Enerji-Water Connection: Global Challenge

Su ve enerji formu, modern dünyanın en kritik interfaşlarından biri. Her enerji üretimi aşaması - elektrik üretmek için yakıtlar üretmek için yakıtlar - su, su sistemleri pompalanması, tedavi ve dağıtım için enerjiye bağlıdır.Bu iki yönlü ilişki, genellikle sadece yararlı değil, gerekli olan tüm yönetişim yapmak için.

Her iki su ve enerji için küresel talep artıyor. Uluslararası Enerji Ajansı (IEA), enerji üretimi için su geri çekilmesinin, mevcut politikalar altında %20,40 oranında artabileceğini, birçok bölgede su stresinin kötüleştiğini anlamayı sürdürüyor.

Enerji Üretiminde Su Nasıl Kullanılır

Su serin bir şekilde, çalışan bir sıvı, bir güç kaynağı ve çeşitli enerji teknolojileri arasında bir taşıma ortamı olarak hizmet eder.Su miktarı yöntem, yakıt tipi ve teknoloji seçimi ile dramatik bir şekilde değişir.

Termal Güç Santralleri: Soğutma Conundrum

Konvansiyonel termal enerji santralleri - doğal gaz, nükleer ve bazı biyokütleler - bu tür buharları üreten buhar üretmek için ısıtma suyu ile üretim. Daha sonra buharın büyük miktarda su ihtiyacı var.

  • [FONT:0]Bir kez soğutma: [Dönetici: [Döntilmiş Su, bir kaynaktan çekilmiştir, bitkinin kondüktörüne geçer ve daha yüksek bir sıcaklıkta geri döner. Bu yöntem büyük hacimleri geri döndürür (yaklaşık 150 litreye kadar) ancak nispeten az (yaklaşık 1–3), su buharı ilerleyebilir.
  • [0]Recirculating (kapı-loop) soğutma: Su soğutma kuleleri içinde yeniden kullanılabilir, sadece 2-5% boşa harcanmış.Withdrawals çok daha düşük, ancak elektrik ünitesinde (yaklaşık 2-4 litre) daha yüksek.

Su-karce bölgelerinde, kuru soğutma (hava soğutmalı Konser), daha yüksek sermaye maliyeti ve verimlilik cezasına rağmen, ABD Çevre Koruma Ajansı)'e göre, soğutma teknolojisinin seçimi bir güç santralinin su ayak izi değiştirebilir, kritik bir politika kolu haline getirebilir.

Hidro Güç: Doğrudan Akışa Bağırmanına Bağlılığı

Hidro güç, suların kinetik enerjilerine, kutuplaşmaların geri çekilmesine yardımcı oluyor.Su, suların kendi başına tüketilmediğini, 0,0) Tüm rezervuarlardan% 1.3'ü (%) önemli olabilir - özellikle de tropikal iklimlerde, başka kullanımlardan daha fazla su kaybıyla, su tasarrufu sağlayan su tasarrufu sağlar.

Biyoenerji ve Biyo yakıtlar: Gizli Su Maliyetleri

Biyokütler ve biyoyakıtlar için büyüyen yemlemeler, sulama için su gerektirir ve bu yemlemeleri kullanılabilir enerji tüketimine ek su tüketebilir. Örneğin, su kullanılabilirliği için önemli etkileri taşır.

Diğer enerji kaynakları da daha küçük ama önemli şekillerde su kullanıyor: [Düzg:0) Petrol ve gaz ekstraksiyonu) Bazı yakalama işlemleri için su gerektirir; [[Dönetici ısıtılabilir.

Enerji Sektöründeki Su Politikası Meydanları

Taze su için rekabetin olduğu gibi, enerji sektörü, politika ve operasyonel zorlukların büyüyen bir listesini karşılamaktadır. Bunlar sadece teknik sorunlar değildir - bu yetki alanlarının ve koordineli cevaplar gerektiren yönetsel ikilemdir.

Su Scarcity ve Rekabet

Küresel elektrik üretiminin üçte ikisi, düşük nehir seviyeleri ve rekor ısı nedeniyle meydana gelir ve kıtanın enerji krizine katkıda bulunur.

Kentsel su tedariki, tarım ve ekosistemin aynı sonlu kaynak için enerji ile rekabet etmesi gerekiyor. EntegreİLFLT:0) Su tahsis politikaları[Dönetici kullanımları önceliklendirmek için - kritik dönemlerde online güç bitkilerini tutması için - acilen gerekli.

Çevre ve Ekosistem Etkileri

Enerji üretimi için su geri çekilmeleri birkaç şekilde taze su ekosistemlerine zarar verebilir:

  • [FONT:0] ⁇ kirliliği: [DÜDÜT:1] Bir kez soğutma sistemleri su sıcaklıklarını yükseltir, oksijeni azaltır ve balıkları ve invertebrates'e zarar verir.
  • [FONT:0)Eğitim ve yetersizlik: Aquatic organizmalar (Geçmiş ve juvenil balıkları dahil) ekranlara karşı kapanıyor veya soğutma sistemi üzerinden çekilir.
  • [FONT:0)Flow değişiklikleri:[Dönemli:[Dönemli) Büyük Hidro Güç barajları doğal akış rejimlerini değiştirir, sediygamber nakli ve selkan sağlığı etkiler.
  • [FONT:0)Kontaminasyon: [Dönetici: [Dönetici: 0,4] Petrol ve gaz ekstraksiyonunda kullanılan su, düzgün yönetilmese kirleticileri tanıtabilir.

Birleşmiş Milletler Çevre Programı (UNEP), enerji üretiminden su kalitesi bozulmasının (FLT:1) göz ardı edilen bir yönü olduğunu, birçok ülkede düzenleyici boşluklar ile, toplu olmayan etkiler kontrol altına alınabileceğini uyarır.

İklim Değişikliği Geri Bildirim Halkaları

İklim değişikliği hem su kaynaklarını hem de enerji üretimini bozar. Yüksek hava ve su sıcaklıkları ısıtımı azaltır (çünkü soğutma sistemleri daha az etkili çalışır). Değişen yağış kalıpları Hidro gücü çıktısını değiştirir ve nehir akışlarını soğutmak için gerekli olan azaltılabilir. Conversely, enerji sektörü büyük bir sera gazı yayıyor - enerji seçenekleri su güvenilirliğini tehdit eden iklim koşullarını azaltıyor.

Politika yapıcılar, enerji ve su hedeflerini oluştururken bu doğrusal olmayan etkileşimler için hesap vermelidir. Geleneksel “siloed” planlama yetersizdir.

Su-Energy Nexus: Bütünleşik Yaklaşımlar ve Vaka Çalışmaları

Su enerjisi nexus'un etkili yönetimi, sinerjik ve ticaret-offları tanımlamak için bireysel sektörlerin ötesine bakmak gerektirir. Çeşitli yenilikçi politika çerçeveleri ve gerçek dünya örnekleri, entegrasyonların daha iyi sonuçlar elde edebileceğini gösteriyor.

Su-Energy Nexus Planlama

Nexus planlama, kurumsal görevleri koordine etmek, mevcut kullanıcılar veya ekosistemler için verileri paylaşmak ve su kırılganlığını azaltmak için çapraz-ektör modelleri kullanarak. Örneğin, yeni enerji santrali izinlerine karar verirken, su yöneticileri yerel su tedarikinin mevcut kullanıcılara veya ekosistemlere zarar vermeden ek geri çekilmeleri değerlendirebilir. Enerji planlayıcıları, sırayla, su kırılganlığını azaltan teknolojileri ve yenilenebilir enerji seçeneklerini düşünebilir.

Dünya Bankası, Fas ve Filipinler dahil olmak üzere birkaç ülkedeki tarife yapılarını azaltan yatırımlara ve su azaltımı çalışmalarına destek verdi.

Vaka Çalışması: Colorado Nehri Basin

Colorado Nehri Güneybatı Amerika Birleşik Devletleri'nde Basin, su ve enerji arasındaki gerilimleri genişletiyor. Nehir, 40 milyon kişi için belediye ve tarım suyu sağlıyor, aynı zamanda Glen Kanyon ve Hoover Dams'ta hidroelektrik santrallerini de destekliyor.[Döneticileri ağırladı, depolanmış bir su kaynaklarına sahip değil, düşük su tasarrufuna sahip olduğu için 4,5 $ 'lık bir acil durum planı açıkladı.

Vaka Çalışması: Hindistan'ın Termal Güç Krizi

Hindistan, elektriklerin %75'inin kömür kaynaklı termal bitkilerden geldiği, tekrarlanan suyla ilgili kapanmalar yaşadı. Dünya Kaynakları Enstitüsü (WRI), Hindistan'ın termal enerji santrallerinin% 40'ının yüksek su stresine maruz kaldığını ve 2019 yaz kuraklıklarında, birkaç bitkinin hala bir kez soğutmaya zorlaştığını buldu.

Sürdürülebilir Su ve Enerji Yönetimi için Stratejiler

Daha sürdürülebilir bir su enerji sistemine geçiş, teknoloji, politika ve finans için harekete geçmek gerekir. Aşağıda dünya çapında konuşlandırılan temel stratejiler vardır.

Teknolojik Yenilikler

Güç nesli ve su tedavisindeki ilerlemeler su kullanımını dramatik bir şekilde azaltabilir:

  • [FONT:0) İleri soğutma sistemleri: [Dönemli soğutma sistemleri (bizt-kurum) hava koşullarına göre ayarlanır ve serin dönemlerde su tasarrufu sağlar ve su tüketimine sahip kuru soğutma, birçok gaz-firin tarlasında kullanılabilir.
  • [FONT:0)Su santrallerinde geri dönüşüm: [Döntilmiş ve endüstriyel atık su, belediye effluent veya soğutma kulelerinden gelen patlamalar 30-50% tarafından taze su geri çekilmesini kesebilir.
  • [FONT:0) Superkkktik CO2 güç çevrimleri:[DÜT:1) Bu, çalışan sıvı olarak su yerine karbondioksit kullanır, yüksek verimlilik sunar ve su soğutmasının tamamen bazı uygulamalar için ihtiyacı vardır.
  • [FONT:0)Solar fotovoltaik ve rüzgar: [Döntilmiş: 1) Bu teknolojiler operasyon sırasında ne kadar iyi suya ihtiyaç duyar - neredeyse hiçbir şey ve güneş PV sadece panel temizliği için küçük miktarlar.Kaynak nesillerin yenilenebilir enerji üretimine su tüketiminden ayrılmanın en doğrudan yoludur.

Politika ve Düzenleme Araçları

Hükümetler, birkaç mekanizma aracılığıyla su-akıllı enerji seçimlerini teşvik edebilir:

  • [FONT:0)Water verimliliği standartları[[Dönetici:0) Yeni enerji santralleri için (örneğin, mandating kapalı top-loop soğutması sudaki enstresed basins).
  • [0]Su fiyat ve tahsis reformları[Dönetici ve incentivize korumayı yansıtan .
  • [FONT:0)Entegrated kaynak planlama[[Dönetici ve enerji hizmetleri arasında, su erişilebilirliği ve güç talebi üzerine paylaşılan veritabanı ile.
  • [FONT:0)Environmental akış düzenlemeleri[Dönemli: 1), ekosistemleri korumak ve hidroelektrik dahil olmak üzere alt su kullanıcıları korumak için minimum nehir seviyelerini belirledi.
  • [0]Yenilenebilir portföy standartları[[Dönemli güneş, rüzgar ve diğer düşük su teknolojileri.

Avrupa Birliği'nin Su Çerçeve Yönergesi ve ABD Temiz Su Yasası hem enerji verimliliğine dokunur, ancak açık nexus politikaları az kalır. Birkaç ülke – Güney Afrika ve Avustralya gibi – güç sektöründe su yoğunluğunu azaltmak için ortak hedefler belirledi.

Yenilenebilir Enerji ve Dekarbonizasyon Rolü

Düşük karbon enerji sistemine geçiş sadece iklim gereksinimi değil aynı zamanda su tasarrufu fırsatı gerektirir. Solar fotovoltaiks ve rüzgar türbinleri, bir kez soğutma ile elektrik ünitesine göre% 95-99 daha az su gerektirir. Doğal olarak küçük bir su soğutma için bile kullanılır.

Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı (IRENA), ıslak soğutma ile ilgili küresel yenilenebilir enerji paylarını 2030 yılına kadar azaltabilecek tahminler, düşük operasyonel su tüketimine karşı% 25-30 oranında su geri çekilmelerini azaltabilecektir. Politika yapıcılar battaniye varsayımlarını önlemek ve siteye özgü su ayaklarını düşünmek zorundadır.

Future Outlook ve Tavsiyeler

Su enerjisi nexus, önümüzdeki on yıl boyunca elektrik erişimi genişleten iklim değişikliği olarak daha akut hale gelecektir: Önümüzdeki on yıl boyunca temel eylemler şunlardır:

  1. [FONT:0] Verilerde ve modellemede en üst düzeydedir.[#DD) Birçok ülke, su geri çekilmelerini güç santralleri tarafından takip etmek ve su erişilebilirliğinin şebeke güvenilirliğini nasıl etkilediği tahmin etmelidir.
  2. [FONT:0]Align ekonomik teşvikler.[[Döneticiler fosil yakıtlar için genellikle hem su hem de enerji piyasalarına karşı destek. Düşük su yenilenebilir teknolojilere ve su verimli endüstriyel süreçlere destek vermek aynı anda birden çok hedefe ulaşabilir.
  3. [FONT=0]Strengthen yönetimi. Cross-sectoral koordinating body – ulusal, nehir bası ve bölgesel seviyeleri – siloları kırınıyor.
  4. [FONT:0)Çevresel dayanıklılık[Dönetici:0)[Dönetici:0)Çevresel dayanıklılık; [Dönetici:0)) Yeni enerji altyapısı, sıcak ve drier koşulları altında çalışmak için tasarlanmıştır. Bu, su verimli soğutma, sabit su malzemeleri ile alanlarda yer alan tesisleri seçmek ve üretim portföylerini çeşitlendirmek için tasarlanmıştır.
  5. [FONT:0]Yerel topluluklar ve ekosistemler Enerji üretimini etkileyen Su politikası kararları izolasyonda yapılamaz. Yerli gruplar, alt su kullanıcıları ve koruma örgütleri, eşit ve ekolojik ses sonuçları sağlamak için masada bir koltuk olmalıdır.

Su politikası ve enerji üretimi arasındaki kesişim artık bir niş akademik konu değil - sadece teknik inovasyon değil, aynı zamanda dünya çapındaki hizmetler ve endüstriler için ön cephe meydan okumadır.Aynı kaynağımızın iki tarafı olarak, insanlığın iklim değişikliği ve büyüyen taleplerin altında bile sistemleri inşa edebilir.