроцентрали (пр. подмачкување на затворениот липски заладувачки басени).
  • [ФЛТ:0] Реформи за цените и распределбата на водата [ФЛТ:] кои го одразуваат недостатокот и го поттикнуваат зачувувањето на водата.
  • [ФЛТ:0] Интегрирано планирање на ресурсите [ФЛТ:] помеѓу водоводот и енергетските претпријатија, со заеднички бази на податоци за достапноста на водата и побарувачката на струја.
  • [ФЛТ:0] Регулативи за виртуалните струи [ФЛТ:] кои ги поставуваат минималните нивоа на реките за заштита на екосистемите и одржување на корисниците на вода низводно, вклучувајќи ги и хидроелектричните централи.
  • [ФЛТ:0] Портфолио стандарди [ФЛТ: 1) кои ги приоритетираат сончевите, ветровите и другите технологии за вода од ниска вода.

Рамковната директива за водите на Европската унија и Законот за чиста вода на САД, и двата допири со употребата на вода од енергетски сектор, но експлицитната политика на нехсихус останува мала.

Улогата на обновливата енергија и декарбонизацијата

Преселбата во нискокарбонскиот енергетски систем не е само предиспозиција на климата туку и можност за ладење на водата.

Меѓународната агенција за обнова (ИРЕНА) проценува дека двојното учество на обновливите површини до 2030 година може да ги намали водните водоотпорни водни повлекувања за енергија за 25:30% во споредба со бизнис-удуалните. Сепак, има и нунцерни: концентрираната соларна енергија (CSP) со влажно ладење може да биде водоснабдувачка; биомасата зависи од наводнувањето; и недостатокот на хидроевозаситет мора да биде оптоварено со нејзината мала оперативна потрошувачка на вода.

Идно гледиште и препораки

Нексусот на водоснабдување ќе стане поакутен бидејќи климатските промени ја интензивираат хидролошкото варијабилност и како што земјите во развој го прошируваат пристапот до електрична енергија.

  1. [ФЛТ:0] Влијае на податоците и моделите. [ФЛТ:] Многу земји немаат интегриран систем за следење потребен за следење на водните постројки од страна на централите за електродистрибуција и за предвидување како промената на достапноста на водата влијае на сигурноста на мрежата.
  2. Потрошувачките економски стимуланси. [ФЛТ:] Почвите за фосилни горива честопати ги искривуваат и пазарите на вода и енергетските пазари.
  3. [ФЛТ:0]
  4. [ФЛТ:0] Прилагодноста на климата. [ФЛТ:] Новата енергетска инфраструктура мора да биде дизајнирана за да функционира под пожешки и посушни услови.
  5. [ФЛТ:0] Протечете ги локалните заедници и екосистемите. [ФЛТ:] Одлуките за вода кои влијаат на производството на енергија не можат да се донесат во изолација.

Патот напред не бара само техничка иновација, туку и политичка волја, прекугранична соработка и долгорочен поглед кој ја цени безбедноста на нашите светла и здравјето на нашите реки.