بررسی مصرف آب با رویکرد پیوند آب و انرژی در نیروگاه‏‌های چرخه ترکیبی ایران

فصلنامه آب و توسعه پایدار

مقاله 3، دوره 8، شماره 1 - شماره پیاپی 19، خرداد 1400، صفحه 11-18   

نوع مقاله: پژوهشی کاربردی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jwsd.v8i1.88604

نویسندگان

سرور قدرتی^* ؛ نرگس کارگری؛ فروغ فرساد؛ امیرحسین جاوید؛ علیرضا حاجی ملاعلی کنی

علوم و تحقیقات تهران

چکیده

تولید برق و مصرف آب درهم تنیده است. با افزایش جمعیت و افزایش توسعه اقتصادی، نیاز به انرژی افزایش می‏‌یابد و در نتیجه مسائل آب مصرفی در سامانه‏‌های انرژی بسیار پیچیده‌‏تر خواهد شد. اکثر فناوری‌‏های تولید برق برای خنک‏‌کننده، توربین‏‌های بخار و بهره‏‌برداری از نیروگاه‌‏ها به آب احتیاج دارند. میزان آب مورد نیاز انواع مختلف فناوری‏‌های تولید برق متفاوت است. این پژوهش میزان آب مصرفی توسط نیروگاه‌‏های چرخه ترکیبی ایران را بررسی کرده و رابطه تنگاتنگ میزان تولید برق و میزان آب مصرفی جهت تولید برق را شناسایی کرده و با مدیریت مصرف آب و انرژی به بهبود شرایط در راستای حفظ محیط‌‏زیست کمک می‏‌نماید. در این پژوهش ابتدا به مطالعات کتابخانه‏‌ای و بررسی مطالعات مشابه در ایران و جهان پرداخته شد و ضرایب و روش‏‌های محاسبه میزان آب مصرفی از آن‌ها استخراج شد. میزان آب مصرفی هر نیروگاه از حاصل ضرب میزان تولید برق و WCF مربوط به سیستم خنک‏‌کننده خشک و نوع نیروگاه با سوخت گاز طبیعی به‌‏دست آمد. در نهایت داده‏‌های به‌‏دست آمده از محاسبات با داده‏های واقعی آب مصرفی در فرآیند تولید برق (آب دمین) مقایسه شد. بررسی‏ها نشان داد استفاده از ضرایب مصرف آب بین‌‏المللی نتایج بسیار متفاوتی را در مقایسه با داده‏‌های واقعی برآورد می‏کنند. لذا استفاده از ضرایب مصرف آب برای کشور ایران قابل استفاده نمی‌‏باشد.

کلیدواژه‌ها

مصرف آب؛ تولید برق؛ نیروگاه‏های چرخه ترکیبی؛ پیوند آب و انرژی

مراجع

امینی، ف. صابر فتاحی، ل. سلیمانپور، پ. گل قهرمانی، ن. شفیع زاده، م.ع. توانپور، م. فرمد، م. و خودی، م. 1395. ترازنامه انرژی. معاونت امور برق و انرژی، دفتر برنامه ریزی و اقتصاد کلان برق و انرژی.
عوامی، ا. 1397. پیوند آب و انرژی در صنعت (مبانی، روش‏ها و کاربردها). جلد اول. موسسه انتشارات علمی. چاپ اول. تهران، ایران.
عیسی‏پور، ع. و عابدی، ش. 1393. بررسی مصرف آب در نیروگاه‏ های حرارتی و ارائه راهکارهای اصلاح الگوی مصرف. هفتمین کنفرانس نیروگاه ‏های برق، بندرعباس، ایران.
وزارت نیرو. 1396. شرکت مادر تخصصی توانیر و شرکت مادر تخصصی تولید نیروی برق حرارتی. گزارش آمار تفصیلی صنعت برق ایران ویژه تولید نیروی برق. نشریه آمار تفصیلی صنعت برق ایران ویژه تولید نیروی برق.
Chunyan W., Ranran W., Edgar H. and Yi L. 2017. A technology-based analysis of the water-energy emission nexus of China’s steel industry. Resources, Conservation & Recycling, 124:116–128.
El-khozondar B. 2017. Investigating The Use Of Water For Electricity Generation At Turkish Power Plants, Department of Environmental Engineering, Hacettepe University, 06800, Beytepe, Ankara, Turkey. Degree of Master of Science, Science and Engineering of Hacettepe University.
Fernández R,1., Kavvadias K.I. and Hidalgo G. 2017. Quantifying the water-power linkage on hydrothermal power systems: A Greek case study,". Applied Energy, 203: 240–253.
Jiangyu D., Shiqiang W., Guoyi H., Weinberg J., Xie X., Wu X., Song X., Jia B., Xue W. and Yang Q. 2017." Water-energy nexus: A review of methods and tools for macro-assessment," .Applied Energy, 210: 393-408.
Lee M.A., Keller A., Chiang P., Den W., Wang H., Hou CH., Wu J., Wang X. and Yan J. 2017. Water-energy nexus for urban water systems: A comparative review on energy intensity and environmental impacts in relation to global water risks. Applied Energy, 205: 589–601.
Larsen M. and Drews M. 2019. Water use in electricity generation for water-energy nexus analyses: The European case. Science of The Total Environment, 651(2): 2044-2058.
Macknick J., Newmark R., Heath G.,and Hallett K. 2011. A Review of Operational Water Consumption and Withdrawal Factors for Electricity Generating Technologies, national Renewable Energy laboratory, NREL/TP-6A20-50900.
Mariano M. and Ignacio E.G. 2015. Water–energy nexus in biofuels production and renewable based power. Sustainable Production and Consumption, 2: 96–108.
Okadera T., Geng Y., Fujita T., Dong H., Liu Z., Yoshida N. and Kanazawa T. 2015. Evaluating the water footprint of the energy supply of Liaoning Province, China: A regional input–output analysis approach. Energy Policy, 78: 148–157.
Terrapon-Pfaff J., Thomas F. and Leshtenbohner S. 2018. The Water-Energy Nexus in Iran (Water-Related Challenges for the Power Sector), Fredrich Ebert stiftung, 1-21.
Vilanova M. and Balestieri J. 2015. Exploring the water-energy nexus in Brazil: The electricity use for water supply, Energy, 85: 415-432.
Venkatesh G. and Larsen H. 2015. Water-energy nexus in urban water utilities: a brief Norwegian outlook, Vann-energi nexus i urbane vannverk: et norsk perspektiv. VATTEN–Journal of Water Management and Research, 71: 101–109.
WWAP (United Nation World Water Assessment Programme).2014. Water and Energy, Paris, UNESCO.