היתרונות והאתגרים של סוגים שונים של אנרגיית מים

השימוש במים קשור קשר הדוק לדור הכוח. חלק מן היחסים ברורים, כגון שימוש במים ביצירת אנרגיה תרמית או כוח הידרואלקטרי. מערכות יחסים אחרות עשויות להיות מתוחכמות יותר, כגון שימוש במים לגז טבעי , או לגידול יבולים המשמשים לאחר מכן כדלקים ביולוגיים . מקורות אנרגיה אלה מהווים טווח של יתרונות כמו גם אתגרים כפי שאנו שואפים לפתח רשת חשמל בר קיימא לעתיד.

איך המים משחקת חלק בדור החשמל

תחנת כוח קירור: לפי האיחוד של מדענים מודאגים, כ -90% מהחשמל שנוצר בארצות הברית מגיע מתחנות כוח תרמואלקטריות, כולל פחם, גרעיני , גז טבעי ושמן. מתקנים כאלה דורשים מים לקירור. צמחים תרמיים להרתיח מים כדי ליצור קיטור, אשר בתורו, כוננים גנרטורים כדי ליצור חשמל. תחנות כוח תרמיות נועדו בדרך כלל להשתמש במים על פעם או דרך רטוב recirculating המערכת. בעוד מערכות חד-פעמיות היו פופולריות (ועדיין מייצגות 43% מתחנות הכוח) בשל פשטותן, העובדה שהן מפיקות מים מחוממים בחזרה אל נתיבי מים מציבה סיכונים סביבתיים. מספר קטן של תחנות כוח חדשות מתוכננות עם קירור חד פעמי.

דור הידרואלקטרי : ייצור הידרואלקטרי מתייחס ליצירת חשמל באמצעות שימוש במים נעים כדי להפוך טורבינות.

צורה זו של אנרגיה מתחדשת. יש השפעות שליליות, עם זאת, במונחים של יצירת אחסון מים מאחורי סכרים, אשר יכול להרוס את בית הגידול המקומי ואף דורשים את המעבר של הקהילות. יכול להיות גם תוצאות שליליות של גזי חממה הקשורים בניית סכר, כמו גם הקשורים הצפה ושחרור לאחר מכן של פחמן דו חמצני גז מתאן מ חומר אורגני מתפורר.

מיקומם של סכרים הידרואלקטריים במתקנים צחיחים עם חומר אורגני פחות הוא בעייתי פחות בהקשר זה.

מים המשמשים מיצוי דלק: השימוש במים הוא מרכיב מרכזי של תהליכים מיצוי עבור פחם, נפט, גז טבעי ואורניום. לפני כמה פחם ניתן שרוף, זה חייב להיות שטף עם מים כדי להסיר גופרית ו מזהמים אחרים. כריית פחם, כולל מים הדרושים כדי לקרר מכונות קידוח וכן לשטיפת פחם, צורכת 70 - 260 מיליון גלונים ליום. כמו כן, מים מהווים מרכיב מרכזי בהפקת גז טבעי מפיקדונות גז מפצלי שמן ופריצת התהליך השנוי במחלוקת . גז הפצלי הופך למקור חשוב יותר ויותר של גז טבעי בארה"ב, גדל מ כשליש האספקה ​​בשנת 2012 כמעט מחצית על ידי 2040. שברים הידראולי או hydrofracking כרוך שליחת תערובת של מים וכימיקלים דרך חור לקדוח ב לחץ גבוה על מנת לשחרר גז טבעי. התהליך דורש כמויות גדולות של מים שיכולים ללחץ על אספקה ​​מקומית. השימוש בכימיקלים בתהליך הפיצוץ עורר גם חששות לגבי איכות המים.

זיקוק דלק, עיבוד ותחבורה: משאבים כגון אורניום, נפט וגז טבעי כל חייב להיות מעודן לפני הפיכתם שמיש כמו דלקים.

תהליכים אלה דורשים כמויות ניכרות של מים. לאחר מיצוי גז, למשל, יותר מ 400 מיליון גלונים נוספים של מים ליום משמשים זיקוק גז טבעי פעולות צינור. הובלת מים משמשת גם להעברת פחם, פחם טחון דק בשילוב עם מים, כמו גם לבדוק מערכות צינור עבור דליפות פוטנציאליים.

כפי שמציין האיחוד של מדענים מודאגים, בחירות הטכנולוגיה חשובות כשמדובר בבחירת הפתרון הטוב ביותר של תחנת הכוח עבור הקהילה שלך. בטווח הקצר, מתקני כוח יכול להדגיש את המערכות האקולוגיות המקומיות על ידי הקשה על אספקת המים המקומית והגברת טמפרטורות המים. בטווח הארוך, תחנות כוח יכולות להשפיע על שינוי האקלים. כפי שהם מציינים, "תיקי תחנת כוח של חברות בארה"ב יש מגוון רחב של שימוש במים ופרופילים פחמן.

כלי עזר עם מפעלי מים נמוכים יותר מניחים פחות לחץ על מקורות מים מקומיים. כלי עזר עם תחנות כוח עתירות פחמן תורמים ללחץ מים לטווח ארוך על ידי החמרת שינויי האקלים ".

שימושים אחרים של מים לייצור אנרגיה

ישנם שימושים אחרים של מים בייצור אנרגיה. הבולט ביותר של יישומים כאלה הוא השימוש במים לייצור דלק ביולוגי. צריכת המים ביצור דלק ביולוגי יכולה להיות גבוהה מאוד. לפי אחת ההערכות, 1,500 גלונים של מים נדרשים ליצור גלון אחד של אתנול נגזרות תירס. רוב המים נדרשים במהלך השלב החקלאי. המגזר החקלאי האמריקני כבר צורך כ-25-50 אחוזים מאספקת מים ביתיים. גם ללא חקלאות ייעודית לתמיכה בייצור דלק ביולוגי, מחסור במים כבר גורם בגזלים רבים.

מים יכולים לסייע במילוי צרכים עתידיים של אנרגיה באמצעות טכנולוגיות אחרות כגון סכרים הידרו-אנרגיה מודולריים או הזרמת עשרות אלפי סכרים בארה"ב, אשר כיום אינם מייצרים חשמל. גישות אחרות הממשיכות להיחקר על תפיסת אנרגיית המים כוללות גלי האוקיינוס ​​וגאות. אחד הרעיונות האחרונים שנבדקו הוא הפוטנציאל של התאדות המים ליצירת אנרגיה. בעוד ספקולטיבי בטבע, ההצעה מציעה כי מבנים צף על פני המים, במיוחד באזור צחיח, יכול ללכוד מעלה מים אדי מים כדי ליצור כוח.

השימוש במים הוא קריטי עבור הדור הנוכחי ביותר כוח בארה"ב עלינו לעשות החלטות נבונות על איך אנחנו בוחרים לייצר אנרגיה כפי שאנו להתקדם כדי להבטיח שימור מים לעתיד.