水和能源緊密相連，因?yàn)楫?dāng)前的發(fā)電方法通常需要水，而提取水通常會(huì)消耗能量。水與能源之間的這種聯(lián)系也被稱為“水與能源的聯(lián)系”，一直是一些科學(xué)研究的重點(diǎn)。

除其他事項(xiàng)外，實(shí)現(xiàn)了水和能源安全世界范圍內(nèi)尋找嗣繼承連接相關(guān)的需水研究的可持續(xù)發(fā)展的方式動(dòng)力 設(shè)備與基于能量的緩解策略用水。最終，共同研究這兩個(gè)重要因素的研究可以為新的解決方案鋪平道路，以確保對(duì)水和能源的更可持續(xù)利用。

考慮到這一點(diǎn)，芬蘭LUT大學(xué)的一組研究人員最近對(duì)火力發(fā)電廠的用水進(jìn)行了研究，試圖根據(jù)不斷向綠色經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)減少用水的方案。在他們的研究(以《自然能源》為特色)中，他們?cè)u(píng)估了全球大量火力發(fā)電廠的水足跡，并估計(jì)了全球四個(gè)發(fā)電水平的電力生產(chǎn)用水需求：全球，區(qū)域，國(guó)家和河流。

“我們使用地理信息系統(tǒng)(GIS)分析方法，將全球總共13863座火力發(fā)電廠與水體連接起來(lái)，占全球總發(fā)電廠總裝機(jī)容量的4,182 GW，這相當(dāng)于全球火力發(fā)電廠機(jī)隊(duì)的95.8%該研究的第一作者Alena Lohrmann告訴Tech Xplore。

最近的研究表明，向可再生能源的根本轉(zhuǎn)變?cè)诩夹g(shù)和經(jīng)濟(jì)上都是可行的。盡管如此，這種轉(zhuǎn)變是否會(huì)真正發(fā)生或?qū)⒁院畏N速度進(jìn)行仍不清楚。

從本質(zhì)上講，Lohrmann和她的同事們希望對(duì)用水需求的發(fā)展進(jìn)行現(xiàn)實(shí)的估計(jì)，從而可以對(duì)未來(lái)可能減少用水的情況提供有價(jià)值和可靠的見(jiàn)解。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員首先確定了各個(gè)發(fā)電廠采用的冷卻技術(shù)。隨后，他們進(jìn)行了深入分析，以確定全球火力發(fā)電廠的海水和淡水需求。

他們的分析中使用的數(shù)據(jù)主要來(lái)自GlobalData數(shù)據(jù)集，該數(shù)據(jù)集包含有關(guān)全球數(shù)千座火力發(fā)電廠的信息。為了克服數(shù)據(jù)集的數(shù)據(jù)局限性，使用衛(wèi)星圖像確定了每個(gè)發(fā)電廠的冷卻技術(shù)。

洛爾曼說(shuō)：“我們的研究還提出了以高時(shí)空分辨率對(duì)全球354條主要河流進(jìn)行的影響分析。” “這種河流分析具有高度的相關(guān)性，因?yàn)榛痣姀S主要由于熱污染和水排放增加而影響當(dāng)?shù)氐乃鷳B(tài)系統(tǒng)。”

在估算了全球的用水需求之后，研究人員使用由LUT大學(xué)開發(fā)的稱為L(zhǎng)UT能源系統(tǒng)過(guò)渡模型的建模工具創(chuàng)建了“最佳政策情景”(BPS)模型。他們使用此工具成功地確定了到2050年轉(zhuǎn)向100%可再生電力的最實(shí)惠方案，從而實(shí)現(xiàn)了全球可持續(xù)性目標(biāo)。

“我們的研究提供了從2015年(基準(zhǔn)年)到2050年全球火力發(fā)電廠潛在用水量減少的評(píng)估，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人克里斯蒂安·布雷耶(Christian Breyer)告訴TechXplore。“我們表明，向100%可再生電力系統(tǒng)過(guò)渡可能會(huì)將全球火力發(fā)電廠的用水量減少97.7%。”

Lohrmann，Breyer和他們的同事進(jìn)行的這項(xiàng)研究提供了一個(gè)有趣的新觀點(diǎn)，即世界各地的工業(yè)和政府如何鼓勵(lì)減少發(fā)電中的用水。除了強(qiáng)調(diào)向顯著更可持續(xù)的解決方案，移動(dòng)的可行性，他們的工作確定一個(gè)成本效益的戰(zhàn)略，可以幫助解決與使用有關(guān)的缺水問(wèn)題的水來(lái)產(chǎn)生電能量。