|
Aktualności
|
|
Informacje
Numery
Numer 11/2002
Energetyka: suche chłodzenie zamiast suchych rzek. Im więcej energii tym mniej wody?
|
|
|
Nieustanny wzrost zapotrzebowania na czystą wodę i jednoczesna dbałość o stan środowiska naturalnego sprawiły, że wiele regionów na całym świecie odczuwa coraz większe braki tego podstawowego surowca. Podobne problemy w niewiele mniejszej skali zaczynają dotykać niektóre obszary USA. Niewystarczające dostawy wody mogą hamować wzrost gospodarczy, a w szczególności zagrozić rozwojowi sektora energetycznego, który jest jednym z jej największych odbiorców (patrz tabela). Przyszłe, nieuniknione ograniczenia zaopatrzenia elektroenergetyki w wodę technologiczną zaprzątają uwagę organizacji zajmujących się planowaniem rozwoju nowych źródeł mocy.
|
Z inicjatywy amerykańskiego Instytutu Badań Elektroenergetyki (EPRI) rozpoczęto opracowanie raportu w zakresie aktualnej i przyszłej sytuacji zaopatrzenia tego sektora w wodę. Już pierwsze oceny wskazują na wysokie prawdopodobieństwo wystąpienia znacznych niedoborów wody w wielu stanach w ciągu najbliższych 20-50 lat. Potrzeba zwiększenia do 2050 r. mocy zainstalowanej w amerykańskim systemie energetycznym o około 700 GW skłoniła do podjęcia badań nad dostępnością zasobów wody oraz opracowania strategii działania dla zmniejszenia skali potencjalnych zagrożeń. W odróżnieniu od problemu „zjawiska cieplarnianego”, gdzie powolne tempo zmian klimatu zezwala na poszukiwanie optymalnej strategii obrony, braki wody mogą pojawić się w krótkim czasie i uniemożliwić skuteczne przeciwdziałanie. Badaniom Instytutu zostaną poddane wszystkie możliwe związki zachodzące między prawdopodobieństwem, wielkością i czasookresem występowania braków wody, a produkcją i popytem na energię elektryczną. Badania te obejmą nie tylko zjawiska w mikroskali, lecz także podejmą próbę uogólnienia wyników i rozwiązań dla całego kraju. Jednym z celów programu jest poszukiwanie technologii zapewniających oszczędne użytkowanie wody z jednoczesną poprawą jej jakości.
Jednym ze znanych, lecz nadal rzadko wykorzystywanych rozwiązań umożliwiających znaczne ograniczenie zużycia wody w energetyce jest tzw. suche (powietrzne) chłodzenie. Ostatnie raporty EPRI zawierają analizę kosztów i zalet innych sposobów obniżania temperatury wody chłodzącej skraplacze turbin niż powszechnie stosowany pobór wody z rzek lub schładzanie w tradycyjnych chłodniach kominowych. W elektrowniach cieplnych odparowanie wody w tych chłodniach jest źródłem największych strat przekraczając nierzadko dwie trzecie całkowitego zużycia tego surowca. Suche schładzanie wody wylotowej ze skraplaczy może – zdaniem EPRI – obniżyć zużycie wody chłodzącej aż o 95%, natomiast całkowity pobór wody technologicznej przez elektrownię o 75%. Oprócz tak wielkiego zmniejszenia obciążenia środowiska wodnego, technologia ta zmniejsza ilość wytwarzanych ścieków i zużywanych chemikaliów dla przygotowania wody. Jednak instalacje suchego chłodzenia wymagają wyższych nakładów inwestycyjnych na kosztowniejsze urządzenia. Ponadto mogą odznaczać się wyższymi kosztami eksploatacyjnymi nie tylko wskutek znacznego poboru energii elektrycznej przez urządzenia instalacji, lecz także z powodu ponoszonych strat finansowych w przypadku obniżenia mocy lub sprawności elektrowni, zwłaszcza w porze letnich upałów.
Jednym z obszarów badań EPRI jest ograniczenie tych niedogodności. Naukowcy proponują wprowadzenie układu niskociśnieniowego rozpylania wody w strumieniu powietrza chłodzącego. Wyjątkowo drobne cząstki wody nawilżają i schładzają powietrze bez osadzania rosy na powierzchniach wymiany ciepła, co pozwala uniknąć korozji.
Inny kierunek badań naukowców amerykańskich obejmuje ewentualne wykorzystanie w chłodniach kominowych zużytej (odpadowej) wody o pogorszonej jakości. Stwierdzono, że przy spełnieniu określonych, minimalnych wymagań przez tę wodę, można zapobiec nadmiernemu zanieczyszczaniu i zużyciu elementów chłodni.
Obecnie energetyka amerykańska pobiera około 3% wody zużywanej w kraju. Jednocześnie aż 38% wody powracającej do środowiska pochodzi z elektrowni cieplnych. Naukowcy dokładają starań, aby wartości te stopniowo ulegały zmniejszaniu. W obliczu malejących zasobów wodnych spełnienie tego warunku zadecyduje o dalszym rozwoju gospodarki elektroenergetycznej kraju.
Zużycie wody w Stanach Zjednoczonych (dane z 1995 r.)
Sektor Zużycie [%]
Rolnictwo(nawadnianie i hodowla) 85
Gospodarstwa domowe 7
Przemysł 3
Energetyka 3
Górnictwo 1
Pozostałe 1
|
Na podstawie: „Water resource sustainability could be key limit for economic growth”, EPRI Journal 2002 opracował Piotr Olszowiec
|
|
|
|
