Beneficii și provocări ale energiei apei

Utilizarea apei este strâns legată de generarea puterii. Unele relații sunt evidente, cum ar fi utilizarea apei în crearea energiei termice sau în energia hidroelectrică. Alte relații ar putea fi mai subtile, cum ar fi utilizarea apei pentru fracturarea gazelor naturale sau creșterea culturilor care sunt ulterior utilizate ca biocombustibili. Aceste surse de energie prezintă o serie de beneficii și provocări, deoarece ne străduim să dezvoltăm o rețea durabilă de energie pentru viitor.

Cum apa joacă un rol în generarea de energie electrică

Răcirea plantelor: Potrivit Uniunii Oamenilor de Știință Concurenți, aproximativ 90% din energia electrică produsă în Statele Unite provine de la centrale termoelectrice, inclusiv cărbune, nucleare, gaze naturale și petrol. Astfel de instalații necesită apă pentru răcire. Instalațiile termice furnizează apă pentru a crea abur, ceea ce, la rândul său, conduce generatoarele pentru a crea electricitate. Instalațiile termice sunt proiectate în mod obișnuit să utilizeze apă pe un sistem de recirculare unică sau umedă. În timp ce sistemele "one-through" au fost populare (și încă reprezintă 43% din centralele electrice) datorită simplității lor, faptul că deversează apă caldă înapoi în căi navigabile reprezintă riscuri pentru mediu.

Puține noi centrale electrice sunt proiectate cu răcire o singură dată.

Generarea hidroelectrică: Generarea hidroelectrică se referă la crearea de energie electrică prin utilizarea apei în mișcare pentru a transforma turbinele. Această formă de energie este regenerabilă. Există totuși efecte negative în ceea ce privește crearea de stocare a apei în spatele digurilor, care pot distruge habitatele locale și chiar necesită relocarea comunităților. Pot exista, de asemenea, rezultate negative ale emisiilor de gaze cu efect de seră legate de construcția barajului, precum și legate de inundații și eliberarea ulterioară a dioxidului de carbon și a gazului metan din materia organică degradantă.

Localizarea barajelor hidroelectrice în instalații aride cu o cantitate redusă de materii organice este mai puțin problematică în această privință.

Apă utilizată în extracția combustibilului: Utilizarea apei este o componentă cheie a proceselor de extracție a cărbunelui, petrolului, gazelor naturale și uraniului. Înainte de arderea unor cărbuni, acestea trebuie spălate cu apă pentru a elimina sulful și alți contaminanți. Extracția cărbunelui, inclusiv apa necesară pentru răcirea mașinilor de foraj, precum și pentru spălarea cărbunelui, consumă 70-260 de milioane de galoane pe zi. Apa este, de asemenea, o componentă-cheie a extracției gazelor naturale din depozitele de gaz de șist și a procesului controversat de fracturare. Gazul de șist devine din ce în ce mai importantă sursă de gaze naturale în S.U.A., crescând de la aproximativ o treime din oferta în 2012 la aproape jumătate până în 2040.

Lichidarea hidraulică sau hidrofractarea implică trimiterea unui amestec de apă și substanțe chimice printr-o gaură de găurire la presiune înaltă pentru a elibera gazele naturale. Procesul necesită cantități mari de apă care pot afecta proviziile locale. Utilizarea substanțelor chimice în procesul de fracturare a generat, de asemenea, îngrijorări cu privire la calitatea rezultată a apei.

Rafinare, prelucrare și transport de combustibil: Resurse precum uraniul, petrolul și gazele naturale trebuie să fie rafinate înainte de a deveni utilizabile ca combustibili. Aceste procese necesită cantități substanțiale de apă. După extracția gazelor, de exemplu, mai mult de 400 de milioane de galoane suplimentare de apă pe zi sunt utilizate în operațiunile de rafinare a gazelor naturale și de conducte. Transportul cu apă este utilizat, de asemenea, pentru transportul nămolurilor de cărbune, a cărbunelui fin măcinat combinat cu apa, precum și pentru verificarea sistemelor de conducte pentru eventuale scurgeri.

După cum remarcă Uniunea cercetătorilor, alegerile tehnologice sunt importante atunci când vine vorba de alegerea celei mai bune soluții pentru centralele electrice pentru comunitatea dvs. Pe termen scurt, instalațiile energetice pot stresa ecosistemele locale prin atingerea surselor locale de apă și creșterea temperaturii apei. Pe termen lung, centralele electrice pot influența schimbările climatice. După cum observă, "portofoliile de centrale ale companiilor din S.U.A. au profiluri foarte diferite de utilizare a apei și de carbon. Utilitatile cu instalatii cu un nivel mai scazut de apa plaseaza mai putin stresul asupra surselor locale de apa.

Utilitățile cu centrale electrice cu emisii reduse de carbon contribuie la stresul pe termen lung al apelor prin accentuarea schimbărilor climatice. "

Alte utilizări ale apei pentru producția de energie

Există alte utilizări ale apei în producția de energie. Cele mai notabile dintre aceste aplicații sunt utilizarea apei pentru producerea de biocombustibili. Consumul de apă în producția de biocombustibili poate fi foarte ridicat. Conform unei estimări, 1500 galoane de apă sunt necesare pentru a crea un galon de etanol derivat din porumb. Cea mai mare parte a apei este necesară în timpul etapei agricole. Sectorul agricol din S.U.A. consumă deja circa 25-50% din aprovizionarea cu apă potabilă din țară. Chiar și fără agricultura dedicată pentru a sprijini producția de biocombustibili, lipsa de apă este deja un factor în multe zone de creștere.

Apa ar putea contribui potențial la satisfacerea nevoilor viitoare de energie prin alte tehnologii, cum ar fi baraje hidroelectrice modulare sau alimentarea a zeci de mii de diguri în S.U.A., care în prezent nu produc energie. Alte abordări care continuă să fie explorate pentru captarea energiei apei includ valurile oceanelor și valurile. O idee recentă explorată este potențialul de evaporare a apei pentru a crea energie. Deși speculativă în natură, propunerea sugerează că structurile plutitoare pe o suprafață a apei, în special într-o zonă aridă, ar putea capta vapori de apă în mișcare ascendentă pentru a crea energie.

Utilizarea apei este crucială pentru cea mai mare generație de curent electric din S.U.A. Trebuie să facem alegeri înțelepte cu privire la modul în care alegem să generăm energie pe măsură ce avansăm pentru a asigura conservarea apei în viitor.