برای تولید برق چه میزان آب مصرف می‌شود؟

انرژی
منابع_طبیعی
بحث
نوآ۰۰۷

(علی) #1

دنباله‌ی موضوع بهتر نیست فرهنگ استفاده کولرهای آبی همچنان حفظ بشه؟:

پیش‌تر در پرسشی این سوال مطرح شده بود که کولرهای آبی بهتر هستند یا کولرهای گازی؟ در نگاه اول کولر گازی تنها برق مصرف می‌کند و مصرف آب آن صفر است. در این پرسش به این می‌پردازیم که کولر گازی چه میزان آب به صورت نهانی مصرف می‌کند؟ آیا تولید برق با مصرف آب همراه است؟

این مقاله علمی که اخیرا چاپ شده است و این مقاله به این پرسش پاسخ می‌دهند که برای تولید هر کیلووات برق چه میزان آب مصرف می‌شود. این تحقیقات در مورد نیروگاه‌های آمریکا انجام شده و ممکن است برای ایران معتبر نباشد. با این حال ما به عنوان یک تخمین از این اعداد استفاده می‌کنیم.

همانطور که انتظار می‌رود، آب مصرفی نیروگاه‌های مختلف با هم تفاوت زیادی دارد. اما به طور میانگین در حدود ۹۰ لیتر آب برای تولید یک کیلووات ساعت برق مصرف می‌شود. با توجه به این که مصرف کولر گازی در حدود ۲ کیلووات ساعت است، بنابراین هر ساعت روشن ماندن کولر گازی معادل مصرف ۱۸۰ لیتر آب است. مصرف برق کولرهای آبی ۰.۷ کیلووات ساعت است که با توجه به تبخیر ۴۰ لیتر آب برای خنک‌سازی، کولرهای آبی مجموعا ۱۰۰ لیتر آب در ساعت مصرف می‌کنند.

نتیجه گیری اول

کولر گازی نه تنها برق بیشتر و در نتیجه انرژی بیشتری مصرف می‌کند، بلکه آب بیشتری هم مصرف می‌کند. تقریبا دو برابر کولر آبی.

نتیجه گیری دوم

اگر فرض کنیم در ایران همانند آمریکا برای تولید هر کیلووات برق ۹۰ لیتر آب مصرف می‌شود، می‌توان تخمین زد که در هر سال حجم آبی معادل آب ۹ دریاچه ارومیه برای تولید برق مصرف می‌شود. فرض‌های این محاسبه در زیر آمده است:

فرض یک: تولید برق ایران در هر سال چیزی در حدود ۳۰۰ تراوات ساعت است.
فرض دو: حجم آب دریاچه ارومیه سه میلیارد مترمکعب است.

پرسش

آیا اطلاعاتی در مورد ایران وجود دارد که چه میزان از این آب مصرفی از منابع زیر زمینی است؟
در یک سرزمین گرم و خشک مانند ایران، آیا تولید برق با این روش‌ها توجیه پذیر است؟

توضیح مکمل (۱۷ مرداد ۱۳۹۷)

  • در این متن، من به اشتباه از واژه مصرف (consumption) به جای واژه استخراج (withdraw) استفاده کرده‌ام. از آن‌جا که تمام آب استخراج شده مصرف نمی‌شود و بخشی از آن به محیط زیست برمی‌گردد، تخمین‌های فوق کمی متفاوت خواهند بود. اگرچه همچنان حجم زیادی از آب برای تولید برق هدر می‌رود.

  • آمارهای موجود که در خبرگزاری‌های مختلف و در مقاله‌های مختلف و حتی در سایت‌های انگلیسی زبان می‌بینیم بسیار متفاوت هستند که در ادامه بحث‌ها به این موضوع پرداخته شده است. عجیب‌تر این که اعداد در منابع گوناگون گاهی تا دو مرتبه بزرگی با هم تفاوت دارند.


چه میزان آب در بخش کشاورزی مصرف می‌شود؟
انرژی مهم تره یا آب؟
روش های ارزیابی محیط زیستی
بهتر نیست فرهنگ استفاده کولرهای آبی همچنان حفظ بشه؟
چه میزان آب در بخش کشاورزی مصرف می‌شود؟
چه میزان آب در بخش کشاورزی مصرف می‌شود؟
(لاله ملا) #2

کامنت

محاسبه ی جالبی بود. مرسی.

و پرسش های انتهایی هم نسبتا جوابش مشخصه، واقعا بهتره دنبال روش های بهتری برای تولید برق باشیم. اتفاقا با توجه به اینکه تو ایران بیابون، باد، و انسان به راحتی پیدا میشه، حیفه که تا الان به فکر تغییر روش تامین انرژی مون نبودیم.

من یه جستجویی همین طوری تو وب کردم ببینم اصلا چرا کولر گازی ساخته و فراگیر شده، ولی به تمایز محصولی بین کولرهای ابی و گازی نرسیدم.


(علی) #3

پدر من در اهواز کار می‌کرد، تعریف می‌کرد که مجبور بوده تابستان‌ها در محل کار کاپشن بپوشه. کولر گازی بدون شک رویای بشر برای تجربه کردن زمستان در تابستان را محقق کرده. همچنین هوای خروجی از کولرهای گازی به دلیل نداشتن رطوبت مطبوع‌تر است. اما باید پرسید به چه بهایی؟

نمودار زیر تولید کربن دی‌ اکسید را برای کشورهای حاشیه خلیچ فارس بر حسب نفر نمایش می‌دهد. من فکر می کنم رابطه‌ای بین کولر گازی (به دلیل گرمای هوا و محبوبیت کولر گازی در کشورهای عربی) و تولید این حجم از کربن دی اکسید وجود دارد.

جالب است بدانید که آلمان با آن همه صنعت، نصف عربستان کربن دی اکسید وارد جو می‌کند. اطلاعات بیشتر اینجا.


(لاله ملا) #4

بعد از انتشار گزارش های تصویری در تلگرام، دوستی تماس گرفتن و آمار منتشر شده مربوط به میزان آب مورد نیاز برای تولید برق رو نقد کردن. ایشون لینک صفحه ای از شهروند را در اختیارم قرار دادند که بر مبنای اطلاعات داخل کشور نتیجه گرفته که مصرف آب به ازای یک کیلووات ساعت برق معادل ۰.۴ لیتر است.

یعنی دو مرتبه بزرگی کوچیک تر از تخمین بالا.

طبق ارقام موجود در مقاله ی موضوع آب مورد نیاز کشاورزی، در یکی از فرض هایی که در این تخمین جای کار داره، یکسان گرفتن آب مورد نیاز برای نیروگاه های ایران و آمریکا هست. ولی خب این فقط یه مرتبه بزرگی میخواد تخمین رو تغییر بده.

اختلاف ناشی از دو عدد، تخمین موجود در اینجا بعد از اصلاح و تخمین شهروند، از چی ناشی میشه؟


(علی) #5

من هم لینک‌های متناقض زیادی دیدم. عددها چند مرتبه بزرگی با هم اختلاف دارند. به خاطر همین بود که سراغ یک کشور دیگر رفتم. در هر صورت در آمریکا آمار مصرف آب برای تولید برق همان عدد بزرگ است.

واحد انرژی به وضوح کیلووات ساعت هست اما از وزیر نیرو گرفته تا مسئولین نیروگاه‌ها و روزنامه‌نگارها به اشتباه واحد انرژی را با واحد توان (کیلووات) اشتباه می‌کنند. در چنین فضایی چه طور میشه به آمار ارایه شده اعتماد کرد؟

برای مثال در همین لینکی که گذاشتید

طبق برآوردها به ازای تولید ١٠٠٠مگاوات ساعت برق، برای نیروگاه‌های بخاری ٧٠٠ متر مکعب در ساعت، نیروگاه‌های سیکل ترکیبی تا ٣٠٠ متر مکعب در ساعت و برای نیروگاه‌های گازی تا ١٢٠ مترمکعب در ساعت، آب مصرف می‌شود.

اینجا مگاوات ساعت واحد انرژی هست. ۷۰۰ متر مکعب در ساعت یعنی چه؟ باید نوشته می‌شد که به ازای تولید x مگاوات ساعت برق y مترمکعب آب مصرف می‌شود. y متر مکعب در ساعت بی معنی است. و البته این تنها جایی نیست که با اعداد بی معنی روبه‌رو می‌شویم.

برای مثال طبق این آمار:

مصرف آب نیروگاه شهید مفتح همدان در حال حاضر از 2 مترمکعب در تولید هر مگاوات به 1.47 مترمکعب کاهش یافته است.

به ازای تولید هر کیلووات-ساعت، ۲ لیتر آب مصرف می‌شود که با ۰.۴ لیتر آب در تضاد است. حالا بماند که باز هم در لینک بالا واحد توان به جای واحد انرژی اشتباه گرفته شده است.

نتیجه‌گیری

چه آمار مصرف ۰.۴ لیتر آب درست باشد و چه ۲ لیتر آب در ازای تولید یک کیلووات ساعت برق، این نتیجه را می‌توان گرفت که ما می‌توانیم تکنولوژی پیشرفته‌ نیروگاه‌هایمان را به آمریکا صادر کنیم چرا که آن‌ها برای تولید هر کیلووات ساعت برق چند برابر ما آب مصرف می کنند.


(Reza Fazel Razavi) #6

تفاوت از اینجا ناشی میشه که در آمریکا و بسیاری از کشورها سهم‌نیروگاههای برقابی در سبد تولید انرژی بسیار بیشتر از ایران هست. تکنولوژی مورد استفاده برای تولید برق ثابت و یکسان‌نیست که مصرف آب به ازای ۱ کیلووات آمریکا را برای ایران مورد استفاده قرار بدیم. در ایران قسمت عمده تولید برق بر عهده نیرگاههای گازی (با سوخت گاز، گازوییل و مازوت) هست و سهم‌نیروگاههای بخار (با سیکل باز) و حتی نیروگاههای سیکل ترکیبی که برای تولید برق نیازمند مصرف آب بیشتری هستند قابل مقایسه با آمریکا نیست.


(majid) #8

با سلام وخسته نباشید
یه مدتی است که به جستجوی مقالات و سایت های مختلفی در مورد نسبت میزان مصرف اب و برق تولیدی پرداخته ام که در نهایت به سایت شما برخوردم که خوشبختانه قسمت بحث و گفتگو دارد.

طی جستجوها مواردی هستند که به شرح زیر توضیح داده ام:

طبق مطلبی که گذاشته شده، برای هر کیلو وات برق 90 لیتر آب مصرف میشود، ولی با توجه به مقاله ای که شما درج کردید اعداد و ارقام به این صورت نیست.

میزان آب مورد نیاز برای تولید برق

برای حالت solar thermal آب مصرفی حداکثر 3500 لیتر برای 1000 کیلووات ساعت می باشد. و یا در همان عکس مشخص شده مقادیر برای consumption & Withdrawals در حالتهای متفاوت (برج خنک کنندها) به مصرف 90 لیتر برای هر کیلووات نمیرسد.

برای مثال در همان عکس بالا سیستم (سیکل ترکیبی) natural gas در حالت برج خنک کن recirculating مصرف آب consumption (نشانگر قهوه ای) حداکثر 1000 گالن برای هر مگاوات ساعت و مصرف آب Withdrawals مقدار ناچیزی دارد که در نمودار به درستی قابل اندازه گیری نیست و در فایل اصلی به صورت کلی امده.
و همچنین در سیستم natural gas در حالت برج خنک کن once-through مصرف آب consumption (نشانگر قهوه ای) حداکثر 100گالن برای هر مگاوات ساعت و مصرف آب Withdrawals حداکثر مصرف 20000 گالن در ساعت برای هر مگاوات ساعت می باشد. در حالی که مصرف برج خنک کن در سیستم once-through به محیط برگشت داده می شود.

Many newer power plants have cooling systems that reuse water - Today in Energy - U.S. Energy Information Administration (EIA).pdf (147.6 کیلوبایت)

برخی فایل و مقالات دیگر در مورد محاسبه اب مصرفی برج ها به بعضی قسمت ها به صورت هایلات مشخص شده است:

ENERWAT01_015_7277427.pdf (211.8 کیلوبایت)
2012_AD_HJH_WorkingPaper-WaterUse_at_PowerPlants.pdf (441.1 کیلوبایت)

اینا مطالبی می باشند که طی بررسی ها و مقالات مختلف به این نتایج رسیده ام، گفتم در میان بزارم که انشالا به یه نتیجه کلی برسم.

با سپاس


(علی) #9

از توجه شما به این موضوع خیلی خوشحال شدم.

دو نکته را بهتر است اضافه کنم:

  1. در مورد اول (سمت چپ، آبی پررنگ) که مربوط به انرژی هسته‌ای است، ۴۵۰۰۰ گالون (۱۷۰ هزار لیتر) به ازای هر یک مگاوات-ساعت آب استخراج می‌شود. یعنی ۱۷۰ لیتر آب به ازای هر کیلووات-ساعت استخراج می‌شود.

  2. باید بین آب استخراج شده (Withdrawal) و آب مصرف شده (Consumed) تفاوت قائل شویم. متاسفانه در متن اصلی من به این موضوع توجه نکرده‌ بودم و تخمین نهایی چهار الی پنج برابر بیشتر از مقدار واقعی شده بود. جایی خواندم که حدود ۱۰ درصد آب استخراج شده مصرف می‌شود و بقیه آن به محیط اطراف برمی‌گردد (متاسفانه مرجع‌اش را پیدا نکردم).

با توجه به دو نکته بالا، در آمریکا حداقل ۱۰ الی ۲۰ لیتر آب برای تولید هر کیلووات-ساعت انرژی (نیروگاه هسته‌ای و ذغال سنگ) مصرف می‌شود که با جدول شما همخوانی بیشتری دارد.

آماری که درباره نیروگاه شهید مفتح همدان موجود است جالب توجه است:

مدیرعامل نیروگاه مفتح همدان با بیان اینکه سال گذشته (۱۳۹۵) تولید نیروگاه مفتح همدان ۵ میلیون مگاوات ساعت بود که برای تولید این میزان ۱۰ میلیون مترمکعب آب نیاز داشت.

بر اساس این آمار، مصرف آب نیروگاه همدان ۲ لیتر به ازای هر کیلووات-ساعت است. طبق گفته مدیرعامل نیروگاه مفتح همدان، با راه‌اندازی برج خنک کننده خشک، ۲۵ درصد در مصرف آب صرفه جویی شده است. بنابراین برای تولید هر کیلووات-ساعت آب در نیروگاه همدان کمتر از ۲ لیتر آب مورد نیاز است.

پرسش

پرسش اصلی من این است:

  • اگر ما چنین تکنولوژی پیشرفته‌ای در تولید برق داریم، چرا آن را به آمریکا صادر نمی‌کنیم تا آب مصرفی در نیروگاه‌هایشان را کاهش دهند؟
  • چرا زمین‌های اطراف نیروگاه‌های ما نشست می‌کنند؟ (مشاهده شخصی در همدان و بیستون کرمانشاه)
  • اگر مسئله آب نیست، پس چه چیزی باعث شده که نیروگاه مفتح همدان با تمام توان کار نکند؟

بزرگ‌ترین مشکلات محیط زیست ایران چه هستند؟ چه راه‌هایی برای حل آن‌ها وجود دارد؟
(Morteza Jalalvand) #10

اینها مطالب جالبی هستند.
من میخواستم این نکته رو اضافه کنم که برخی نیروگاه ها مثل نیروگاه بوشهر در کنار دریا ساخته شدن تا بتونن آب مصرفیشون رو از دریا تامین کنن و اثر چندانی روی منابع آب شیرین ندارن.