一项新研究发现，在美国德克萨斯州，每年产生的电力最多，从煤炭到天然气发电的过渡正在节约用水，使该州不易受干旱影响。
尽管通过水力压裂勘探天然气需要在德克萨斯州进行大量的水消耗，但新的消耗量很容易被从煤炭转化为天然气的总发电效率所抵消。研究人员估计，将发电厂从煤炭转换为天然气所节约的水量是水力压裂提取天然气所用水量的25至50倍。天然气还通过提供所谓的调峰植物来增强抗旱能力，以补充不增加水的生成。
德克萨斯大学奥斯汀分校的研究结果发表在本周的环境研究快报上。
研究人员估计，仅在2011年，德克萨斯州就已经消耗了320亿加仑的水 - 足以供应87万平均居民 - 如果所有的天然气发电厂都是燃煤电厂，即使考虑到额外消耗水用于水力压裂以提取天然气。
水力压裂是一种将水，沙子和化学品在高压下泵入井中以使周围岩石破裂并使石油或天然气更容易流动的过程。水力压裂和水平钻井是当前美国天然气生产繁荣的主要驱动力。
环保主义者和其他人已经对消耗的水量表示担忧。在德克萨斯州，由于水力压裂的使用正在迅速扩大，而水资源供应正在逐渐减少，因为在破坏性干旱的第三年，人们越来越关注这一问题。由于大多数发电厂依靠水进行冷却，因此电力供应可能特别容易受到干旱的影响。
“最重要的是，水力压裂，通过提高天然气产量和将国家从水资源密集型煤炭技术转移，使我们的电力系统更具抗旱能力，”该大学经济地质局高级研究科学家Bridget Scanlon说。谁领导了这项研究。
为了研究德克萨斯州发电厂的抗旱能力，Scanlon和她的同事从能源信息管理局和德克萨斯州环境质量委员会和德克萨斯州水资源开发委员会等州政府机构收集了所有423个州的发电厂的用水数据，以及其他数据。
自20世纪90年代以来，德克萨斯州建造的主要电厂类型是天然气联合循环(NGCC)工厂和冷却塔，它比旧的汽轮机技术更有效地使用燃料和冷却水。大约三分之一的德克萨斯发电厂是NGCC。NGCC工厂消耗的水量约为煤汽轮机(CST)工厂的三分之一。
该州另一种主要类型的天然气工厂是天然气燃气轮机(NGCT)工厂。NGCT工厂还可以通过提供“峰值功率”来支持风能的扩展来帮助减少州的发电用水量。风力涡轮机不需要水来冷却; 但是当你需要电力时，风不总是吹。NGCT发电机可以在几秒钟内上线，以平滑电力需求的波动。通过将NGCT发电与风力发电相结合，与燃煤发电相比，可以进一步降低总用水量。
该研究专注于德克萨斯州，但作者认为结果应适用于美国其他地区，其中评估关键技术的耗水率 - 水力压裂，带冷却塔的NGCC工厂和传统的煤汽轮机厂 - 一般都是一样的。
德克萨斯州电力可靠性委员会，该州电网经理预测，如果目前的市场状况持续到2029年，该州65%的新发电将来自NGCC工厂，35%来自天然气燃气轮机工厂，没有水冷却，但能源效率低于NGCC工厂。
“在全州范围内，我们正在按计划继续降低发电用水强度，”Scanlon说。
水力压裂占德克萨斯州耗水量的不到1%。但是在一些使用频繁的地区，它会影响当地的供水，正如经济地质局的Jean-Philippe Nicot在2011年的一项研究中所记录的那样。由于天然气通常远离最初生产的地方使用，因此转用天然气发电所节约的水可能无法使用更多水进行水力压裂的区域受益。
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