Vatten och energi är nära sammanlänkade, eftersom nuvarande elproduktionsmetoder ofta kräver vatten, och att utvinna vatten förbrukar vanligtvis energi. Denna koppling mellan vatten och energi, även känd som "vatten-energinexus, "har varit i fokus för flera vetenskapliga studier.

Bland annat, att uppnå vatten- och energitrygghet över hela världen innebär att hitta hållbara sätt att koppla forskning relaterad till vattenbehovet från kraftverk med begränsningsstrategier för energibaserad vattenanvändning. I sista hand, studier som gemensamt undersöker dessa två viktiga faktorer kan bana väg mot nya lösningar som säkerställer en mer hållbar användning av både vatten och energi.

Med detta i åtanke, ett team av forskare vid LUT-universitetet i Finland har nyligen undersökt vattenanvändning i värmekraftverk, försöker projicera framtida scenarier för minskad vattenanvändning i ljuset av den pågående övergången mot en grönare ekonomi. I deras studie, med i Naturenergi , de bedömde vattenfotavtrycket för ett stort antal termiska kraftverk världen över och uppskattade det nuvarande vattenbehovet för kraftproduktion på fyra olika nivåer:globalt, regionalt, efter land och efter flod.

"Vi länkade sammanlagt 13, 863 värmekraftverk med en total aktiv kapacitet på 4, 182 GW över hela världen, vilket motsvarar 95,8 procent av den globala värmekraftverksflottan, till vattenförekomster med hjälp av metoden för analys av geografiska informationssystem (GIS), uppskattade sedan vattenavtrycket för var och en av dem, "Alena Lohrmann, första författare till studien, berättade Tech Xplore .

Ny forskning har visat att en radikal förändring mot förnybar energi är både tekniskt och ekonomiskt genomförbar. Ändå, om denna förändring faktiskt kommer att ske eller i vilken takt den kommer att utvecklas är fortfarande något oklart.

Väsentligen, Lohrmann och hennes kollegor ville göra realistiska uppskattningar för utvecklingen av efterfrågan på vatten som kunde ge värdefull och tillförlitlig insikt om möjliga framtida scenarier för minskad vattenanvändning. För att uppnå detta, forskarna identifierade först kyltekniken som används vid enskilda kraftverk. Senare, de genomförde en djupgående analys för att fastställa efterfrågan på havsvatten och sötvatten från globala värmekraftverk.

Datan som användes i deras analyser togs huvudsakligen från GlobalData-datauppsättningen, som innehåller information om flera tusen värmekraftverk världen över. För att övervinna databegränsningarna i datamängden, kyltekniken för varje kraftverk identifierades med hjälp av satellitbilder.

"Vår studie presenterar också en konsekvensanalys för 354 stora floder globalt utförd i en hög tidsmässig och rumslig upplösning, ", sade Lohrmann. "Denna flodanalys är av hög relevans eftersom termiska kraftverk främst påverkar lokala akvatiska ekosystem på grund av termisk förorening och ökat vattenutsläpp."

Efter att ha uppskattat den globala efterfrågan på vatten, forskarna skapade en "bästa policy -scenario" -modell (BPS) med hjälp av ett modelleringsverktyg som utvecklats vid LUT University, kallad LUT Energy System Transition model. Med hjälp av detta verktyg, de identifierade framgångsrikt det mest prisvärda scenariot för att växla mot 100 procent förnybar el till 2050, därmed uppnå globala hållbarhetsmål.

"Vår studie ger en bedömning av den potentiella minskningen av vattenanvändning i globala värmekraftverk från 2015 (basår) till 2050, "Christian Breyer, chef för teamet som genomförde studien, berättade TechXplore. "Vi visade att övergången till ett 100 procent förnybart elsystem kan minska den globala vattenförbrukningen för värmekraftverk med 97,7 procent."

Studien utförd av Lohrmann, Breyer och deras kollegor erbjuder ett intressant nytt perspektiv på hur industrier och regeringar över hela världen skulle kunna uppmuntra en lägre vattenanvändning vid elproduktion. Förutom att lyfta fram möjligheten att gå mot betydligt mer hållbara lösningar, deras arbete identifierar en kostnadseffektiv strategi som kan hjälpa till att ta itu med problemet med vattenutarmning i samband med användningen av vatten för att skapa elektrisk energi.

© 2019 Science X Network