利用卫星图像研究项目以减少火力发电厂的用水

 
水和能源紧密相连，因为当前的发电方法通常需要水，而提取水通常会消耗能量。水与能源之间的这种联系也被称为“水与能源的联系”，一直是一些科学研究的重点。
除其他事项外，要在全球范围内实现水和能源安全，就必须找到可持续的方式，将与电厂用水需求相关的研究与基于能源的用水的缓解策略联系起来。最终，共同研究这两个重要因素的研究可以为确保更可持续地利用水和能源的新解决方案铺平道路。
考虑到这一点，芬兰LUT大学的一组研究人员最近对火力发电厂的用水进行了研究，试图根据不断向绿色经济的转变，预测未来减少用水的方案。在他们的研究(以《自然能源》为特色)中，他们评估了全球大量火力发电厂的水足迹，并估计了全球四个发电水平的电力生产用水需求：全球，区域，国家和河流。
“我们使用地理信息系统(GIS)分析方法，将全球总共13863座火力发电厂与水体连接在一起，占全球总发电厂总装机容量的4,182 GW，占全球火力发电厂船队的95.8%该研究的第一作者Alena Lohrmann告诉Tech Xplore。
最近的研究表明，向可再生能源的根本转变在技术和经济上都是可行的。尽管如此，这种转变是否会真正发生或将以何种速度进行仍不清楚。
从本质上讲，Lohrmann和她的同事们希望对用水需求的发展进行现实的估算，从而可以对未来可能减少用水的情况提供有价值和可靠的见解。为此，研究人员首先确定了各个发电厂采用的冷却技术。随后，他们进行了深入分析，以确定全球火力发电厂的海水和淡水需求。
他们的分析中使用的数据主要来自GlobalData数据集，该数据集包含有关全球数千座火力发电厂的信息。为了克服数据集的数据局限性，使用卫星图像确定了每个发电厂的冷却技术。
洛尔曼说：“我们的研究还提出了以高时空分辨率对全球354条主要河流进行的影响分析。” “这种河流分析具有高度的相关性，因为火电厂主要由于热污染和水排放增加而影响当地的水生生态系统。”
在估算了全球的用水需求之后，研究人员使用由LUT大学开发的建模工具(称为LUT能源系统过渡模型)创建了“最佳政策情景”(BPS)模型。他们使用此工具成功地确定了到2050年转向100%可再生电力的最实惠方案，从而实现了全球可持续性目标。
“我们的研究提供了从2015年(基准年)到2050年全球火力发电厂潜在用水量减少的评估，”进行这项研究的团队负责人克里斯蒂安·布雷耶(Christian Breyer)告诉TechXplore。 “我们表明，向100%可再生电力系统过渡可能会使全球火力发电厂的用水量减少97.7%。”
Lohrmann，Breyer及其同事进行的这项研究为世界各地的工业和政府如何鼓励减少发电用水提供了有趣的新观点。除了强调朝着更可持续发展的解决方案发展的可行性外，他们的工作还确定了一种具有成本效益的战略，可以帮助解决与用水产生电能有关的水资源枯竭问题。