ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΠΜΣ «Περιβάλλον και Ανάπτυξη των Ορεινών Περιοχών» Υδατικό Περιβάλλον και Ανάπτυξη

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΠΜΣ «Περιβάλλον και Ανάπτυξη των Ορεινών Περιοχών» Υδατικό Περιβάλλον και Ανάπτυξη"

Ἀναξαγόρας Δουρέντης
8 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΔΠΜΣ «Περιβάλλον και Ανάπτυξη των Ορεινών Περιοχών» Υδατικό Περιβάλλον και Ανάπτυξη

2 Πόσο νερό έχουμε;

3 Το νερό στην ενέργεια: Γενικά στοιχεία I Η Ενέργεια βασίζεται στη χρήση νερού για την εξόρυξη, τη μεταφορά επεξεργασία των ορυκτών καυσίμων, και την άρδευση των καλλιεργειών βιοκαυσίμων πρώτης ύλης, για την παραγωγή ενέργειας ενώ είναι ευάλωτη στους περιορισμούς του σχετικά με τη διαθεσιμότητα και τους κανονισμούς, που μπορεί να περιορίζουν τη πρόσβαση σε αυτό.

4 Το νερό στην ενέργεια: Γενικά στοιχεία ΙΙ Το 15% των παγκόσμιων απολήψεων νερού προορίζεται για την ενέργεια Το 11% της παραπάνω ποσότητας δεν επιστρέφει στην πηγή του, ενώ μέχρι το 2035 το ποσοστό αυτό θα αγγίξει περίπου το 20%. Κύριοι ενεργειακοί καταναλωτές νερού είναι τα εργοστάσια παραγωγής ενέργειας από καύση ορυκτών καυσίμων και πυρηνικά, ενώ σημαντικές απαιτήσεις σε νερό θα έχουν στο μέλλον οι καλλιέργειες φυτών για βιοκαύσιμα. Η αξιολόγηση των ενεργειακών σχεδιασμών των χωρών θα εξαρτάται όλο και περισσότερο από τον παράγοντα «διαθεσιμότητα νερού»

5 Βασικοί τομείς χρήσης του νερού στην ενέργεια Καύσιμα Εξόρυξη πετρελαίου και φυσικού αερίου Εξόρυξη άνθρακα και λοιπών στερεών ορυκτών καυσίμων(π.χ. λιγνίτης) Καλλιέργεια βιοκαυσίμων Παραγωγή Θερμοηλεκτρικά εργοστάσια Ηλιοθερμικές και γεωθερμικές μονάδες Υδροηλεκτρικά εργοστάσια

6 Βασικοί τομείς χρήσης του νερού στην ενέργεια Καύσιμα

7 1. Εξόρυξη πετρελαίου και φυσικού αερίου Χρήσεις Σε Γεωτρήσεις, στην κατασκευή πηγαδιών και σε υδραυλικές διαρρήξεις πετρωμάτων. Έγχυση εντός των δεξαμενών στη δευτεροβάθμια επεξεργασία του πετρελαίου. Στην αναβάθμιση και τη μετατροπή του σε παράγωγα προϊόντα. Στις εξορύξεις πετρελαίου σε αμμώδη πεδία και σε in-situ αποκαταστάσεις. Πιθανές επιπτώσεις Μόλυνση από διαρροές, υγρά γεωτρήσεων, ή παράγωγα αποβλήτων νερού (επιφανειακά και υπόγεια).

8 2. Εξόρυξη άνθρακα και λοιπών στερεών ορυκτών Χρήσεις Κοπή και καταστολή σκόνης στην εξόρυξη και τη συλλογή. Πλύσιμο για τη βελτίωση της ποιότητας του άνθρακα. Φύτευση της επιφανείας των ορυχείων. Μεταφορά σε μεγάλες αποστάσεις μέσω του πολτού άνθρακα Πιθανές επιπτώσεις Μόλυνση από διαρροές σε σωρούς απορριμμάτων, αποστράγγιση μεταλλείου ή των παραγόμενων νερών (επιφανειακών και των υπόγειων υδάτων).

9 3. Βιοκαύσιμα Χρήσεις Άρδευση για την ανάπτυξη των καλλιεργειών ενεργειακών φυτών Υγρή άλεση, πλύσιμο και ψύξη στη διαδικασία μετατροπής των καυσίμων Πιθανές επιπτώσεις Μόλυνση από απορροές που περιέχουν λιπάσματα, φυτοφάρμακα και ιζήματα (επιφανειακών και υπογείων). Λύματα που παράγονται από τη διύλιση

10 Βασικοί τομείς χρήσης του νερού στην ενέργεια Παραγωγή

11 1. Θερμοηλεκτρικά εργοστάσια Χρήσεις Τροφοδοσία του λέβητα, δηλαδή το νερό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού ή ζεστού νερού. Ψύξη για συμπύκνωση του ατμού. Πιθανές επιπτώσεις Θερμική ρύπανση από την απόρριψη του νερού ψύξεως (επιφανειακά ύδατα). Επιπτώσεις στα υδατικά οικοσυστήματα. Αέριες εκπομπές που ρυπαίνουν το νερό (επιφανειακά ύδατα). Απορρίψεις από τον λέβητα που περιέχουν αιωρούμενα στερεά.

12 2. Ηλιοθερμικές και γεωθερμικές μονάδες Χρήσεις Στα συστήματα τροφοδοσίας του λέβητα, δηλαδή το νερό που χρησιμοποιείται για την παραγωγή ατμού ή θερμού νερού. Ψύξη για συμπύκνωση του ατμού. Πιθανές επιπτώσεις Θερμική ρύπανση από την απόρριψη του νερού ψύξεως (επιφανειακά ύδατα). Επιπτώσεις στα υδατικά οικοσυστήματα.

13 3. Υδροηλεκτρικά εργοστάσια Χρήσεις Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αποθήκευση σε δεξαμενή (για λειτουργικά υδροηλεκτρικά φράγματα ή ως αποθήκευση ενέργειας). Πιθανές επιπτώσεις Μεταβολή της θερμοκρασίας του νερού, της ροής, του όγκου και της αρχικής μορφής των υδατικών οικοσυστημάτων. Απώλειες λόγω εξάτμισης από τον ταμιευτήρα.

14 Τύποι ψύξης συστημάτων παραγωγής ενέργειας 1. Ανοικτού τύπου (Once-through or open-loop) χρησιμοποιούν μεγάλες ποσότητες καθαρού νερού. Το μεγαλύτερο μέρος αυτών απορρίπτεται(επιστρέφει) σε γειτονικό υδατικό σύστημα, ενώ ένα μικρό μέρος καταναλώνεται μέσω της εξάτμισης. 2. Κλειστού κύκλου (re-circulating (or wet closed-loop) Χρησιμοποιεί σημαντικά μικρότερες ποσότητες. Ψύχεται και ανακυκλοφορεί. Πολύ μικρό μέρος απορρίπτεται, ενώ και η εξάτμιση είναι σχεδόν μηδενική. 3. Αερόψυκτα (Dry cooling) Ελάχιστες ποσότητες απαιτούμενου νερού. Λειτουργούν με βάση τον αέρα. Λόγω της μικρότερης αποτελεσματικότητάς τους, αρκετές φορές απαντώνται σε υβριδικά συστήματα που χρησιμοποιούν υποβοηθητικά ψύξη με νερό.

15 Harris Nuclear Plant, New Hill, N.C., USA

16 Περιορισμοί

17 Περιορισμοί - Κίνδυνοι Ποσοτικοί (επαρκής ποσότητα για τις ανάγκες) & Ποιοτικοί (ελάχιστη απαιτούμενη ποιότητα για τη σχεδιαζόμενη χρήση) Οι περιορισμοί αυτοί μπορεί να οφείλονται είτε σε φυσικούς λόγους είτε σε ρυθμιστικές διατάξεις σχετικά με τη χρήση του, και διαφέρουν με βάση την περιοχή και τον τύπο της τεχνολογίας. Δημιουργούν: εμπόδια στην ομαλή λειτουργία των μονάδων, προβλήματα αξιοπιστίας, αύξηση του κόστους κατασκευής ή λειτουργίας, ή ακόμα και την ανάγκη για ρυθμιστικά μέτρα Ακόμα και στην περίπτωση επάρκειας, λόγοι όπως ξηρασίες, καύσωνες, κλιματική αλλαγή, εποχιακά φαινόμενα, ή συνδυασμό τους, μπορούν να οδηγήσουν σε προβληματικές καταστάσεις.

18 Παραδείγματα Πτώση της στάθμης ποταμών ή αποταμιευτήρων από τους οποίους αντλούνται ποσότητες για την ψύξη θερμοηλεκτρικών ή πυρηνικών εργοστασίων μπορεί να οδηγήσει σε μείωση ή και διακοπή της παραγωγής. Μείωση των απαραίτητων υδραυλικών πιέσεων σε μονάδες και δεξαμενές πετρελαίου και φυσικού αερίου. Μείωση της αποτελεσματικότητας του νερού ως ψυκτικού μέσου λόγω υψηλής θερμοκρασίας, με συνέπεια τη πτώση της απόδοσης, άρα και την μείωση της παραγωγής ενέργειας, ακόμα και τη διακοπή. Π.χ. Μεσοδυτικά των ΗΠΑ (2006): Ένα κύμα καύσωνα ανάγκασε τους πυρηνικούς σταθμούς να μειώσουν την παραγωγή τους λόγω της υψηλής θερμοκρασίας του νερού του ποταμού Μισσισσιππή. Ινδία (2012): Η καθυστέρηση των μουσώνων αύξησε τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας (για την άντληση των υπόγειων υδάτων για άρδευση) και μείωσε την υδροηλεκτρική παραγωγή, οδηγώντας σε blackouts διάρκειας δύο ημερών και πλήττοντας πάνω από 600 εκατομμύρια ανθρώπους.

19 Προοπτικές

20 Προοπτικές Η μελλοντικές απαιτήσεις σε νερό σχετίζονται στενά με την προβλεπόμενη ενεργειακή ζήτηση, την ταυτότητα του ενεργειακού μείγματος της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, τις τεχνολογίες ψύξης που χρησιμοποιούνται, και τα ποσοστά αύξησης της παραγωγής βιοκαυσίμων Σε όλα τα σενάρια, η γενική τάση είναι προς υψηλότερη κατανάλωση νερού για την περίοδο Global water use for energy production by scenario

21 Η παγκόσμια χρήση του νερού για την παραγωγή ενέργειας στο σενάριο καθιέρωσης νέων πολιτικών που θα αναπτύσσονταν με βάση τον τύπο παραγωγής καυσίμων και ηλεκτρικής ενέργειας. Global water use for energy production in the New Policies Scenario by fuel and power generation type

22 Επισημάνσεις Σε ένα μέλλον, με περιορισμένες τις διαθέσιμες ποσότητες κατάλληλου, προς χρήση, νερού, η αξιοπιστία του ενεργειακού τομέα θα εξαρτάται όλο και περισσότερο από το νερό. Οι επιπτώσεις αυτές μπορούν να μετριαστούν και να διαχειριστούν με : Εφαρμογή νέων τεχνολογιών Εισαγωγή νέων πολιτικών για το νερό και την ενέργεια Τέτοιες για παράδειγμα μπορεί να είναι η αύξηση των ΑΠΕ που απαιτούν μικρότερες ποσότητες νερού, η εφαρμογή νέων τεχνολογιών ψύξης στα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια και εγκατάλειψη του άνθρακα, η προσεκτική επιλογή των περιοχών που θα καλλιεργούνται ενεργειακά φυτά η χρήση και άλλου τύπου νερών, όπως το νερό των ωκεανών, η εξοικονόμηση, η επαναχρησιμοποίηση

23 Ευχαριστώ

Σχετικά έγγραφα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ Σελίδα 13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΝΕΡΓΕΙΑ (ΓΕΝΙΚΑ) «17

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. ΠΡΟΛΟΓΟΣ Σελίδα 13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΝΕΡΓΕΙΑ (ΓΕΝΙΚΑ) «17 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ Σελίδα 13 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΕΝΕΡΓΕΙΑ (ΓΕΝΙΚΑ) «17 1.1.Ορισμός, ιστορική αναδρομή «17 1.2. Μορφές ενέργειας «18 1.3. Θερμική ενέργεια «19 1.4. Κινητική ενέργεια «24 1.5. Δυναμική ενέργεια