Energiecentrales voorzien dagelijks huizen en bedrijven van elektriciteit. Maar planten verbruiken ook een dagelijkse basisbehoefte:water. In feite, de Amerikaanse elektriciteitsindustrie gebruikt bijna de helft van al het water in het land. Energiecentrales gebruiken water om te koelen en stoom te creëren om turbines te laten draaien, die vervolgens elektriciteit opwekken. Maar tijdens droogtes en watertekorten, deze planten kunnen het hele watersysteem belasten.

In een recent artikel gepubliceerd in Energiebeleid , Engineering and Public Policy (EPP) Professoren Haibo Zhai en Ed Rubin samen met collega's van Singapore Management University, hebben dit conflict onderzocht en zijn tot een inzicht gekomen:overheidsmandaten om CO . te verminderen ₂ emissies kunnen ook het waterverbruik in de energiesector verminderen.

"Dit overheidsbeleid stimuleert koolstofarme elektriciteitsopwekking via meerdere wegen, zoals hernieuwbare energiebronnen en aardgas, " zegt Zhai. "Dit kan de nadelige gevolgen voor aquatische ecosystemen , de beschikbaarheid van water voor meerdere sectoren verbeteren, en duurzame ontwikkeling te bevorderen."

Verschillende energiecentrales gebruiken water in verschillende mate. Hernieuwbare energie, bijvoorbeeld, zoals wind en zon fotovoltaïsch gebruik geen water, terwijl kolen en kernenergie nogal wat water gebruiken voor koeling. Het hebben van een gemengde vloot van stroombronnen vermindert het hoge waterverbruik bij de stroomvoorziening, maar het verminderen van de afhankelijkheid van steenkool is een van de meest prominente variabelen in de vergelijking. Zhai en Rubin hebben ontdekt dat het terugtrekken van kolencentrales in ruil voor aardgas en hernieuwbare energiebronnen vaak de wateronttrekking vermindert.

Om te bepalen hoe de normen voor koolstofreductie het watergebruik van de energiesector beïnvloeden, het team bestudeerde de energiesector in Texas die wordt beheerd door de Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) als een illustratief geval. Dat hebben ze gevonden, zonder CO ₂ emissievoorschriften, marktvolatiliteit, vooral de aardgasprijzen, de hoeveelheid CO . bepaald ₂ uitstoot. Als de aardgasprijzen onder $ 3 / MBTU bleven, CO ₂ emissies zouden dalen doordat meer fabrieken goedkopere, schoner aardgas. Echter, hoge aardgasprijzen kunnen het emissietraject omkeren.

Met CO ₂ emissievoorschriften, het team ontdekte dat de elektriciteitsproductie meer afhankelijk is van aardgas en hernieuwbare energiebronnen. De gereguleerde overgang naar een koolstofarm elektriciteitsnet kan de nevenvoordelen van verminderde emissies en waterverbruik veiligstellen. In dit geval, het elektriciteitsnet zou de bevolkingsgroei en veranderingen in de vraag duurzaam kunnen ondersteunen en tegelijkertijd grote hoeveelheden water kunnen vrijmaken voor andere sectoren, zoals landbouw.

De energiesector overschakelen op aardgas en hernieuwbare energiebronnen is slechts een van de vele koolstofarme opties. Rubin wijst erop dat koolstofafvang en -opslag (CCS) kan worden aangebracht in zowel kolen- als gascentrales om het tonnage aan CO te verminderen ₂ vrijgelaten in de atmosfeer. CCS verwijdert maar liefst 90% CO ₂ van emissies, hoewel het ook aanzienlijk bijdraagt ​​aan de behoefte aan koelwater.

"Maar CCS-technologie is niet concurrerend met goedkoop aardgas en hernieuwbare energiebronnen onder gematigde koolstofbeperkingen, " zegt Zhai. "Om de uitstoot van kolen aanzienlijk te verminderen, CCS moet achteraf worden ingebouwd in bestaande elektriciteitscentrales, waardoor hun economische levensvatbaarheid afneemt. Retrofitting van sommige CCS op gasgestookte centrales kan ook worden overwogen om het leren van technologie en diepere koolstofreducties te bevorderen."

uiteindelijk, het team concludeert dat voor de VS om CO . te bereiken ₂ reductie doelen, regelgeving die een prijs op koolstofemissies zet, bieden de stabiele weg voorwaarts. Zorgvuldig opgesteld beleid kan stimulansen en ondersteuning bieden om de energiesector te helpen de uitstoot te verminderen, de klimaatverandering te verminderen en het waterverbruik te verminderen.