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輸水管道與電能的轉換 水電相互依存關系會抬高成本

來源:晉城市春晨興匯實業有限公司 時間:2016-12-12 11:00:46 瀏覽次數:

   加州莫德斯托公用事業部門紀錄顯示,與2013年相比,2014年農民電力使用上升了18%,沒有其它相關因素直接導致用電量升高,只是因為加州連續四年干旱,迫使他們打井取水,往常使用的是地表水。

  這也說明用水需要電能,不只是輸送水,水處理,海水淡化同樣需要用電。供水量占加州圣迭戈7%的一個大型海水淡化廠需要38兆瓦的電力,相當于2800戶家庭的用電量,而供電方是靠近亞利桑那州的納瓦霍煤電廠,這個2250兆瓦發電廠的業主是一家供水企業,需要電力來輸水。

  反過來也一樣,發電也需要水,其它生產用水包括水利發電,石油,天然氣和煤的開采,用量更大的是電廠的冷卻水。一項研究報告指出美國2005至2030年水消耗將增長85%,并帶動能源消耗上升。

  2011年德州遭受了強烈的干旱,其電力部門當時警告稱,未來幾個月都不會有雨,沒有冷卻水將影響到這家幾千兆瓦的電廠。及時雨的到來避免了停電,但同期的其它一家403兆瓦的電廠由于冷卻水不足而被迫停止發電。

  經濟,能源和水息息相關,像一個DNA雙螺旋的經濟版本,隨著人口增長和氣候變化,干旱將會頻發,水或能源的短缺將加速其成本的上升。

  有觀點認為,風險之一是我們加速了一個非常危險的負面回饋回路,一方面要保護環境,從而影響到經濟發展。大量使用能源和水只會導致更嚴重的影響,其費用也會越昂貴。

  這種狀況來自于上世紀許多關于能源和水的假說,根據一家非贏利的太平洋研究中心的說法,這種擔憂值得懷疑。這家研究中心的報告稱,始于2011年十月,差不多近四年的干旱后,加州居民花費了14億美元(比平均年份要多),原因是干旱導致水電下降,天然氣發電上升。同期水利發電與平均年份相比,在電力市場的占比從18%下降到12%。

  即使在這次旱災之前,加州能源委員會就估計會有20%電力將用于輸水和水處理,全美國在2010年用于水方面的電力差不多有12.6%。

  電力部門認為水方面的耗電更厲害,國會研究處報告稱電廠冷卻使用全國44%的水,6%為蒸發消耗,其它被用于取暖和返回排放。許多電廠依賴于周邊的水源作為冷卻水。2011年嚴重缺水時期,許多電廠不得不減少取水量。

  由于這種原因,水電相互依存關系會抬高成本,使兩者更加稀缺。最近五年的能源發展對于用水有好的一面,也有壞的一面。好的一面是可再生能源,例如太陽能,用水的地方只是清潔太陽能板。另一個重大發展是定向開采頁巖氣,水利壓裂,為世界能源描繪了美麗前景。如字面意思,高壓注入大量的水到地下。

  反對者質疑地表水會存在甲烷釋放的污染,雖然有研究報告稱水利壓裂不會有問題,只要井壁結構不出問題。然而,這么大的用水量仍然是個問題,美國地質調查局的報告稱壓裂一口井要用掉5.7萬~21.6萬立方米水。在水和電供給不足的地區,還是保守一點好。

  有學者認為電廠的空冷設備可以代替水冷系統,但是它也需要用電,未來20年電貴還是水貴?經濟專家會給出答案。

  水利發電又被重新考慮,采用管道發電系統,在俄勒岡州波特蘭和加州河畔市安裝了管道發電設備,計劃在德州圣安東尼奧也安裝這種管道發電設備,它是利用重力流經過管道帶動管道內渦輪發電。

  加州大學戴維斯的水能源效率中心正在推進研究這兩種資源,報告中敘述了158個國家的能源系統如何使用水來生產電能。

  報告稱用水消耗基準來設定電能標準度量,政策制定者可以更好地理解和追蹤這個耦合系統的狀態。

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