تخمين ميزان آب مجازي و هزينۀ آب مجازي براي توليد انرژي الكتريكي در نيروگاه هاي منتخب فسيلي و تجديد پذير كشور

Virtual water estimation and cost of virtual water for electricity generation in selected fossil and renewable power plants in the country

محاسبۀ آب مجازي در فرايند توليد برق از مهمترين و جديدترين مسائل حوزۀ محيط زيستي است كه جايگاه ويژه اي در امنيت پيوند آب و انرژي دارد. در ايران به واسطۀ داشتن منابع فسيلي نيروگاه‌هاي فسيلي سهم عمده اي در تأمين نياز برقي كشور دارند. از طرفي، محدوديت منابع آب از اصليترين چالش هاي توليد الكتريسيته در آينده براي كشورمان محسوب خواهد شد. بنابراين، هدف اين تحقيق، محاسبۀ ميزان مصرف آب مجازي در برق توليدي در انواع نيروگاههاي فسيلي و همچنين، هزينۀ آب مجازي مصرف‌ شده براي توليد برق است. براي محاسبۀ مقادير آب مصرفي در فرايند توليد برق، از روش حل مخصوص به آن كه بر پايۀ مشخصات فني نيروگاهها و بازده توليد برق آنهاست، استفاده شد. نتايج نشان داد ميزان آب مجازي مصرفي در نيروگاههاي مختلف تابع نوع نيروگاه و نوع سيستم خنك‌كنندۀ آن است. مصرف آب در نيروگاههاي بخاري، سيكل تركيبي و گازي به‌ ترتيب برابر است با 1/38، 0/29 و 0/025 ليتر بر كيلو وات ساعت و در نيروگاههاي فتوولتاييك و بادي ناچيز است. بنابراين، براي توسعه و رشد صنعت نيروگاهي كشور، انتخاب نوع نيروگاه و به‌ويژه نوع سيستم خنك‌كننده در صرفه‌جويي مصرف آب نقش مهمي ايفا ميكند. هرچند كه به دليل ارزان بودن قيمت هر واحد آب خام صنعتي، شرب مراكز دولتي و آبياري فضاي سبز، مقدار هزينۀ آب مجازي ناچيز و قابل چشم‌پوشي است، اما مصرف زياد آب در فرايندهاي نيروگاهي براي توليد برق به عنوان يك صنعت آب‌بر نشان ميدهد با انتخاب آگاهانه در مسير توسعۀ انرژي ميتوان مقدار قابل توجهي از هدررفت منابع آب و نيز كاهش آلودگي حرارتي منابع آبي (در سيستم هاي خنك‌ كنندۀ يك‌ بارگذر) جلوگيري كرد.

Currently in Iran, due to the availability of fossil resources, a huge amount of the country's electricity needs are met with the help of fossil power plants. But limited water resources will be one of the main challenges in generating electricity for our country in the future. Therefore, the purpose of this study is to calculate the amount of virtual water consumption in electricity generation in various fossil and renewable power plants and also the cost of virtual water used to generate electricity. Water consumption in steam turbine, combined cycle and gas turbine is equal to 1.38, 0.29 and 0.025 liters per kilowatt-hour, respectively, and in photovoltaic and wind power plants is very low. Therefore, in order to develop and grow the country's power industry, choosing the type of power plant and especially the type of cooling system plays an important role in saving water consumption. Although the cost of virtual water is negligible due to the low cost of each unit of industrial raw water, drinking water in government centers and irrigation of green spaces, the high consumption of water in power plant processes to generate electricity as a water industry shows Shows that by consciously choosing the path of energy development, a significant amount of waste of water resources can be prevented and also the reduction of heat pollution of water resources (in single-pass cooling systems) can be prevented.