燃烧煤炭发电具有与气候变化和空气污染有关的严重问题,但也太渴了,无法跟上。如果美国的普通家庭从煤中获得全部电力,那么将浪费约370个装满水的八人热水浴缸来发电。现在风能和太阳能已经便宜了,是时候让我们淡水了。
怎么加起来?好吧,让我们从每兆瓦时的用水量开始,然后计算一下数字。据有关科学家联盟称:
像所有热电系统一样,燃煤电厂也需要冷却。提供三种主要选择:一次通过,湿循环和干冷却。在美国,约有53%的燃煤电厂使用直通式冷却,约40%的采用湿循环,而不到百分之一的采用干式冷却。[1]表1显示了每发电1兆瓦时(MWh,或千千瓦时)所需的加仑水。(干冷却系统尽管有其名称,但仍需要水来进行系统维护,清洁和排污,如下所述。)[2]
表格1:传统燃煤发电厂按类型进行冷却所需的加仑水/兆瓦时[3]
UCS通过广泛的研究总结了这一点,值得详细审查。
一项简单的数学运算告诉我们,这代表从淡水供应中抽取的每千瓦时11至27加仑(49-120升)的范围。这些水必须以足够的体积和温度存在,以有足够的热量变化来冷却热电厂的高温,而全球变暖已经导致煤炭和核电厂的停产和服务减少。这些水被加热后,大部分返回到湖泊和河流等地下水,造成热污染问题,因此,尽管水是“清洁的”,但仍在造成环境挑战。其中一些损失完全由于蒸发而损失,每千瓦时可能损失1至1加仑(1至3升)。
根据美国EIA的数据,2014年该国的平均家庭用电量为10,932 kWh,这意味着,仅以煤为动力的普通家庭的用电量每年就将减少约120,000-300,000加仑(530,000-1,300,000升),并且忽略了热冲击和污染,损失了3,000–7,300加仑(13,400–33,000升)。那将最多容纳360个八人热水浴缸,并浪费掉价值约九个的热水浴缸。
当然,这还不是全部。煤炭的开采和运输更难确定,而且变化也很大。露天开采掩埋了淡水源,洗煤需要并污染大量水,泥浆管道也需要大量水。
当然,燃煤是造成淡水污染的原因。EPA计算得出,在美国,燃烧煤炭产生的汞排放量超过50%,而从燃煤电厂中去除硫,每年每座电厂产生约200,000磅的污泥废物,这还涉及用水。
通过增加碳捕获和封存来使煤炭生产变得更加昂贵的适度愚蠢的想法也将需要大量的水,例如:
在燃煤电厂中增加碳捕集与封存将使其用水量增加45%至85%。
当然,这应该与太阳能和风能进行比较,太阳能和风能在制造或运输燃料时几乎每千瓦时不取水,每千瓦时不耗水,每千瓦时也不污染水。在发电时,它们也完全不加热已加热的地下水中的水。
阅读下面的密集图形时,请不要忘记查看每种发电类型的每种用水类型。您会注意到,在不需要制冷的类别中,风能和太阳能仅显示一次,而煤炭,天然气和核能在整个地方仅显示一次。
这并不意味着风能和太阳能在整个生命周期内每千瓦时的用水量为零,但与每千瓦时相比,在原材料提取,精炼,制造,建造和运营过程中所消耗的电量实际上不存在热发电技术。
耗水–风和太阳能
技术加仑/千瓦时/千瓦时风[1] 0.0010.004PV [2] 0.0300.110煤炭生产消耗,过热并污染的水量远远超过任何理性的人或组织认为值得的。如果今天第一次将煤炭发电作为一种技术来展示,那么仅凭水问题便会在会议室外被人们嘲笑。仅仅是使用的遗产,才使它看起来很合理。
用水只是煤炭生产远远低于替代品的一种方式。折衷方案在工业革命中是合理的,但现在已不复存在。
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