В США больше воды используется для производства электроэнергии и больше электроэнергии используется для водной инфраструктуры, чем что-либо еще?

Сегодня я получил сообщение по электронной почте о предстоящей технической конференции Energy Water Nexus , в которой было сделано это неподтвержденное заявление:

На национальном уровне самой большой категорией водопотребления является производство электроэнергии. Точно так же наибольший спрос на электроэнергию приходится на добычу и распределение воды.

Учитывая количество ферм и газонов в США, я ожидаю, что орошение сельскохозяйственных культур будет крупнейшим потребителем воды. И, учитывая население и климат в большей части страны, я ожидаю, что кондиционирование помещений (отопление/охлаждение/вентиляция) будет крупнейшим потребителем электроэнергии.

Является ли производство электроэнергии крупнейшим потребителем воды, а водная инфраструктура — крупнейшим потребителем электроэнергии?

Меня не удивит, если за этим утверждением не стоит какая-то двусмысленная ошибка. Использование воды для охлаждения на электростанции потребляет воду только в том случае, если используются испарительные градирни, и вода может быть как солоноватой, так и соленой, в зависимости от того, где находится станция. В отличие от питьевой и поливной воды, которая должна быть свежей. Так что здесь что-то неясно, потому что далеко не вся вода, используемая для охлаждения при выработке электроэнергии, является питьевой водой.
Это, безусловно, зависит от того, что вы считаете «категорией». В данных Агентства по охране окружающей среды на сайте epa.gov/energy/electricity-customers добыча и распределение воды вообще не фигурируют как категория.
В игре также может быть проблема «нетто против брутто». Например, очень много электроэнергии используется для того, чтобы накачать воду на вершину калифорнийских гор Техачапи , и очень много электроэнергии вырабатывается, когда вода стекает с другой стороны.
В зависимости от того, как вы определили «использованный», это может быть тривиально верно для водопотребления. Например, на реке Колумбия имеется одиннадцать гидроэлектростанций, и через каждую из них проходит полный сток реки. Если вы посчитаете каждую плотину как «использование», вы получите в общей сложности около 2 миллиардов акров-футов, что примерно равно 40% от общего количества осадков в Нижнем 48.
Как уже говорилось, этот вопрос не делает заметных претензий. Случайное сообщение электронной почты ничем не примечательно.
Я попытался сделать это более по теме. Случайное сообщение электронной почты не примечательно, в то время как заявление на международной технической конференции имеет значение.
Да, тот отчет Геологической службы США, который процитировал Дэвид, подтверждает это: утверждение ошибочно, потому что оно объединяет использование с потреблением , а это неправильно.
Я думаю, что первое утверждение я назвал «в основном правильным» (или, по крайней мере, раньше оно было «в основном правильным»). У меня возникли трудности со вторым утверждением: «Точно так же наибольший спрос на электроэнергию приходится на добычу и распределение воды». На сегодняшний день крупнейшими потребителями энергии, которая идет на электричество, являются 3-й и 4-й законы термодинамики. Две трети входной энергии уходит в виде отработанного тепла (именно здесь вступают в игру эти большие градирни). Оставшаяся треть довольно рассеяна.
@MichaelK - Э, нет. Подавляющая (подавляющая, выберите ваше прилагательное) большая часть воды, потребляемой при производстве электроэнергии, превращается в пар (пуф!), и значительная часть воды, поступающей в процесс, является пресной, а не солоноватой.
@MichaelK - Единственный способ, которым огромное количество воды потребляется для выработки электроэнергии в Техасе (крупнейший потребитель на сегодняшний день), - это если водяной пар, возникающий в результате этого потребления, в свою очередь, приводит к усилению дождя в Канзасе или в каком-либо другом штате, расположенном аналогичным образом. интерьер США.
@DavidHammen Да, это правда, что потребляемая вода ушла «пуф», но это всего 3-4% всей забираемой воды . Прочтите главу о тепловых электростанциях и сравните таблицы 2А и 12. Изображение, которое вы используете для обоснования утверждения о том, что электростанции являются вторыми по величине «потребителями» воды, показывает не потребление, а изъятие . Отвод и расход у силовых установок неодинаковы, отличаются более чем в 25 раз.
Я так понимаю, мы должны считать «нацией» в «национальном» США?

Ответы (2)

Нет, иск ошибочен с обеих сторон

Используя отчет Геологической службы США об оценке использования воды в Соединенных Штатах в 2015 году, мы быстро видим, что первоначальное утверждение о том, что теплоэлектростанции потребляют больше всего воды, неверно.

Таблица 2А показывает, что теплоэлектростанции действительно потребляют 133 000 Мгал в день, и это наравне с ирригацией, и эти два вместе являются главными потребителями. Но 96-97 процентов воды, которую забирают электростанции, сбрасывается обратно в окружающую среду и доступна для использования ниже по течению без дополнительной очистки. Безвозвратное потребление составляет всего 4310 Мгал в сутки (таблица 12).

При безвозвратном потреблении всего 4310 Мгал/сутки электростанции потребляют значительно меньше, чем Ирригационные (Таблица 7) – 73 200 Мгал/сутки, что в 17 раз больше.

Поэтому, когда в исходном утверждении говорится, что:

На национальном уровне самой большой категорией водопотребления является производство электроэнергии.

...это утверждение ложно.

Что касается использования электроэнергии , то утверждение, что доступ к воде является крупнейшим потребителем электроэнергии: нет, это тоже неверно.

Как поясняет Энергетическое информационное агентство США , коммерческий, промышленный и жилой секторы (**) потребляют примерно равные доли электроэнергии.

Виды водоснабжения по сектору «Коммерческий»:

Коммерческий сектор включает в себя розничную торговлю, офисные, образовательные, институциональные, общественные и государственные учреждения, а также общественные услуги, такие как водоснабжение, очистка сточных вод , телекоммуникационное оборудование, а также наружное и общественное уличное освещение.

...и коммерческий сектор указан как использующий электроэнергию для следующего:

  • Охлаждение — 14,0%
  • Вентиляция — 11,2%
  • Освещение — 10,6%
  • Охлаждение помещений — 10,6%
  • Оргтехника — 7,8%
  • Компьютеры и сопутствующее оборудование — 7,5%
  • Отопление помещений — 2,6%
  • Кулинария — 1,8%
  • Водяное отопление — 0,6%
  • Другое разное использование вместе взятых — 33,3%

Так что водоподготовка и транспортировка воды даже не имеют отдельных постов, а сортируются в разное. использования, предположительно потребляющего меньше электроэнергии, чем перечисленные 0,6% — только в коммерческом секторе , а не 0,6% всего использования — для нагрева воды .

Следовательно, и эта часть утверждения неверна.

Изменить: «Использовать» против «Потреблять»

Первоначальная претензия состоит в следующем...

Техническая конференция Energy Water Nexus: экономия на производстве

На национальном уровне самой большой категорией водопотребления является производство электроэнергии. Точно так же наибольший спрос на электроэнергию приходится на добычу и распределение воды. Эта сильная взаимозависимость создает большие возможности в взаимосвязи энергии и воды (EWN) для воздействия как на потребление энергии, так и на потребление воды.

Так что же такое Energy Water Nexus? Оказывается, в Википедии есть страница об этом ...

Не существует формального определения водно-энергетической взаимосвязи - эта концепция относится к взаимосвязи между водой, используемой для производства энергии, включая как электроэнергию, так и источники топлива, такие как нефть и природный газ, и энергией, потребляемой для извлечения, очистки, доставки. , нагревать/охлаждать, очищать и утилизировать воду (и сточные воды), иногда называемую энергоемкостью (EI).

Далее вниз по странице мы находим следующее. Акцент оригинальный, жирный - мое дополнение.

Воду можно использовать или потреблять , и ее можно разделить на пресную, грунтовую, поверхностную, синюю, серую или зеленую среди других. Вода считается использованной , если она не уменьшает подачу воды потребителям ниже по течению, т. е. воду, которая забирается и возвращается в тот же источник (использование в потоке), например, на теплоэлектростанциях, использующих воду для охлаждения и являющихся, безусловно, крупнейшими потребителями. воды. В то время как использованная вода возвращается в систему для последующего использования, она, как правило, тем или иным образом ухудшилась, в основном из-за термического или химического загрязнения, и естественный сток был изменен, что не учитывается при оценке, если только количество воды обдуманный. Расход водыкогда он полностью удаляется из системы, например, путем испарения или потребления сельскохозяйственными культурами или людьми. При оценке водопользования необходимо учитывать все эти факторы, а также пространственно-временные соображения, что очень затрудняет точное определение водопользования.

Таким образом, в контексте разговора о взаимосвязи «энергия-вода» / «водно-энергетическая взаимосвязь» действительно существует существенная разница между заявлением о том, что вода «использовалась» или что она была «потреблена».

Утверждение о тепловых электростанциях и воде может быть истинным только в том случае, если тот, кто написал этот флаер, ошибся и ошибочно написал «потребление», когда на самом деле имел в виду «использование». Я лично нахожу это либо маловероятным, либо действительно смущающим со стороны кого-то, кто якобы звонит на конференцию по этому вопросу и, следовательно, должен знать разницу.

И неважно это, это все еще не делает вторую часть утверждения — о том, что электричество больше всего используется для производства и перемещения воды — верно.

Следующий рисунок с той же страницы Википедии...

введите описание изображения здесь

Использование воды / энергии и соответствующие зависимости. Источник изображения: Министерство энергетики США – Бауэр Д., Филбрик М. и Валларио Б. (2014). «Взаимосвязь воды и энергии: проблемы и возможности». Министерство энергетики США. Всеобщее достояние

... показывает, что потребление электроэнергии для производства воды и очистки сточных вод составляет 0,1 и 0,1 квадрацикла в год (0,1 квадрацикла = 29 ТВтч) соответственно, в то время как другие виды использования электроэнергии значительно больше.

На том же графике также показана очень небольшая часть воды, выходящей из поля «Термоэлектрическое охлаждение» и попадающей в поле «Потребляемая вода». Сумма других коннекторов означает, что согласно этому графику вода расходуется в размере 2000 Мгал в сутки из 196 000 Мгал/сутки, используемых для термоэлектрического охлаждения.

(**) Кому-нибудь еще нравится SimCity от этого? :D

Судя по всему, претензия в основном верна, и плотины гидроэлектростанций тут ни при чем. Задержанная вода, которая попадает через турбину, не считается потреблением. Вместо этого термоэлектрическое потребление воды включает превращение (в некоторой степени) пригодной для использования жидкой воды в одно из следующего: водяной пар для охлаждения, который уходит в атмосферу, несколько непригодные сточные воды, которые обрабатываются как сточные воды, или совершенно непригодные для использования токсичные сточные воды, которые нуждаются в значительно большей очистке. чем просто канализация. Подавляющая часть потребляемой жидкой воды превращается в пар.

«В основном» без скобок и «в некоторой степени» в скобках связаны с тем, что часть воды, потребляемой для выработки электроэнергии, представляет собой соленую воду. Потребление воды для выработки электроэнергии снижалось в течение последних нескольких десятилетий (снижение на 18% только с 2010 года), в то время как орошение неуклонно росло. Очевидно, что ирригация, наконец, обогнала производство электроэнергии и стала потребителем пресной воды номер один.

С 1950 года Геологическая служба США выпускает отчет об оценке использования воды в США раз в пять лет. Самый последний из них — «Оценочное использование воды в США в 2015 году» . В этом документе производство гидроэлектроэнергии указано как потребитель номер один, за которым следует ирригация. Следующий рисунок взят из этого документа.

Графика, изображающая различных потребителей воды в США. Термоэлектрическая энергия занимает первое место, используя 41% запасов, за ней следует ирригация (37%).

Около 41% от общего объема воды, потребляемой при производстве термоэлектрической электроэнергии, приходится на соленую воду. За исключением этой соленой воды, потребление термоэлектрической энергии заняло второе место в 2015 году, сразу после ирригации. Этот поворот произошел совсем недавно. Документ предусматривает сокращение на 18% потребления воды для выработки электроэнергии. Вплоть до 2015 года термоэлектричество было потребителем пресной воды номер один в США, намного опережая потребление ирригационной системы.

Я должен проголосовать за этот ответ до тех пор, пока не будет редактирования, потому что он не различает использование и потребление . В цитируемом отчете теплоэлектростанции используют 95 100 (свежих) + 37 800 (соленых) = 133 000 миллионов галлонов в день (таблица 2А), но они потребляют только 3 760 (свежих) + 547 (соленых) = 4 310 миллионов галлонов в день (таблица 12). ). Исходное утверждение относится к потреблению , т. е. к воде, которая забирается, а затем снова не сбрасывается для дальнейшего использования в дальнейшем, но этот ответ равен использованию с потреблением , и это делает ответ фактически ошибочным.
Изображение описывает «изъятие», но «изъятие» — это не то же самое, что «потребление». Большая часть воды (~96-97%), забираемая ТЭЦ, повторно депонируется и может быть использована ниже по течению; эта часть не потребляется. Таким образом, кажется, что первоначальное утверждение действительно обманывает нас, утверждая, что вода потребляется .
@MichaelK - ИМНХО, вы неправильно читаете документ. Тем не менее, цитируемый документ не так уж хорош.
@MichaelK - Более того, подавляющее большинство воды, потребляемой большинством других процессов, после очистки может использоваться дальше по течению. Поэтому у нас есть очистные сооружения. Это относится и к поливу. Значительная часть воды, используемой для орошения, идет на транспирацию, совсем немного идет в растения, но большая часть воды, потребляемой для орошения, выходит из системы в виде несколько более загрязненной воды, чем вода, которая пошла на орошение. урожай.
Нуждается ли термоэлектрическая охлаждающая вода, которая забирается из реки или моря, а затем возвращается в ту же реку или море на несколько градусов теплее, в дополнительной обработке?
@DavidHammen Я прямо утверждаю, что вы вообще не читали документ, особенно главу о тепловых электростанциях, начиная со страницы 42. И вы не сравнивали таблицы 2А и 12. Таблица 2А показывает, что — да — электростанции выводят 2-ю большая часть сравниваемых категорий – 133 000 Мгал/сут. Но таблица 12 показывает, что безвозвратное потребление составляет всего 4310 Мгал/день. Изображение, которое вы процитировали, показывает абстиненцию , а не потребление . Сравните это с ирригацией (таблица 7), где «безвозвратное использование» составляет 87 000 Мгал/день. Или с таблицей 6, бытовое потребление 26 000 Мгал/день, требующее обработки.
И, как только что указал @Henry: сбрасываемая прямоточная охлаждающая вода становится только немного теплее, она не требует дальнейшей обработки для повторного использования. Это в то время как промышленное, бытовое, сельскохозяйственное, животноводческое и горнодобывающее использование воды обычно происходит. Поэтому я остаюсь при своем комментарии и своем голосовании: исходное утверждение неверно, и этот ответ, подтверждающий ошибочное исходное утверждение, также неверен, потому что он объединяет изъятие с потреблением , а это неправильно делать, как в отчете. ясно показывает.
@MichaelK - Это ты неправильно читаешь. Это «другая вода». Подавляющее большинство потребляемой воды уходит в пар. Так должно быть по законам термодинамики. Создание такого количества энергии требует огромного количества охлаждения. Без него завод перестал бы функционировать. Термодинамический КПД электростанций довольно низок, и даже машина с циклом Карно со 100% КПД нуждается в хорошем охлаждении.
Учитывая, что первоначальная претензия кратка и не содержит ссылок, я сомневаюсь, что авторы уделили много внимания выбору слов между «использованием», «отменой» или «потреблением». Таким образом, я думаю, что этот ответ поддерживает это. Но как насчет аспекта использования электричества?
@LShaver Предположим, я говорю вам: «Одолжите мне 133 000 долларов, я буду использовать все это в качестве залога, из них 4 310 долларов будут инвестированы от вашего имени, а остальное вы получите завтра». А теперь сравните это с «Дайте мне 133 000 долларов, все они будут инвестированы, завтра вы ничего из них не получите». Вы считаете это принципиальной разницей? В обоих случаях я использовал 133 000 долларов, но в одном случае я потратил (то есть «потребил») только 4 310 долларов, а в другом я потратил 133 000 долларов ваших денег. Я говорю, что это не несущественная разница. И требование « потреблять », а не «использовать».
@MichaelK о, я согласен, что это в лучшем случае двусмысленно - но они пытаются донести свою точку зрения, поэтому я предполагаю, что интерпретация (неправильная или нет), которая усиливает их точку зрения, - это та, к которой они стремятся.
@LShaver Интерпретация, которая больше всего укрепила бы их позиции, заключается в том, что охлаждение термоэлектрической энергии потребляло бы больше всего воды из всех секторов. Это явно неправда. Орошение «выигрывает» в этой категории с огромным отрывом, а промышленность — на несколько сотен процентов. Так что либо они перепутали и запутали термины, которыми им действительно следовало бы владеть при организации конференции по взаимосвязи «Вода-Энергия», либо они откровенно обманывают. В любом случае утверждение в том виде, в каком оно написано , является ложным. Мы можем только догадываться, а не знать, почему они ошиблись, случайно или преднамеренно.
Этот ответ кажется неполным, если не коснуться другой части вопроса: является ли водная инфраструктура крупнейшим потребителем электроэнергии?
В США больше воды используется для производства электроэнергии и больше электроэнергии используется для водной инфраструктуры, чем что-либо еще?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v