Den pågående övergången från kol till naturgas och förnybar energi i den amerikanska elsektorn minskar dramatiskt industrins vattenanvändning, en ny Duke University-studie finner.

"Medan den största uppmärksamheten har fokuserats på klimat- och luftkvalitetsfördelarna med att byta från kol, denna nya studie visar att övergången till naturgas – och ännu mer, till förnybara energikällor – har resulterat i att man sparat miljarder liter vatten, sa Avner Vengosh, professor i geokemi och vattenkvalitet vid Duke's Nicholas School of the Environment.

Dessa besparingar i både vattenförbrukning och vattenuttag har kommit trots den intensifierade vattenanvändningen i samband med fracking och skiffergasproduktion, visar den nya studien.

"För varje megawatt el som produceras med naturgas istället för kol, mängden vatten som tas ut från lokala floder och grundvatten minskas med 10, 500 liter, motsvarande 100 dagars vattenförsörjning för ett typiskt amerikanskt hushåll, " sa Andrew Kondash, en postdoktor vid Duke, som ledde studien som en del av sin doktorsavhandling under Vengosh.

Vattenförbrukningen – mängden vatten som används av ett kraftverk och som aldrig återgår till miljön – sjunker med 260 liter per megawattimme, han sa.

Med dessa minskningshastigheter, om ökningen av skiffergas som energikälla och nedgången av kol fortsätter under nästa årtionde, år 2030 kommer cirka 483 miljarder kubikmeter vatten att sparas varje år, förutspår Duke-studien.

Om alla koleldade kraftverk konverteras till naturgas, den årliga vattenbesparingen kommer att nå 12, 250 miljarder gallon – det är 260 % ​​av den nuvarande årliga amerikanska industriella vattenanvändningen.

Även om storleken på vattenanvändningen för kolbrytning och fracking är liknande, kylsystem i naturgaskraftverk använder mycket mindre vatten i allmänhet än i kolkraftverk. Det kan snabbt ge stora besparingar, eftersom 40 % av all vattenanvändning i USA för närvarande går till kylning av termoelektriska anläggningar, Vengosh noterade.

"Mängden vatten som används för att kyla termoelektriska anläggningar överskuggar alla dess andra användningar inom elsektorn, inklusive för kolbrytning, koltvätt, malm- och gastransport, borrning och fracking, " han sa.

Ännu ytterligare besparingar skulle kunna realiseras genom att byta till sol- eller vindenergi. Den nya studien visar att vattenintensiteten hos dessa förnybara energikällor, mätt som vattenanvändning per kilowatt el, är endast 1% till 2% av kol eller naturgas vattenintensitet.

"Att byta till sol- eller vindenergi skulle eliminera mycket av vattenuttaget och vattenförbrukningen för elproduktion i USA, " sa Vengosh.

Naturgas passerade kol som det primära fossila bränslet för elproduktion i USA 2015, främst på grund av ökningen av okonventionell utvinning av skiffergas. Under 2018, 35,1 % av USA:s el kom från naturgas, medan 27,4 % kom från kol, 6,5 % kom från vindkraft, och 2,3 % kom från solenergi, enligt U.S. Energy Information Administration (EIA).