Las plantas de generación de energía, ya sea si son accionadas por carbón, gas natural o energía nuclear, utilizan grandes cantidades de agua.
En la actualidad, la generación de energía representa un gran porcentaje de las extracciones de agua de los Estados Unidos
Los Estados Unidos generan casi el 90% de su electricidad con plantas termoeléctricas y utilizan 161 mil millones de galones de agua por día para hacerlo, representando un descomunal 38% de extracciones del agua nacional. De manera significativa, el 99% de las extracciones eran de agua superficial dulce. El carbón, el aceite, el gas natural y las centrales nucleares hierven esta agua para hacer el vapor para propulsar las turbinas del generador. Los estados del este hicieron el 86% de estas extracciones del agua para las plantas termoeléctricas, generando el 75% de la energía. La energía hidroeléctrica completa una parte significativa de la necesidad de electricidad, especialmente en estados occidentales.
Una vez que se utiliza el agua, la misma debe enfriarse. En el 43% de plantas termoeléctricas americanas, se utiliza el sistema de “enfriamiento con ciclo de circulación” y el agua simplemente se libera en el ambiente ya sea en forma directa o después de haberla mantenido en un estanque de enfriamiento. En los sistemas de enfriamiento con ciclo de circulación, el amplio volumen de agua retirada puede causar estragos sobre las especies acuáticas; y cuando se libera el agua a una temperatura más cálida que la anterior, esta “contaminación térmica” puede dañar ecosistemas otra vez.
Alternativas Más Eficientes
En vista de las desventajas evidentes asociadas con los sistemas de enfriamiento con ciclo de circulación, se han desarrollado más sistemas nuevos. Ken Zammit, del Instituto de Investigación de Energía Eléctrica ha enumerado cuatro maneras importantes de reducir al mínimo el desperdicio de agua:
- Usar fuentes de agua alternativas (o degradadas).
- Usar tecnologías de enfriamiento secas o híbridas..
- Aumentar la eficacia de conversión térmica de una planta.
- Reciclar el agua dentro de la planta.
Según el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés), las extracciones de agua realizado por plantas con sistemas de enfriamiento con ciclo de circulación se han mantenido en aumento constante desde 1950 hasta 1980. Sin embargo, en los años 70, se construyeron o ajustaron muchas plantas con sistemas de recirculación o enfriamiento en seco, una mejora eficiente sobre los sistemas más antiguos. No obstante, los sistemas secos y de enfriamiento híbridos, costaron tres a cinco veces más caros que los sistemas de enfriamiento húmedo. Las extracciones de agua se nivelaron hasta que vieron una caída vertiginosa entre el 2005 y 2010.
Caída en las Extracciones de Agua
Son varios los factores que han contribuido a la caída en las extracciones de agua, algunos normativos, otros referentes al reemplazo de sistemas de enfriamiento con ciclo de circulación más antiguos y algunos referentes a un cambio en la industria partiendo de alejarse del carbón hacia el gas natural. Las plantas de energía eléctrica de ciclo combinado de gas natural de alta eficiencia aumentan la eficiencia de conversión térmica, de esa manera aumentando también la eficiencia del agua.
Reúso del Agua
Hoy en día, el 57% de plantas utilizan más sistemas de enfriamiento de agua eficientes que alimentan cualquier agua que no se pierda en goteras, purgado, apilamiento, o evaporación de nuevo en el sistema para reúso. En áreas donde el agua apta es escasa, a veces se utilizan efluentes reciclados. Una instalación de dicho tipo es la central nuclear de Palo Verde en el estado de Arizona, la primera central nuclear que utiliza efluentes municipales para su enfriamiento. La instalación nuclear Turkey Point de Florida Power and Light está preparada para seguir el rumbo de Palo Verde.
Incluso las plantas solares innovadoras extraen agua y pueden beneficiarse de los sistemas de reúso de agua. Un buen ejemplo de esta tecnología es la planta de Ashalim en Israel, que utiliza un arsenal de espejos para centrar los rayos solares en una torre para sobrecalentar la sal que luego se bombea en forma subterránea. Luego, la sal fundida almacenada se utiliza para crear vapor para propulsar las turbinas para la generación de energía.
El gobierno israelí quiso reducir al mínimo las descargas de agua salobre de la purga en los estanques de enfriamiento. Con sus sistemas de desalinización en contenedores NIROBOX™, Fluence pudo reducir el consumo de agua de la planta de Ashalim en un 50% y las descargas de efluentes en un 90%.
Aunque la industria de generación de energía termoeléctrica es una industria de gran uso de agua, desde los años 70 su tendencia ha sido buscar la mayor eficacia y parece que es una tendencia que continuará. En la medida en que la escasez de agua se convierte en una preocupación más urgente en todo el mundo, este tipo de estrategia en la eficacia debe continuar ganando ímpetu.
