泵如何在水能Nexus中发挥作用

水是生命。 

这对农业和工业化的电力和其他能源生产至关重要,以舒适和进步。

但在一个气候变化和人口增长的世界中,一个自然和人造灾害的世界需要更好,更聪明,更可持续的技术,水和能源的可用性将决定生命本身的未来。

有足够的吗? 

正如我们面对这一巨大的问题,政府监管机构,行业领导者和世界公民开始以不同的方式思考。能源和水系统历来发展,独立管理和监管,并分别考虑了解决方案。

如今,对水和能量之间的天然Nexus越来越高兴地了解。要找到可持续解决方案,我们必须从基础开始。我们都知道一加仑天然气的价格,我们每天都会追踪这笔费用。 

但是什么是加仑的水价值? 

水能Nexus - 挑战和机遇

“大多数人没有常见的倾向于在水上放置价值”Xylem总裁兼首席执行官Patrick Decker说。“这是我们的政策和思想领导人越来越理解的世界各地,在能源生产方面的一些最大要求是对水的需求和水的稀缺。 

“在石油最丰富的许多领域,水是最稀缺的。直到我们在水价值的重点和辩论中,它根本就是不可持续的 - 无论是清水的来源吗?节能的气候或废水管理。“

综合战略方法可以指导技术研究,开发,示范和部署(RDD&d)根据2014年的报告,解决区域水能问题并使国家和全球影响成为国家能源部(“水能Nexus:挑战和机遇”)。

世界卫生组织预测,到2050年,地球上近10亿人的三分之二将居住在发达的城市,这将为全球能源和水资源产生很大的压力。 

在中东,来自石油和天然气运营的水产量每天浪费超过7300万桶。在具有非常规生产油的地区的区域中,如拧紧油和油砂,单一井可以需要高达500万加仑的水。 

“这显然是不可持续的,”德克尔说。 “我们需要恢复水基础设施。水域变化导致了世界各地社区的经济风险上升。洪水破坏了发电厂,炼油厂和其他临界能源基础设施。在这些时间内管理水环绕能源设施的运动至关重要保持弹性。在干旱的环境中,有一些无悔的动作可以立即进行,例如水再利用。这些是中东,新加坡,澳大利亚和美国重用可以帮助缩小供需之间的差距。 “

能量如何与水使用有关?

人口增长,飙升的需求,脱盐所需的能量和人均消费模式都会影响GCC中的水安全未来。

“是时候询问自己,如果”常用“管理我们的水资源模型就足够了,” Razan Khalifa Al Mubarak,秘书长,环境署 - 阿布扎比(EAD),阿联酋。  

“众所周知,我们在该地区的人口正在呈指数级增长,”她说。 “据联合国开发计划署, 该地区预计将从目前的3.5亿美元到大约600亿美元到2050年的几乎双倍。这个人口增加不仅会直接影响耗水量,而且还将间接地影响其对货物,服务的需求的用水量。食物。针对这种潮流需求的趋势,该地区的淡水供应正在迅速下降。在某些地区,由于高提升率,我们的含水层正在以不可持续的步伐下降,但我们仍然无法满足当前需求。“

为了填补差距,阿拉伯联合酋长国和国家毗邻阿拉伯海湾的海水淡化投资。事实上,这些国家占全球海水淡化能力的60%。海水淡化是能量密集型的而对这项技术的养护效益越来越多地促进了国内能源使用的激增。 

技术在水能Nexus中的作用

他。阿布扎比水电公司(Adwec)董事总经理穆罕默德·宾馆(Adwec)表示,能源维持合作伙伴应在技术方面实现不严格思考的必要性。 

“可持续发展的需求使阿联酋成为最前沿,因为最需要采取行动,”彬彬乔治阁下说。 “我们有时会燃烧燃料生产水。在历史上,在阿联酋,综合周期被认为是生产水和电力的最经济和可靠的方式。现在,由于需要可持续的情况,这种公式受到挑战为每个人的经济价值为水生产。这一挑战的影响为预处理的支持产生了需求。在过去,我们对阿联酋的生产和开发有决定的技术。现在有必要成为技术中性。“

木门的甲板同意。 “关于泵浦相关技术,钥匙是能效并具有更多数据来测量效率。我们需要使用伙伴关系来实现这一目标,“Decker说。”合作是为世界制造水安全的终极催化剂。“

技术前瞻性说,气候变化,人口增长和海平面升高的海平面都导致水处理和抽水任务的要求更高。 KSB.  Group.

“我们进入一个恶性循环,”Bosbach说。 “可再生能源需要水。用于沼气生产的植物需要灌溉。风力发电机必须冷却。水生产和能量发电都依赖于彼此和资源的使用。”

泵占全球能源需求的20%。节能泵送系统减少对能量和耗水量的影响。 

“机器级效率更高(新电机设计,新泵设计,速度控制),结合泵系统优化的甚至更大的杠杆效果是这里的逻辑反应,将减少对环境的影响,”Bosbach表示。 “水 - 能源Nexus将迫使我们改变我们使用的泵的类型和尺寸。能源生成过程中的水浪费必须通过水循环和重用来减少。”

Bosbach解释说,这意味着来自海或河流的摄入量较少,从海域或河流中提高了具有高水平优化和当地水处理的循环概念,作为重用水的综合步骤。 “在化学产品的工业过程中,从密封水电路到零液体放电的优化进展。能量产生将会,并且必须遵循诉讼。”

创新,泵技术和可持续发展可以推动水能Nexus

德克尔说,更多的创新是关键。 

“世界的这一部分将继续成为一个热门的创新床。没有一种技术可以解决这里的所有问题。我们需要一起合作并意识到我们都有一些风险厌恶。没有我们希望通过能够将公共卫生的技术进行变化,使我们的公共卫生处于危险之中。拥有更大的合作和开放研究能力,并在合作伙伴关系中具有信任是关键。教育和意识也将是差异制造者。“

H.E表示,世界处于由技术,创新和基本需求而带来的范式转变的中间。 Abdullah Abdulaziz博士,总裁Al-Alshaikh,国际海水淡化协会(IDA)兼首席执行官,先进的水科技副州副州副州副州副州副州(SWCC)沙特阿拉伯。

“可持续发展不仅仅是我们的未来 - 这是我们的礼物,”他说。 “我们正在远离可持续性的旧模型。可持续性主要受到两种方式经济影响和环境影响的水部门的能量。可持续发展是水部门的必要条件,因此我们的焦点需要在如何加速它。一个规定的战略方法也是必须的。首先,我们需要鼓励可持续性的政策和区域协议。第二,需要促进可持续性的公司的财务和经济激励措施。第三,我们需要分享技术和创新并支持继续参与区域政策。“

预算使用水 - 键在水能Nexus中的可持续性

尽管耗水成本高,但GCC中的一个关键悖论是较高的人均消费模式。在阿布扎比,人均耗水量约为世界平均水平的三倍。 

“鉴于我们地区目前的水资源稀缺,这只通过人口增长和DWWINDLING地下水储备来加剧,”通常是常规的业务“并不是一种令人满意的反应,”穆巴拉克阁下说。 “我们需要的是'业务是不寻常的。”

GCC现在正在讨论水预算的概念,在内心,这是每人每人固定体积的水量的主要。这应该在长期内创造一个体面的持续供应,而GCC人口必须找到居住在这种预定金额内的方法,尤其是穆巴拉克解释说。 

“与常规'模型不同,我们不得继续通过增加供应来满足日益增长的需求。当然,这并不意味着我们的人口和经济不能增长。这只是意味着我们必须更加富有成效,更具竞争力在我们使用我们的水域的方式中更有效。我们必须仔细思考,并通过开发一种认可稀缺的复杂系统来分配我们的水。“

她说,适当的水分分配将是这项实施的关键。 

“通过减少我们的消费来满足世界平均水平,我们可以在不必提高供应的情况下,我们的人口几乎是我们的人口,”伊尔穆拉克阁下说。 “因此,通过定义可持续的,科学设计的水预算并同意生活在其内,将创造围绕水效和水重用方面创造性的激励和动力。 

“这种广泛的开关 - 一种精神交换 - 从常规脱盐的连续可靠性到更高的效率和更大的水再利用就会在健康,环境,减少二氧化碳排放和其他空气污染物方面具有大量效益。它将最大限度地减少对海洋的损害环境。它将释放可以重定向到社会计划甚至商业计划的资本。它将使我们能够变得更具竞争力,因为我们在资源受限的世界中竞争。“

这种激进的变化需要承诺。

“转移到这一业务作为异常的模型将需要大量的意志来自我们社会的所有关键要素。阿布扎比的环境机构正在有意识地努力与地方和区域利益攸关方以及国际利益攸关方建立联系她说,在水问题周围的思想领导范围内,必要的联盟和围绕这一广泛概念产生动力。“

在这些想法的最前沿正在创造水和能源战略,说,Use,Energy,Uaia,Undersecrary,Uaia。 

全球水危机

预计世界人口的四十个百分之次水稀缺地区到2025年。在全球范围内,我们使用70%的水源进行农业和灌溉,只有10%的国内使用。这是一种自然的联系,13亿人有不可靠或无法获得电力。

“为了有效管理能源和水,我们需要一种能源和水计划的综合方法,”Al Foora Al Shamsi说。 “我们需要综合能源和水政政策。我们需要综合能源和水建模,以允许资源规划者考虑今天和未来的供水是否足以满足不同发电厂的冷却要求。我们需要联合发展和对水和能源基础设施技术的管理,最大限度地利用和最大限度地减少负面权衡。“

全球水危机如何影响其他国家

Decker表示,在加利福尼亚州最近的干旱反应下,在美国联邦水平上有很多谈判。 “但公用事业是本地的,水始终是一个全球问题。不幸的是,只有在危机发生的时候,我们得到了一个有意义的对话。现在正在发生的情况是关于水的适当定价,特别是水的调节 - 特别是在工业方面 - 这完全是关于水重救的。“

澳大利亚水服务协会执行董事(WSAA)的执行董事,澳大利亚的气候变化在那种地区的人们考虑水的方式中产生了行动。澳大利亚的部分地区已宣布一天或一天​​的某些时候人们不使用水的规定。到2022年,珀斯将是一个气候独立城市,提供水供应,海水淡化和农业重用计划。 

“住宅客户的水效率从每人每天大约350升到200左右到200左右,这就没有限制,”Lovell说。 “澳大利亚的客户现在已经锁定了他们的行为,他们认为这是一种积极治疗水的永久性方式。”

Lovell说,政治经常妨碍途中,但澳大利亚政府在当地和联邦层面制定了政策,这些政策已经产生了影响,包括悉尼的标签计划,这要求所有家具都有水效标签,这些标签表明遵守最低限度标签标准。制造商无法将设备运送到澳大利亚,这些设备不符合标准。 

“我们不再说'你需要节约用水。我们现在说'你需要明智地使用每一滴,'“Lovell说。

Decker表示,它往往是完整的生命周期成本的基础上的更便宜,可以更节能地替代能源成本和温室气体排放。 

“这是一个完美的例子是科威特政府通过建立世界上最大的重用和回收设施,在这一领域展示了这一领域的前瞻性思考。我们使用我们的产品套件来帮助他们建立现在正在进行扩张计划的能力。这一预测是这样的在项目的一生中,该工厂将为科威特政府提供110亿美元的成本节约益处。“

石油运营商也发现了重用可用水源的创造性方式。

“每一个油田都不同,每个油田都有不同的生产水量,”Anna Halpern-Lande,高级管理层的上游业务发展,贝壳,荷兰。 “石油业务都是大用户和大型水生产商。通常,水注入钻井,以保持生产油所需的压力。我们还有大型营地,是潜在的5000-10,000人的完全阳性城市在那里生活使用水和生产废水。“

壳牌与全球市政水务局合作,在加拿大建造一座废水处理厂。从治疗厂的净水器现在用于壳牌的石油操作。 

“通过逐个案例与监管机构合作,我们可以创建将水带入下一次重用的方法,我们可以确定我们如何以循环方式使用这些资产,”Halpern-Lande说。

水能Nexus的机遇和挑战

简单来说,水能Nexus是使用多少水来产生和传递能量以及收集,清洁,储存和处理水的能量的关系。对一个直接影响另一个的短缺和供应中断。 

作为集成系统管理水和能源将解锁水能协同效应并减少两者的消耗。 

存在许多挑战和机遇 - 例如,在北美的液压压裂,该技术的水域管理是至关重要的。 Decker说,在采矿业,越来越多地花费往返矿业的水,而且来自矿业矿业运营。 

“我们认为这是一个创造社会和经济价值的机会,而不仅仅是通过泵浦的明显作用 - 这是水的有效运动,无论是将它脱离它,它不应该是或将它到达的地方需要的地方。

“泵的能效方面很重要,因为泵本身需要如此多的能源消耗。它也是关于在能量循环中使用之前和之后的治疗和水的治疗和测试。国际水峰会和类似的峰会世界各地,将继续提高能源意识,因为它与水有关,可以说是我们最宝贵的资源。“

如何解决水能Nexus

策略

  • 优化能源生产,发电和最终用户系统的淡水效率

  • 优化水管理,处理,分配和最终用户系统的能量效率

  • 增强能量和水系统的可靠性和恢复力

  • 增加安全和生产性地使用非传统水源

  • 促进对水质,生态系统和地震影响的负责任能源运营

  • 利用水和能源系统之间的生产协同

 技术

  • 通过组合的电力和海水淡化植物减少发电厂的水热量

  • 在水泵和管道系统内恢复耗散的能量

  • 用传感器,数据收集,分析和报告改进系统

  • 使用非淡水来源,如咸水,海水或废水,作为冷却水

  • 在非传统的油中找到淡水的替代品& gas

  • 专注于植物集成,包括水再利用和可再生能源系统

米歇尔·斯蒂格斯特是总统导航内容,Inc。并一直是30年的专业记者。她覆盖了工业加工行业自2008年以来并专业专注于技术和创新与旋转设备相关的技术文章及案例研究。 她是作者关于现代制造工艺的三本书。请联系Michelle [email protected]

如果您喜欢本文有关泵和水能Nexux,请将其固定!

什么是可用于解决水能Nexus的技术

此页面包含会员链接。如果您点击产品链接并购买,它允许我为您提供一个小型佣金,而不是额外的费用!感谢您的支持,我希望您在此内容中找到价值!

(最初发表在泵& Systems MENA,2015年6月)