Kraftverk förser hem och företag med el dagligen. Men växter konsumerar också en daglig nödvändig:vatten. Faktiskt, den amerikanska elkraftsindustrin använder nästan hälften av allt vatten i landet. Kraftverk använder vatten för att kyla och skapa ånga för att vända turbiner, som sedan producerar el. Men under torka och vattenbrist, dessa växter kan påverka hela vattensystemet.

I en ny tidning publicerad i Energipolitik , Engineering and Public Policy (EPP) Professorer Haibo Zhai och Ed Rubin tillsammans med kollegor från Singapore Management University, har undersökt denna konflikt och fått en insikt:statliga mandat för att minska koldioxidutsläpp ₂ utsläpp kan också minska vattenanvändningen i kraftindustrin.

"Denna regeringspolitik stimulerar energiproduktion med låga koldioxidutsläpp genom flera vägar, som förnybar energi och naturgas, "Säger Zhai." Detta kan minska negativa effekter på akvatiska ekosystem , förbättra vattentillgängligheten för flera sektorer, och främja hållbar utveckling. "

Olika kraftverk använder vatten i olika grad. Förnybara energikällor, till exempel, som vind och sol solceller använd inget vatten, medan kol och kärnkraft använder ganska mycket vatten för kylning. Att ha en blandad flotta av kraftkällor minskar hög vattenanvändning i kraft, men att minska beroende av kol är en av de mest framträdande variablerna i ekvationen. Zhai och Rubin har funnit att kolanläggningar som går i pension i utbyte mot naturgas och förnybara energikällor ofta minskar vattenuttaget.

För att avgöra hur koldioxidreduktionsstandarder påverkar kraftindustrins vattenanvändning, laget studerade Texas kraftindustri som hanterades av Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) som ett illustrativt fall. De har funnit det, utan CO ₂ utsläppsregler, volatilitet på marknaden, särskilt naturgaspriser, bestämde mängden CO ₂ utsläpp. Om naturgaspriserna låg under $ 3/MBTU, CO ₂ utsläppen skulle minska på grund av att fler anläggningar använder billigare, renare naturgas. Dock, höga naturgaspriser kan vända utsläppsbanan.

Med CO ₂ utsläppsregler, laget fann att elproduktionen förlitar sig mer på naturgas och förnybara energikällor. Den reglerade övergången till ett koldioxidsnålt elnät kan säkra fördelarna med minskade utsläpp och vattenanvändning. I detta fall, elnätet skulle kunna stödja befolkningstillväxten och förändringar i efterfrågan på ett hållbart sätt samtidigt som det frigör vattenmängder för andra sektorer, som jordbruk.

Att byta kraftindustri till naturgas och förnybara energikällor är bara ett av många koldioxidsnåla alternativ. Rubin påpekar att kolfångst och lagring (CCS) kan monteras på både kol- och gaskraftverk för att minska mängden CO ₂ släpps ut i atmosfären. CCS tar bort imponerande 90% av koldioxid ₂ från utsläpp, även om det också bidrar betydligt till kylvattenbehovet.

"Men CCS -tekniken är inte konkurrenskraftig med billig naturgas och förnybara energikällor under måttliga koldioxidbegränsningar, "Säger Zhai." För att avsevärt tämja kolutsläpp, CCS måste eftermonteras på befintliga kraftverk, vilket minskar deras ekonomiska livskraft. Att eftermontera vissa CCS till gaseldade anläggningar kan också övervägas för att främja teknikinlärning och djupare koldioxidminskningar. "

I sista hand, teamet drar slutsatsen att för att USA ska nå CO ₂ reduceringsmål, regler som sätter ett pris på koldioxidutsläpp erbjuder den stabila vägen framåt. Noggrant utformad politik kan ge incitament och stöd för att hjälpa kraftindustrin att minska utsläppen för att mildra klimatförändringar och minska vattenanvändningen.