Поскольку запасы пресной воды находятся под угрозой из-за засухи, изменения климата и быстрого социально-экономического роста, конкуренция за воду усиливается между сектором электроэнергетики и другими секторами. При переходе к низкоуглеродной энергетике будущего декарбонизация электростанций, работающих на ископаемом топливе, путем улавливания и хранения углерода значительно увеличит потребление воды и обострит конкуренцию за воду. Проблемы с водоснабжением вынуждают операторов электростанций искать альтернативные источники воды.

"Нетрадиционные источники воды могут быть использованы, чтобы помочь справиться с водными рисками, вызванными изменением климата, и удовлетворить растущий спрос на воду для декарбонизации электростанций, работающих на ископаемом топливе", - написала исследовательская группа во главе с Хайбо Чжаем, почетным профессором Колледжа инженерных и физических наук Роем и Кэрил Клайн из UW. "Обработка солоноватых подземных вод для охлаждения термоэлектрической генерации может помочь ослабить потенциальную конкуренцию за ресурсы пресной воды между различными секторами в регионах с дефицитом воды".

Исследование опубликовано в журнале Природная вода, с аспирантом университета Чжая, Цзытао Ву, в качестве ведущего автора статьи. Другие авторы - сотрудники Национальной лаборатории энергетических технологий в Питтсбурге, штат Пенсильвания. Этот журнал публикует лучшие исследования о меняющихся отношениях между водой и обществом. Это вторая статья в рамках многолетнего проекта, финансируемого Министерством энергетики США; в первой статье, опубликованной в прошлом году в журнале Applied Energy, рассматривалась возможность перехода от водонапорных башен к системам сухого охлаждения на электростанциях, работающих на ископаемом топливе.

Удаление избытка растворенных солей и минералов из солоноватой воды само по себе может быть энергозатратным и приводить к образованию концентрированных рассолов, требующих утилизации. Метод, называемый нулевым сбросом жидкости, сводит к минимуму воздействие опреснения на окружающую среду, но является особенно дорогостоящим.

Исследователи изучили техническую и экономическую целесообразность многократных процессов опреснения. Они также подсчитали, сколько пресной воды будет сэкономлено в результате обработки солоноватой воды для охлаждения электростанций, и оценили экономическую эффективность модернизации систем очистки солоноватой воды - и влияние на чистую генерирующую мощность электростанций. Они пришли к выводу, что модернизация электростанций для очистки солоноватых грунтовых вод может практически исключить использование пресной воды, но увеличит стоимость производства электроэнергии на 8-10 процентов.

"Наше исследование показывает компромиссы в экономии пресной воды, затратах и нехватке генерирующих мощностей в результате внедрения опреснительных установок", - говорит Ву.

Исследователи призывают к дальнейшему развитию технологий очистки солоноватой воды, наряду с изучением возможностей использования других нетрадиционных источников воды для охлаждения электростанций. К ним относятся очищенные муниципальные сточные воды, а также вода, получаемая при добыче нефти и газа и в резервуарах для хранения углекислого газа.

Исследователи говорят, что компромиссы, выявленные для различных нетрадиционных источников воды, восполнят пробелы в знаниях, чтобы лучше информировать о решениях "вода в обмен на энергию" и управлении ими.