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Le centrali elettriche forniscono elettricità a case e aziende su base giornaliera. Ma le piante consumano anche un elemento essenziale quotidiano:l'acqua. Infatti, l'industria elettrica statunitense utilizza quasi la metà di tutta l'acqua del paese. Le centrali elettriche usano l'acqua per il raffreddamento e creano vapore per far girare le turbine, che poi generano elettricità. Ma durante la siccità e la scarsità d'acqua, queste piante possono mettere a dura prova l'intero sistema idrico.
In un recente articolo pubblicato su Politica energetica , I professori di ingegneria e politica pubblica (PPE) Haibo Zhai e Ed Rubin insieme ai colleghi della Singapore Management University, hanno studiato questo conflitto e ne sono usciti con un'intuizione:mandati governativi per ridurre le emissioni di CO 2 le emissioni potrebbero anche ridurre il consumo di acqua nell'industria energetica.
"Queste politiche governative incentivano la generazione di elettricità a basse emissioni di carbonio attraverso molteplici percorsi, come le rinnovabili e il gas naturale, " Zhai dice. "Questo potrebbe ridurre gli impatti negativi su ecosistemi acquatici , migliorare la disponibilità di acqua per più settori, e promuovere lo sviluppo sostenibile”.
Diverse centrali elettriche utilizzano l'acqua in misura diversa. Energie rinnovabili, Per esempio, come l'eolico e il solare fotovoltaico non usare acqua, mentre il carbone e il nucleare usano parecchia acqua per il raffreddamento. Avere una flotta mista di fonti di energia mitiga l'uso elevato di acqua nell'energia, ma ridurre la dipendenza dal carbone è una delle variabili più importanti nell'equazione. Zhai e Rubin hanno scoperto che la dismissione delle centrali a carbone in cambio di gas naturale e fonti di energia rinnovabile spesso riduce il prelievo di acqua.
Per determinare come gli standard di riduzione del carbonio influiscano sull'uso dell'acqua da parte del settore energetico, il team ha studiato l'industria energetica del Texas gestita dall'Electric Reliability Council of Texas (ERCOT) come caso illustrativo. Hanno scoperto che, senza CO 2 normative sulle emissioni, volatilità del mercato, in particolare i prezzi del gas naturale, determinato la quantità di CO 2 emissioni. Se i prezzi del gas naturale rimanessero al di sotto di $ 3/MBTU, CO 2 le emissioni diminuirebbero a causa di un maggior numero di impianti che utilizzano meno, gas naturale più pulito. Però, prezzi elevati del gas naturale possono invertire la traiettoria delle emissioni.
Con CO 2 normative sulle emissioni, il team ha scoperto che la produzione di elettricità dipende maggiormente dal gas naturale e dalle energie rinnovabili. La transizione regolamentata verso una rete elettrica a basse emissioni di carbonio potrebbe garantire i benefici congiunti della riduzione delle emissioni e dell'uso dell'acqua. In questo caso, la rete elettrica potrebbe sostenere in modo sostenibile la crescita della popolazione e i cambiamenti della domanda, liberando al tempo stesso grandi quantità di acqua per altri settori, come l'agricoltura.
Passare il settore energetico al gas naturale e alle energie rinnovabili è solo una delle tante opzioni a basse emissioni di carbonio. Rubin sottolinea che la cattura e lo stoccaggio del carbonio (CCS) possono essere installati su centrali elettriche sia a carbone che a gas per ridurre il tonnellaggio di CO 2 rilasciato nell'atmosfera. CCS rimuove un impressionante 90% di CO 2 dalle emissioni, anche se aggiunge anche significativamente ai requisiti dell'acqua di raffreddamento.
"Ma la tecnologia CCS non è competitiva con il gas naturale a basso costo e le energie rinnovabili sotto moderati vincoli di carbonio, " Zhai dice. "Per ridurre in modo significativo le emissioni di carbone, CCS deve essere adattato alle centrali elettriche esistenti, che ne riduce la redditività economica. Si potrebbe anche prendere in considerazione il retrofit di alcuni CCS su impianti alimentati a gas al fine di promuovere l'apprendimento tecnologico e riduzioni più profonde del carbonio".
In definitiva, il team conclude che per gli Stati Uniti raggiungere la CO 2 obiettivi di riduzione, le normative che fissano un prezzo alle emissioni di carbonio offrono un percorso stabile in avanti. Politiche elaborate con cura possono fornire incentivi e sostegno per aiutare l'industria energetica a ridurre le emissioni per mitigare i cambiamenti climatici e ridurre il consumo di acqua.
