Как сообщается в новом исследовании Университета Дьюка, продолжающийся переход от угля к природному газу и возобновляемым источникам энергии в секторе электроэнергии США резко сокращает водопотребление в промышленности.
«Основное внимание в этом процессе было уделено уменьшению негативного влияния угольной промышленности на климат и качество воздуха. Новое исследование показывает, что переход на природный газ – и, тем более, на возобновляемые источники энергии – позволяет сэкономить миллиарды галлонов воды», – сказал Авнер Венгош, профессор геохимии и качества воды в Университете Дюка.
Согласно полученным результатам, экономия появилась как в потреблении воды, так и в водозаборе, даже несмотря на интенсификацию водопользования, связанного с добычей сланцевого газа.
«На каждый мегаватт электроэнергии, произведенной с использованием природного газа вместо угля, количество воды, забираемой из местных рек и подземных вод, уменьшается на 10 500 галлонов, что эквивалентно 100-дневному водоснабжению типичного американского домохозяйства», – сказал Эндрю Кондаш, исследователь докторантуры в Университете Дюка.
Количество воды, используемой электростанцией и никогда не возвращаемой в окружающую среду, снижается на 260 галлонов на мегаватт.
Согласно прогнозам ученых, при таких темпах сокращения, если рост темпов добычи сланцевого газа и сокращение добычи угля будет продолжатся в течение следующего десятилетия, к 2030 году около 483 миллиардов кубометров воды будет экономиться ежегодно.
Если все электростанции, работающие на угле, переведут технологическое производство на природный газ, ежегодная экономия воды достигнет 12 250 млрд. галлонов – это 260% сегодняшнего годового потребления воды промышленостью США.
Хотя масштабы использования воды для добычи угля и фрекинга (разрушение твердой породы для добычи газа) схожи, системы охлаждения на электростанциях, работающих на природном газе, в целом потребляют намного меньше воды, чем градирни на угольных. Это может быстро привести к существенной экономии, так как 40% всего водопользования в Соединенных Штатах в настоящее время идет на охлаждение теплоэлектростанций (ТЭС), отметил Венгош.
«Количество воды, используемой для охлаждения ТЭС, затмевает все другие сферы ее использования в электроэнергетическом секторе, включая добычу угля, его промывание, транспортировку руды и газа, бурение и разделение на фракции», – сказал он.
Еще большая экономия может быть достигнута путем перехода на энергию солнца или ветра. Новое исследование показывает, что интенсивность использования воды в возобновляемых источниках энергии, измеренная по водопотреблению на киловатт электроэнергии, составляет всего 1-2% от водоемкости угля или природного газа.
«Переход на солнечную или ветряную энергию исключил бы значительную часть забора воды и её потребления для производства электроэнергии в США», – сказал Венгош.
Природный газ обогнал уголь как основное ископаемое топливо для производства электроэнергии в Соединенных Штатах в 2015 году, главным образом из-за роста нетрадиционных методов добычи сланцевого газа. По данным Управления энергетической информации США (EIA), в 2018 году 35,1% электроэнергии в США приходилось на природный газ, а 27,4% – на уголь, 6,5% – на энергию ветра и 2,3% – на солнечную энергию.
Исходя из того, что питьевая вода становится стратегически важным ресурсом в системе национальной безопасности множества государств и предметом геополитических конфликтов, очевидно, что технологические системы с её использованием будут усовершенствоваться или принципиально изменяться для достижения максимальных показателей экономии. В энергетической отрасли промышленности это следует связывать с увеличение доли возобновляемых источников энергии в энергетическом балансе США.
