中國儲能網(wǎng)訊：水是許多行業(yè)不可或缺的“好伙伴”，電力行業(yè)當然也不例外。水與電力的關系算得上“你中有我，我中有你”。一方面，無論是居民用水還是工商業(yè)用水，都需要用電來幫助輸送；另一方面，電力生產(chǎn)過程中又需要消耗大量的水。
那么，究竟哪種發(fā)電方式用水最多呢？美國地質調(diào)查局（U.S. Geological Survey）近日發(fā)布了一份報告，對美國電力行業(yè)的用水情況來了個大排名，找出了美國發(fā)電領域的“用水王”。
該報告通過測量每生產(chǎn)一千瓦時電力用多少升水，詳細列出了在美國每種能源發(fā)電所用的水的數(shù)量。美國能源信息署（EIA）的數(shù)據(jù)顯示，2014年，美國發(fā)電量最多的仍然是燃煤發(fā)電，占到總發(fā)電量的38%；其次是天然氣發(fā)電占到總量的27%；核電占比居第三位，為19.5%；其余的水電、非水電可再生能源發(fā)電分別占到6%和7%；另有一小部分來自其他能源發(fā)電。所有這些發(fā)電方式在電力生產(chǎn)過程中的用水量都是不同的。
根據(jù)美國地質調(diào)查局的報告，在美國，核能發(fā)電和天然氣蒸汽發(fā)電的單位發(fā)電量消耗水最多。美國地質調(diào)查局分析指出，核能發(fā)電與其他發(fā)電方式略有不同，有一些獨特的需要用水之處。比如，除了發(fā)電要用水，核電站還需要用大量水來冷卻燃料棒，這是其他發(fā)電方式所沒有的。而天然氣發(fā)電耗水量大，則是因為天然氣開采過程中也要大量用水，因而增加了用水總量。不過，美國地質調(diào)查局同時指出，相對而言，天然氣聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠（NGCC）的效率要更高一些，用水量也有所減少。
對于發(fā)電量中占“大頭”的燃煤發(fā)電，其單位發(fā)電量的耗水量反而相對比較少。但是，由于燃煤發(fā)電在全美整個電力供應中占比居多，所以其用水總量卻是高于核電和天然氣發(fā)電的。
生物質能發(fā)電雖然不是美國發(fā)電的“主力”，但是其發(fā)電過程中的耗水卻是一點也不少。因為其有些類似天然氣發(fā)電，除了生產(chǎn)電力需用水，植物生長過程中也要用掉大量的水。水電就更不用提，顧名思義，用水是少不了的，只是更為清潔而已。至于風能和太陽能發(fā)電，該報告認為，當這兩項作為獨立的供電來源時，其所消耗的水量幾乎可以忽略不計。
美國地質調(diào)查局的報告指出，事實上，決定一家電廠最終用水量的關鍵因素，是該發(fā)電廠的冷卻系統(tǒng)。美國傳統(tǒng)的電廠要么使用直流冷卻系統(tǒng)（once-through system），要么使用冷卻塔（cooling tower）來進行冷卻。其中，直流冷卻系統(tǒng)一般是從河流或湖泊中取水，在電廠中幫助發(fā)電后在將其排放回河流或湖泊中；而冷卻塔則是循環(huán)利用冷卻水，不是只用一次就將水排出。
對比兩種用水模式，冷卻塔在運行中會有一定量的水被蒸發(fā)，因此要比直流冷卻系統(tǒng)平均多用30%到70%的水。但是，美國地質調(diào)查局指出，傳統(tǒng)的測量方法沒有將使用直流冷卻系統(tǒng)帶來的連鎖反應計算在內(nèi)，該系統(tǒng)需要將較高溫度的水重新排放到河流或湖泊中，會導致河水或湖水水溫上升，由此帶來的影響也需要被算在內(nèi)。
據(jù)了解，由于將發(fā)電用過的冷卻水排放到河流或湖泊可能會對植物和野生動物產(chǎn)生影響，美國自20世紀70年代開始實行的聯(lián)邦監(jiān)管規(guī)定，此后建設的電廠都要使用冷卻塔。
油價網(wǎng)撰文指出，隨著全球氣候變暖，美國的許多地區(qū)用水日趨緊張，因此許多從前根本不關注用水的公用事業(yè)公司，如今在忙著修建電廠的同時，也開始重視水的問題。
例如，2011年，德克薩斯州遭受有記錄以來最為嚴重的干旱，百日內(nèi)氣溫居高不下，導致電力需求急劇上升了6%，隨之而來的，發(fā)電用水量也上升了9%。與此同時，水庫的存水量卻是持續(xù)下降，德克薩斯州被迫修建了一條新的輸水管線，以保障其Luminant燃煤電廠的正常運轉。
另有阿拉巴馬州的Browns Ferry核電站，在2007年到2001年間，由于田納西河的水溫超過了聯(lián)邦標準，無法使用，不得不幾次中斷運行。
加州也曾有過類似經(jīng)歷。持續(xù)干旱導致用水嚴重短缺，圣地亞哥市不得不花費10億美元打造了Carlsbad海水淡化項目，每天從太平洋獲取5000萬加侖的淡水，以保證30萬人口的用水。而維持該項目正常運行，使用的正是天然氣。由此可見，能源和水還真是“難舍難分”。
