23.11.2022

Водная инфраструктура может иметь ключевое значение для производства большего количества гидроэнергии

Hydrorewie

Миллионы миль трубопроводов по всей территории США служат муниципальным, сельскохозяйственным и промышленным целям, и во всех 50 штатах существуют возможности для сбора энергии для ее дальнейшего использования для нужд гидроэнергетики, которая в противном случае расходуется впустую.
В новом отчете исследователи из Национальной лаборатории Ок-Риджа Министерства энергетики США (ORNL) подсчитали, что трубопроводная гидроэнергетика, которая использует воду из таких сооружений, как водопроводные трубопроводы и ирригационные каналы, может добавить 1,41 ГВт электроэнергии в энергосистему страны.


“Вы можете думать о трубопроводной гидроэнергетике как о низко висящем фрукте, а то, что было начато, - это просто капля в море”, - сказал Ши-Чи Као, менеджер программы по гидроэнергетике в ORNL. “При всех ее преимуществах самым большим препятствием является общая недостаточная осведомленность о потенциале трубопроводной гидроэнергетики”.
Процесс развития трубопроводной гидроэнергетики будет относительно простым. Операторы объектов могут устанавливать гидрогенераторы в местах с избыточным гидравлическим напором. Это может быть скоординировано с запланированной модернизацией объектов, которые заменяют устаревающую инфраструктуру более энергоэффективными системами. Сельские коммуны могут извлечь выгоду, добавив малую гидроэнергетику к существующей инфраструктуре для учета энергопотребления.

Поскольку трубопроводная гидроэнергетика подключается к существующей инфраструктуре с минимальным воздействием на окружающую среду, процесс выдачи разрешений был упрощен. Благодаря Закону об эффективности регулирования гидроэнергетики от 2013 года и поправкам к нему в Американском законе о водной инфраструктуре от 2018 года процесс утверждения федеральным регулирующим органом может быть завершен за 45 дней. Было разрешено или построено более 350 проектов гидроэлектростанций.
Ученые ORNL провели систематический анализ четырех типов трубопроводов — трубопроводов водоснабжения, отвода сточных вод, ирригационных систем и отвода охлаждающей воды ТЭС. Для того чтобы трубопроводная гидроэнергетика работала, водный канал должен иметь достаточный расход воды и гидравлический напор. Ученые проанализировали эти данные, а также спутниковые снимки и топографию, чтобы оценить общий потенциал.
Потенциал трубопроводной гидроэнергетики был самым высоким в пяти западных штатах — Калифорнии, Колорадо, Вашингтоне, Небраске и Орегоне. Все эти штаты имеют большое количество водоводов, а их холмистая местность также обеспечивает наибольший гидравлический напор.

Сельскохозяйственные трубопроводы, такие как канавы и каналы для орошения сельскохозяйственных культур, показали наибольший потенциал для гидроэнергетики среди трех оцениваемых секторов бизнеса, составляя почти половину всех гидроэнергетических мощностей трубопроводов. Самый высокий потенциал сельскохозяйственных трубопроводов был отмечен в Колорадо, Вашингтоне, Небраске, Калифорнии, Орегоне и Айдахо. Ирригация и топография были основными факторами для этой оценки.
Исследователи также оценили системы питьевого водоснабжения и водоотведения в муниципальном секторе. Потенциал гидроэнергетики в трубопроводах здесь был самым высоким в Калифорнии, которая в два раза превышала следующий по величине штат, Нью-Йорк. Колорадо, Юта, Вашингтон, Орегон и Пенсильвания также продемонстрировали потенциал для создания мощностей в этом секторе.
Возможности для получения гидроэнергии из промышленных трубопроводов, таких как промышленные трубопроводы или каналы, используемые на тепловых электростанциях, были в основном в Калифорнии, Техасе, Миссури, Нью-Йорке и Мэриленде. Однако эти объекты также представляют наибольшую неопределенность из-за более высоких экономических и нормативных требований.
Исследовательская группа ORNL будет способствовать дальнейшему обсуждению с ключевыми заинтересованными сторонами в области водоснабжения и доставки, чтобы повысить осведомленность о трубопроводной гидроэнергетике и понять, как сообщество может преодолеть это препятствие для разработки большего количества проектов в области трубопроводной гидроэнергетики.
Исследование было поддержано Отделом технологий гидроэнергетики в Управлении Министерства энергетики США по энергоэффективности и возобновляемым источникам энергии.