水如何在發電中發揮作用
電廠冷卻:據有關科學家聯盟稱,美國約90%的電力來自火力發電廠,包括煤炭, 核能 ,天然氣和石油。 這些設施需要冷卻水。 熱電廠將水煮沸產生蒸汽,這反過來又驅動發電機發電。 火力發電廠通常設計為在直流或濕式循環系統中使用水。 雖然直通式系統由於其簡單性而流行(並且仍佔發電廠的43%),但將熱水排放回水道的事實帶來了環境風險。 很少有新的發電廠採用直流冷卻設計。
水力發電 :水力發電是指通過使用移動的水來轉動水輪機而產生的電力。
這種形式的能量是可再生的。 然而,在水壩後面建立水庫存在負面影響,這會破壞當地棲息地,甚至需要遷移社區。 也可能存在與大壩建設相關的負溫室氣體結果,以及與淹沒和隨後從腐爛的有機物質釋放二氧化碳和甲烷氣體有關的成果。
在這方面,乾旱設施中有機物含量較少的水電站位置較少。
用於燃料萃取的水:用水量是煤,石油,天然氣和鈾提取過程的關鍵組成部分。 在一些煤可以燃燒之前,必須用水清洗以除去硫和其他污染物。 包括用於冷卻鑽井機械以及洗煤所需的水在內的煤炭開採每天消耗70-2.6億加侖。 水也是天然氣開採頁岩氣沉積和有爭議的壓裂過程的關鍵組成部分。 頁岩氣正在成為美國日益重要的天然氣來源,從2012年約三分之一的供應量增加到2040年的約一半。水力壓裂或水力壓裂包括將水和化學物質的混合物通過鑽孔高壓以釋放天然氣。 該過程需要大量的水,可能會使當地供應緊張。 在壓裂過程中使用化學品也引發了對水質的擔憂。
燃料精煉,加工和運輸:鈾,石油和天然氣等資源在成為燃料之前都必須進行精煉。
這些過程需要大量的水。 例如,在天然氣提煉後,天然氣煉油和管道作業中每天會增加4億多加侖的水。 水運也用於運輸煤漿,磨細的煤與水結合,以及測試管道系統的潛在洩漏。
正如有關科學家聯盟所指出的那樣,在為您的社區選擇最佳發電廠解決方案時,技術選擇非常重要。 在短期內,電力設施可以通過利用當地供水和提高水溫來強化當地生態系統。 長遠來看,發電廠可以影響氣候變化。 正如他們指出的那樣,“美國公司的發電廠組合的用水量和碳排放量差異很大。
低水廠的公用事業對當地水源的壓力較小。 碳密集發電廠的公用事業加劇了氣候變化,從而導致長期的水資源緊張。“
能源生產用水的其他用途
水在能源生產中還有其他用途。 這些應用最引人注目的是生物燃料生產中使用水。 生物燃料生產中的耗水量可能非常高。 據估計,需要1,500加侖的水來製造一加侖的玉米衍生乙醇。 大部分的水在農業階段是需要的。 美國農業部門已經消耗了約25%至50%的國內淡水供應。 即使沒有專門的農業來支持生物燃料生產,水資源短缺已經成為許多種植地區的一個因素。
水可能有助於通過模塊化水電大壩等其他技術填補未來的能源需求,或者為美國目前不產電的數以萬計的大壩提供動力。 繼續探索捕獲水能的其他方法包括海浪和潮汐。 最近探索的一個想法是蒸發水來創造能量的潛力。 儘管投機性質,該提議表明,浮在水面上的結構,特別是在乾旱地區,可以捕獲向上移動的水蒸氣以產生電力。
用水量對於美國大多數當前的發電至關重要。隨著我們向前邁進,以確保未來節約用水,我們必須明智地選擇如何選擇發電。