Reduktion af vandforbruget til køling af termiske produktionsanlæg

Inddragelse af interessenter er en vigtig del af godkendelsesprocessen for elproduktionsanlæg, men det er vanskeligt at ekstrapolere konsekvenserne for en specifik komponent af anlægget. Køletårne, som kan være over 50 m høje, er velsagtens en af de mest synlige komponenter i en plante, og derfor kan der meget vel være lokal modstand mod den negative æstetiske indvirkning af et imponerende tårn på et landskab. Der kan dog træffes afbødende og kompenserende foranstaltninger, f.eks. ved at designe og placere anlægget for at minimere synligheden af dets mest fremtrædende infrastrukturer fra nærliggende beboede områder eller ved at screene det ved at plante træer omkring anlægget og/eller ved at bygge kunstige bakker (jordbrønde), der blander sig med det naturlige landskab og blokerer udsigten til anlægget. Lokalsamfundene kan kompenseres direkte for det velfærdstab, der er forårsaget af de æstetiske virkninger, eller der kan træffes andre kompenserende foranstaltninger, f.eks. opførelse af socialt nyttig infrastruktur såsom parker, skoler osv.

Da disse muligheder reducerer vandindvindingen fra et vandløbsopland, forventes de at blive set positivt af interessenter, der er afhængige af de samme vandressourcer som de kraftværker, der gennemfører disse foranstaltninger. De deraf følgende ændringer i brugsrettighederne til vand bør drøftes blandt alle interessenter og aftales med dem og med vandområdemyndighederne i overensstemmelse hermed.

Recirkulering af tårnkøling er ca. 40 % dyrere (USDOE, 2009) end gennemgående vådkøling og kan anvendes, hvor vandtilgængeligheden er begrænset, eller virkningen af indblæsning og impingement og termiske udledninger skal reduceres.

Begge tørkølingsmuligheder giver meget større fleksibilitet i placeringen af nye kraftværker, da det bliver uafhængigt af tilgængeligheden af et stort vandområde. Den største ulempe ved denne mulighed ligger i de økonomiske omkostninger. Med begge typer tørkøling er varmeoverførslen betydeligt mindre effektiv end med "våde" kølemuligheder, og den kræver derfor meget store og mekanisk komplekse køleanlæg. Dette resulterer i højere omkostninger. Driften af et tørkølesystem kræver faktisk 1-1,5 % af den energi, der produceres af anlægget, sammenlignet med 0,5 % af et recirkulerende system og næsten nul for engangsgennemstrømning. Den fordampningsfysik, der anvendes i våde køletårne, tillader faktisk en mere effektiv overførsel af varme end den fra damp eller vand til luft via metalfinner og øger dermed hele anlæggets tekniske og økonomiske effektivitet. Bemærk, at termisk effektivitet og dermed økonomiske driftsbetingelser varierer med de klimatiske forhold på anlæggenes placering og kan være meget forskellige i Europa.

Dette peger på en anden teknisk begrænsning af tørkøling: I et varmt klima reducerer den omgivende luft med temperaturer over 40 °C i væsentlig grad kølepotentialet i et tørt kølesystem sammenlignet med et "vådt" system, som baserer sit potentiale på meget lavere vådtemperaturer.

En mulig udvej kunne være et hybridt tør-/recirkuleringssystem. Tørkøling kan anvendes i tilfælde af vandknaphed og kan kombineres med en begrænset anvendelse af et recirkulerende køletårnsystem, når temperaturerne topper. Det recirkulerende tårn kølesystem kan også bruges i perioder, hvor der er en overflod af vand.

Omkostningstallene varierer naturligvis med de specifikke forhold for hvert anlæg. Men generelt US DOE (2009) rapporterer, at våde recirkulerende kølesystemer er 40% dyrere end pass-through systemer, mens tør kølesystemer er tre til fire gange dyrere end en recirkulerende våd kølesystem. I øjeblikket betragtes vådrecirkulationssystemer som den bedste tilgængelige teknologi til termisk anlægskøling af US Environmental Protection Agency (EPA), fordi de minimerer indvirkningen på vandøkosystemer og samtidig holder stigningen i omkostninger overkommelig.

På plussiden har både recirkulerende og tørre systemer stort set intet indtag af vand og ingen indvirkning på vandøkosystemerne, hvilket i det mindste delvist kan kompensere for de ekstra kapital- og driftsomkostninger, navnlig under forhold med vandknaphed som følge af klimaændringer.

Valget af kølesystem er en vigtig del af et kraftværks design. Det er underlagt de godkendelsesprocesser, der anvendes til at give tilladelse til at bygge og drive kraftværker, som varierer fra land til land. Da tørkølesystemer er mindre energieffektive end andre kølesystemer, rangerer de i øjeblikket sidst i rækkefølgen af EU's bedste tilgængelige teknologier til køling og overgås af recirkulerende tårnkøling. Selv om anvendelsen af tørkøling ikke er udelukket, er den begrænset til steder med meget begrænsede vandressourcer eller med særlige miljøproblemer i forbindelse med vandanvendelse.

For store enheder bør der også tages hensyn til sikkerhedsmæssige konsekvenser i forbindelse med fjernelse af henfaldsvarme efter en nødafbrydelse med strømtab.

Ændringer af vandanvendelsesaftaler som følge af det reducerede vandbehov for anlæg, der gennemfører disse muligheder, bør aftales formelt med vandområdemyndighederne på grundlag af høringer af alle berørte interessenter.

For nye anlæg er gennemførelsestiden den samme som for de anlæg, de tilhører. For eftermonteringer varierer det med teknologierne. For at erstatte et pass-through-system viser en undersøgelse af eftermontering af californiske kystkraftværker (TetraTech, 2008) en nedetid på anlægget (for at tillade installation og tilslutning af det nye kølesystem) på seks uger som et konservativt skøn for fossile anlæg, mens eftermontering af kølesystemet på kernekraftværker kan kræve op til 12 måneder på grund af deres tekniske kompleksitet.

Levetiden er den samme som for det elproduktionsanlæg, som den specifikke foranstaltning hører under. Varmeværkers levetid varierer med teknologien: kernekraftværker kan, selv om deres designlevetid typisk er 40 år, blive ved med at fungere i op til 70 år (Scientific American, 2009 ), mens anlæg,der anvender fossile brændstoffer, varierer mellem 25 og 50 år (henholdsvis naturgas- og kulkraftværker).