首创环境2021年中期业绩亮点:行稳致远 长期向好
水和能源有共生关系。需要能源才能将水输送给人们和企业。反过来,水是产生能量所必需的。
当然,不同类型的能源需要不同水平的用水。以发电为例。对于美国,2014年的发电来自以下来源:煤炭占38%,天然气占27%,核能占19.5%,水力发电占6%,非水能可再生能源占7%,其余来自较小的资源。
但是这些电力以不同的比率使用水。下图使用了美国地质调查局的一份新报告中的数据,详细说明了水力发电的方式,以产生一千瓦时电力所需的水升为单位。相关:美国原油构建背后的真正含义
决定电厂所需最终水量的一个重要因素是其冷却系统。大多数常规电厂都使用“一次通过”系统或冷却“塔式”系统。直通式系统从河流或湖泊中抽水,将水循环通过发电厂以帮助发电,然后将其排放到环境中。相反,塔使水再循环而不是排放水。但是,由于水最终由于蒸发而损失掉,而水塔最终消耗的水又增加了30%到70%,而直通式系统将水返回到河流或湖泊中。
但是,应该指出的是,直通式系统的耗水量可能比可测的要高,因为排放水的较高温度会升高河流的温度,从而导致下游蒸发量增加,这是无法解决的。相关:关于石油价格的十二大媒体神话
由于将热水倒回河中会对植物和野生生物造成有害影响,因此从1970年代开始的联邦法规已确保大多数现代发电厂都使用塔。
根据这些数据,核能和天然气蒸汽的产生将使用最多的水来产生一千瓦时的电力。天然气在钻探阶段会消耗大量的水(参见压裂法),这使其比煤炭消耗更多的水。但是天然气联合循环(CC)厂的效率要高得多。
核电具有一些独特的水需求,而其他来源则没有。除了发电以外,核电厂还必须使用大量水以防止乏燃料棒过热。燃料棒在水池中放置了数年,以便冷却。尽管如此,尽管煤炭每千瓦时的用水量较少,但它在电力市场中所占的份额更高,因此与核能或天然气相比,它使用的总水量更多。
生物质虽然不是主要的电力来源,但也是水密集型的。这是因为除了发电以外,水还必须用于种植农作物。顾名思义,水力发电也是相对耗水的。有关:欧佩克能坚持多长时间?
风能和太阳能光伏发电是单独使用的能源,其使用的水量可以忽略不计。
在公用事业建设新电厂时,用水很少是公用事业的头等大事。但这可能会改变,至少在水资源短缺和温度升高的地区。
例如,2011年,得克萨斯州经历了有记录以来最严重的干旱,气温连续100天达到三位数。较高的温度使电力需求增加了6%,对水的需求增加了9%。由于水库的水位不足,德克萨斯州被迫修建输水管道以寻找新的水源,以使Luminant燃煤电厂保持在线状态。或看看阿拉巴马州的布朗斯渡轮核电站,由于田纳西河的温度超过了联邦的限制,该电站不得不在2007年至2011年之间多次减少发电量。
或看看加利福尼亚,那里持续的干旱已经到了危机点。圣地亚哥正在寻找太平洋的水。耗资10亿美元的卡尔斯巴德海水淡化项目的目标是每天从海洋生产5000万加仑的淡水,足以为30万人提供水。这可以缓解SoCal城市的水问题。但是海水淡化厂也将需要大量能源。卡尔斯巴德海水淡化项目将使用天然气进行。
作者:Oilprice.com的Nick Cunningham
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