Đến năm 2030 có thể sẽ không có đủ nước cho sản xuất năng lượng

[miro1510]

Nước là một phần không thể thiếu trong công cuộc phát triển năng lượng, sản xuất, và trong nhiều thế hệ. Nước được sử dụng trực tiếp trong sản xuất thuỷ điện và được sử dụng rộng rãi để làm mát nhà máy nhiệt điện và kiểm soát khí thải. Nước cũng được sử dụng rộng rãi trong khai thác tài nguyên năng lượng, tinh chế, chế biến, cũng như để vận chuyển tài nguyên năng lượng. Diễn đàn Kinh tế Thế giới (WEF) công bố một báo cáo vào đầu năm 2009 nhấn mạnh rằng việc sử dụng nước của các ngành năng lượng ở các nước phát triển trung bình khoảng 40% tổng lượng nước sử dụng. Vì vậy, mức tiêu thụ năng lượng toàn cầu tiếp tục tăng, lên đến 50% vào năm 2030, sự tăng trưởng này sẽ đặt các lĩnh vực năng lượng thành đối thủ cạnh tranh lớn hơn với những mục đích sử dụng nước lớn khác, và sẽ là mối quan tâm trầm trọng hơn làm cách nào để cân bằng lượng nước sử dụng cho nguồn cung trong nước, sản xuất lương thực, và sản xuất năng lượng với y tế công cộng và phát triển kinh tế.

Thật không may, sự tăng trưởng lớn trong phát triển năng lượng và dự kiến việc sử dụng nước sẽ gia tăng đang xảy ra tại một thời điểm khi nguồn nước ngọt đang thiếu trầm trọng tại nhiều khu vực trên thế giới, trong đó có nhiều khu vực của Hoa Kỳ. Điều này là do sự thay đổi lượng mưa, mối quan ngại về sinh thái và môi trường và nhu cầu về nước, và lượng nước trên bề mặt và nước ngầm đang thiếu để sử dụng. Vì vậy, khi các quốc gia đang cố gắng để cân bằng nhu cầu và nguồn nước sẵn có để hỗ trợ sức khỏe con người và phát triển kinh tế trong những thập kỷ tới, nó là rõ ràng rằng:

"Nước, cũng như carbon, sẽ trở thành một yếu tố ngày càng quan trọng phải xem xét để giải quyết trong việc phát triển năng lượng tin cậy và bền vững trên toàn thế giới."

Những vấn đề giữa lĩnh vực năng lượng và nước ngày càng phụ thuộc lẫn nhau và gia tăng lần đầu tiên được nhấn mạnh trong một báo cáo để Quốc hội chuẩn bị vào năm 2007 bởi Sandia và Los Alamos National Laboratories trong hợp tác với Phòng thí nghiệm Công nghệ năng lượng quốc gia và Viện nghiên cứu Điện lực Mỹ (EPRI). Kể từ đó, những lo ngại về nguồn nước và ảnh hưởng của nó đến sự phát triển năng lượng trong tương lai đã được công nhận bởi các nhà quản lý năng lượng và nước trên toàn thế giới. Diễn đàn Kinh tế Thế giới, Hội đồng Kinh doanh Thế giới về Phát triển bền vững, và Hội đồng Năng lượng Thế giới (WEC) đã có tất cả các báo cáo được công bố đều phác thảo những mối quan tâm về năng lượng và nước mới nổi và các tác động đối với tiềm năng tăng trưởng kinh tế. Báo cáo tháng 9 năm 2010 WEC về "Nước dành cho năng lượng", ví dụ, xác định một số khu vực của thế giới, nơi có nguồn cung cấp nước hiện không đủ để đáp ứng sự phát triển năng lượng đề xuất. Trong mối quan tâm ngày càng tăng là những chiến lược năng lượng mới nổi của nhiều quốc gia, tăng cường sử dụng nhiên liệu sinh học, dầu đá phiến sét, cát dầu, than hóa lỏng, than được giữ và hấp thụ, và đá phiến khí, tất cả đều cần nước nhiều hơn cả nguồn năng lượng truyền thống.

Hệ quả của các cuộc thảo luận ở trên là lĩnh vực nước sẽ phải đáp ứng rất nhiều cho năng lượng, và giống như các lĩnh vực năng lượng, xu hướng cho công nghệ nước và xử lý nước thải mới để đáp ứng ngày càng tăng các vấn đề về chất lượng nước nghiêm ngặt và cần phải có nhiều năng lượng. Ngành nước và chất thải thường được xác định là sử dụng khoảng 3% tổng nhu cầu điện năng của Mỹ. Xếp hạng đó như là một trong những lĩnh vực sử dụng năng lượng điện lớn tại Hoa Kỳ. Nghiên cứu gần đây mặc dù đã xác định rằng các hệ thống nước, đầu-cuối, có tỉ trọng hơn 12% mức tiêu thụ năng lượng quốc gia. Năng lượng được sử dụng để vận chuyển, xử lý, phân phối, hệ thống sưởi, điều áp, lạnh, và làm sạch nước.

Như chúng ta khai thác các nguồn nước biển có chất lượng kém hơn, nước ngầm nhiễm mặn, và công nghiệp trong nước và nước thải để đáp ứng nhu cầu nước trong tương lai, nhu cầu năng lượng liên kết sẽ phát triển. Ví dụ, tái sử dụng nước thải ở Mỹ đang tăng trưởng ở mức 15% một năm và khử mặn đang tăng trưởng 10% mỗi năm, và hai nguồn cung cấp nước hiện nay đòi hỏi 2-5 lần năng lượng trên một đơn vị của nước sản xuất hơn so với các công nghệ xử lý nước truyền thống. Về phía nước thải, nhiều phương pháp khử trùng nước hiện nay, chẳng hạn như clo, không sử dụng nhiều năng lượng nhưng lại đang được thay thế bởi sử dụng năng lượng tia cực tím hệ thống (UV) để làm giảm sự hình thành của khử trùng có hại bằng các sản phẩm. Và phương pháp để điều trị và làm giảm mức ô nhiễm đến một phần tỷ hoặc một phần nghìn tỷ phạm vi có nghĩa là các công nghệ xử lý nước cần lượng năng lượng cao có khả năng tinh vi có thể được yêu cầu.

Để giúp phát triển một cuộc đối thoại về cách giải quyết những mối quan tâm ngày càng tăng, nhiều cơ quan đã nghiên cứu cách để giảm thiểu những tác động mới nổi. Ví dụ, Sandia tiến hành một nghiên cứu vào năm 2007, và các nhóm khác như Quỹ Khoa học Quốc gia, Tổng cục Trách nhiệm, Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia, Viện nghiên cứu Điện lực, Bộ Năng lượng, và Johnson Foundation đã gần đây cũng được đánh giá cách tiếp cận và nghiên cứu cần thiết để giải quyết những mối quan tâm. Hầu hết các ý tưởng được chia thành ba loại chính:

Giảm sử dụng nước cho nguồn điện và vận chuyển nhiên liệu. Nhiều phương pháp tồn tại mà có thể giúp giảm tiêu thụ nước để phát điện, nhưng các công nghệ như phương pháp làm khô và làm mát, năng lượng tái tạo có vấn đề về chi phí hoặc gián đoạn cần được cải thiện. Vì hầu tất cả các loại nhiên liệu vận chuyển thay thế mới sẽ làm tăng lượng tiêu thụ nước ngọt, chính quy mô mở rộng của các nhiên liệu này phải bao gồm các phương pháp sử dụng ít nước cho trồng, khai thác, chế biến, hoặc tinh chế.

Xây dựng tài liệu và công nghệ xử lý nước dễ dàng hơn cho phép sử dụng tài nguyên nước không truyền thống. Với nguồn cung cấp nước ngọt trở nên hạn chế hơn, tái sử dụng nước thải và sử dụng nước phi truyền thống, bao gồm cả nước biển, nước ngầm lợ và nước sản xuất sẽ là cần thiết. Công nghệ xử lý nước mới có thể đáp ứng yêu cầu mới về chất lượng nước khi sử dụng năng lượng thấp hơn nhiều sẽ rất quan trọng. Những cải tiến này có thể làm giảm lượng năng lượng sử dụng cho xử lý nước và bơm, đồng thời đẩy nhanh việc sử dụng tài nguyên nước phi truyền thống trong lĩnh vực năng lượng, chẳng hạn như để làm mát hoặc cho thủy lực. Cải thiện đánh giá nước và các công cụ năng lượng và hệ thống phân tích nước. Thêm vào sự không chắc chắn của các nguồn nước có sẵn phải là dữ liệu về lượng nước tiêu thụ.

Cải thiện việc sử dụng nước và thu thập dữ liệu và giám sát mức tiêu thụ nước. Cải thiện công cụ hỗ trợ quyết định và phương pháp tiếp cận hệ thống phân tích cũng cần thiết để giúp các cộng đồng và khu vực hiểu rõ hơn và hợp tác để phát triển bền vững các giải pháp giảm thiểu nhu cầu tiêu thụ nước ngọt.

Từ khu vực tư nhân, các công ty và hiệp hội đã bắt đầu tận dụng tài năng và nguồn lực của mình để giải quyết những vấn đề này. Ví dụ, EPRI và chi nhánh của công ty điện lực của họ đã bắt đầu nghiên cứu về sử dụng nước với phương pháp làm mát mới và đã giúp phát triển một quy mô lớn cơ sở thử nghiệm $ 16 triệu USD tại một nhà máy điện ở miền đông nam Hoa Kỳ để thử nghiệm các công nghệ tiên tiến, sử dụng ít nước làm mát . Trong lĩnh vực dầu khí, các công ty ở cả Canada và Hoa Kỳ đã thực hiện phương pháp tiếp cận để sử dụng nước lợ và tái sử dụng nước trong cát dầu và bẻ gãy thủy lực để giảm thiểu cả việc sử dụng nước ngọt và xử lý nước thải. Những nỗ lực của tất cả các hỗ trợ sự tập trung lớn hơn trong việc giải quyết một sử dụng cân bằng hơn và bền vững các nguồn tài nguyên thiên nhiên và tài chính để hỗ trợ y tế công cộng và phát triển kinh tế.
VietSN © Sưu Tầm