Smanjenje potrošnje vode za hlađenje termoelektrana

Sudjelovanje dionika važan je dio postupka izdavanja odobrenja za postrojenja za proizvodnju električne energije, ali je teško ekstrapolirati posljedice za određenu komponentu postrojenja. Rashladni tornjevi, koji mogu biti viši od 50 m, nedvojbeno su jedna od najvidljivijih komponenti biljke, pa stoga može doći do lokalnog protivljenja negativnom estetskom utjecaju impozantnog tornja na krajolik. Međutim, mogu se uvesti mjere ublažavanja i kompenzacije, na primjer projektiranjem i postavljanjem biljke kako bi se vidljivost njezine najistaknutije infrastrukture iz obližnjih naseljenih područja svela na najmanju moguću mjeru ili pregledom sadnjom stabala oko biljke i/ili izgradnjom umjetnih brežuljaka (podzemnih bermova) koji se uklapaju u prirodni krajolik i blokiraju pogled na biljku. Lokalnim zajednicama može se izravno financijski nadoknaditi gubitak dobrobiti uzrokovan pretrpljenim estetskim učincima ili se mogu poduzeti druge kompenzacijske mjere, kao što je izgradnja društveno korisne infrastrukture kao što su parkovi, škole itd.

Budući da se tim opcijama smanjuje povlačenje vode iz bazena, očekuje se da će ih dionici koji se oslanjaju na iste vodne resurse kao i elektrane koje provode te mjere pozitivno ocijeniti. O nastalim promjenama u pravima na korištenje vode trebali bi raspravljati svi dionici te bi ih u skladu s time trebalo dogovoriti s njima i s tijelima nadležnima za vodni sliv.

Povratno hlađenje tornja je oko 40% skuplje (USDOE, 2009) od jednokratnog mokrog hlađenja, a može se primijeniti tamo gdje je dostupnost vode ograničena ili je potrebno smanjiti utjecaj intrainmenta i ometanja i toplinskih pražnjenja.

Obje mogućnosti suhog hlađenja pružaju mnogo veću fleksibilnost u lokaciji novih elektrana jer postaju neovisne o dostupnosti velikog vodnog tijela. Glavni nedostatak ove opcije leži u njezinim gospodarskim troškovima. Kod obje vrste suhog hlađenja prijenos topline znatno je manje učinkovit nego kod „mokrih” mogućnosti hlađenja te su stoga potrebna vrlo velika i mehanički složena postrojenja za hlađenje. To rezultira većim troškovima. Za rad sustava suhog hlađenja zapravo je potrebno 1 – 1,5 % snage koju proizvodi postrojenje, u usporedbi s 0,5 % recirkulacijskog sustava i gotovo nula za jednokratno propuštanje. Fizika isparavanja koja se primjenjuje u mokrim rashladnim tornjevima zapravo omogućuje učinkovitiji prijenos topline od one iz pare ili vode u zrak putem metalnih peraja, a time i povećava cjelokupnu tehničku i ekonomsku učinkovitost postrojenja. Imajte na umu da se toplinska učinkovitost, a time i ekonomski uvjeti rada, razlikuju ovisno o klimatskim uvjetima lokacije postrojenja i mogu se znatno razlikovati diljem Europe.

To upućuje na drugo, tehničko ograničenje suhog hlađenja: u vrućoj klimi okolni zrak s temperaturama iznad 40 °C znatno smanjuje potencijal za hlađenje sustava suhog hlađenja u usporedbi sa sustavom „vlažnog” koji svoj potencijal temelji na mnogo nižim temperaturama mokrog termometra.

Mogući izlaz mogao bi biti hibridni suhi/kružni sustav. Suho hlađenje moglo bi se upotrebljavati u uvjetima nestašice vode i moglo bi se kombinirati s ograničenom upotrebom recirkulacijskog sustava rashladnih tornjeva kada temperature dosegnu vrhunac. Rashladni sustav recirkulacijskog tornja također se može koristiti tijekom razdoblja u kojima postoji obilje vode.

Iznosi troškova očito se razlikuju ovisno o specifičnim uvjetima svake biljke. Međutim, općenito US DOE (2009) izvještava da su mokri recirkulacijski rashladni sustavi 40% skuplji od prolaznih sustava, dok su suhi rashladni sustavi tri do četiri puta skuplji od recirkulacijskog mokrog rashladnog sustava. U ovom trenutku, mokri recirkulacijski sustavi smatraju se najboljom dostupnom tehnologijom za hlađenje termoelektrana od strane američke Agencije za zaštitu okoliša (EPA), jer minimiziraju utjecaj na vodne ekosustave, a istodobno održavaju povećanje troškova pristupačnim.

Osim toga, recirkulacijski i suhi sustavi nemaju gotovo nikakav unos vode ni učinak na vodne ekosustave, čime se barem djelomično mogu nadoknaditi dodatni kapitalni i operativni troškovi, posebno u uvjetima nestašice vode uzrokovane klimatskim promjenama.

Odabir sustava hlađenja važan je dio dizajna elektrane. Podliježe postupcima odobrenja koji se primjenjuju za izdavanje dozvole za izgradnju i rad elektrana, koji se razlikuju od zemlje do zemlje. Budući da su sustavi suhog hlađenja manje energetski učinkoviti od drugih sustava hlađenja, trenutačno su na posljednjem mjestu u poretku najboljih dostupnih tehnologija EU-a za hlađenje, a nadmašuju ih recirkulacijsko hlađenje tornja. Iako upotreba suhog hlađenja nije isključena, ograničena je na lokacije s vrlo ograničenim vodnim resursima ili s posebnim ekološkim problemima povezanima s upotrebom vode.

Kad je riječ o velikim jedinicama, trebalo bi uzeti u obzir i sigurnosne implikacije povezane s uklanjanjem topline koja se raspada nakon isključivanja u nuždi s gubitkom električne energije.

Izmjene sporazuma o korištenju vode koje proizlaze iz smanjenih potreba za vodom postrojenja koja provode te mogućnosti trebalo bi formalno dogovoriti s tijelima nadležnima za vodni sliv na temelju savjetovanja sa svim pogođenim dionicima.

Za nova postrojenja vrijeme provedbe jednako je vremenu provedbe za postrojenja kojima pripadaju. Za naknadnu ugradnju razlikuje se ovisno o tehnologijama. Kako bi se zamijenio prolazni sustav, u studiji o naknadnoj ugradnji kalifornijskih obalnih elektrana (Tetra Tech, 2008.)navodi se prekid rada elektrane (kako bi se omogućila ugradnja i povezivanje novog sustava hlađenja) od šest tjedana kao konzervativna procjena za fosilna postrojenja, dok bi za naknadnu ugradnju sustava hlađenja nuklearnih elektrana zbog njihove tehničke složenosti moglo biti potrebno do 12 mjeseci.

Životni vijek jednak je životnom vijeku postrojenja za proizvodnju električne energije kojem pripada određena mjera. Životni vijek termoelektrana varira ovisno o tehnologiji: nuklearne elektrane, iako im je projektirani vijek trajanja obično 40 godina, mogu nastaviti s radom do 70 godina (Scientific American, 2009.), dok elektrane na fosilna goriva variraju između 25 i 50 godina (elektrane na prirodni plin odnosno ugljen).