图片 图 1:氢能经济的各个组成部分 ................................................................................................................ 7 图 2:氢能生成过程 .............................................................................................................................. 8 图 3:氢气生产途径。来自美国能源部报告 DOE/NETL-2022/3241。..... 9 图 4:煤气化工艺流程图。DOE/NETL-2022/3241。........................................ 10 图 5:氢气电解。来自美国能源部。...................................................................................................... 11 图 6:质子交换膜电解系统。来自 Energy Environ。 Sci., 2021, 14, 4831. ........................................................................................................................................................... 11 图 7:氢气生产方法耗水量比较 ........................................................................................................................ 12 图 8:盐穴示意图 ............................................................................................................................................. 12 图 9:氢气生成的生命周期 ...................................................................................................................... 13 图 10:氢气生成水消耗。操作包括电解、储存和燃烧。 ........................................................................................................................................................... 14 图 11:煤炭发电过程 .......................................................................................................................................... 14 图 12:煤炭发电的生命周期 ........................................................................................................................ 15 图 13:煤炭发电耗水量 ............................................................................................................................. 15 图 14:煤炭发电加 CCS 耗水量 ............................................................................................................. 16 图 15:天然气发电过程 ............................................................................................................................. 16 图 16:天然气发电的生命周期 ............................................................................................................. 17 图 17:天然气耗水量 ............................................................................................................................. 17 图 18:天然气加 CCS 耗水量 ............................................................................................................. 18 图 19:太阳能发电过程 ............................................................................................................................. 18 图 20:太阳能发电的生命周期 ................................................................................................................................................................................................ 19 图 21:太阳能发电耗水量 ...................................................................................................................... 19 图 22:风能发电过程 .............................................................................................................................. 20 图 23:风能发电的生命周期 ................................................................................................................ 20 图 24:风能发电耗水量 ...................................................................................................................... 21 图 25:发电厂运行耗水量 ...................................................................................................................... 21 图 26:各种能源发电方案的生命周期耗水量 ............................................................................. 22
虽然化石燃料和核能发电涉及耗水作业(包括工厂层面和工厂上游),但许多形式的可再生能源并非如此——包括风能和太阳能光伏。多项研究发现,风能和太阳能光伏的生命周期耗水量和取水量明显低于煤炭和天然气等化石燃料,甚至核能的耗水量(见图 1)。15 重要的是,与热电厂不同,风能和太阳能光伏发电只需要很少的水来维持。16 这意味着,随着这些技术发电量的增加,运行风力涡轮机、太阳能电池板和相关基础设施所需的水量不会增加太多。化石燃料和核能发电则并非如此。17
5.1 连接................................................................................................................28 5.2 环境要求..............................................................................................................28 5.3 耗水量..............................................................................................................28 5.4 外部尺寸..............................................................................................................28 5.5 重量..............................................................................................................................28 5.6 防护等级................................................................................................................29 5.7 噪音等级................................................................................................................29
一百多年来,埃洛伊的经济一直以农业为基础。然而,随着时代的变迁,埃洛伊也发生了变化。现在的重点是工业、仓储、运输和州际贸易,这些都可以与农业共享舞台。农业也在不断发展,新技术可以更有效地利用宝贵的水资源,确保埃洛伊下一阶段发展的水质和水量。一个例子是普利司通,它一直在种植银胶菊,这是一种耗水量低的作物,可用于制造轮胎,副产品可用作饲料作物和土壤增强剂。银胶菊只是埃洛伊为实现繁荣未来而采取的创新措施之一。埃洛伊也是奥托工业、舒夫钢铁、共和塑料、Vext Science 和拜耳等众多优秀雇主的所在地。
在过去 25 年的励志历程中,ITC 现已拥抱了更加大胆和雄心勃勃的可持续发展 2.0 愿景,该愿景以公司多年来大规模实施的包容性和创新性商业模式为基础。S 2.0 愿景中设想的目标将进一步加强我们应对气候变化的多维度努力,实现向净零经济的过渡,努力确保所有人的水安全,通过采用基于自然的解决方案恢复生物多样性,为消费后包装废弃物创造有效的循环经济,并扩大支持可持续生计的计划。ITC 认为,有意义的公私伙伴关系和负责任的竞争力将成为这一新议程的核心推动力。我坚信,创造股东价值和创造社会资本之间并不冲突。我们自身的经验表明,制定协同创造经济、环境和社会价值的商业模式是完全可能的。值得骄傲的是,这些多年来制定的协同商业模式使 ITC 连续 17、20 和 15 年成为碳、水和固体废物回收利用的积极企业,并支持了 600 多万人的生计。在这一年中,ITC 的流域开发项目创造了超过 4600 万千升的总雨水收集潜力,这几乎是 ITC 运营净耗水量的四倍。该公司还从其运营中封存了超过 2 倍的二氧化碳排放量。
加州《可持续地下水管理法》(SGMA)要求限制地下水抽取量,再加上气候变化的影响,正在迫使水资源管理者、农民和社区减少用水量,同时保持农作物产量并提高社会和环境复原力。多效土地再利用是一个有前途的解决方案,它涉及将灌溉农业用地转变为促进节水的用途,并使社区和生态系统受益。在某些情况下,农民可以获得补偿,以将他们的农田转变为其他有益用途,例如公园、栖息地走廊、新的社会经济机会、非灌溉牧场、清洁工业和可再生能源的空间以及野生动物友好的多效补给盆地(EDF 2021;Fernandez-Bou 等人 2023)。农光伏和生态光伏展示了如何通过安装太阳能电池板将清洁能源融入多效益土地再利用项目中,同时转向其他有益活动,例如过渡到耗水量较少的作物、覆盖作物、栖息地恢复和非灌溉牧场。农光伏和生态光伏有助于实现清洁能源生产、能源弹性和节水目标,同时为土地所有者和农民提供额外的收入来源。作为土地管理整体方法的一部分,农光伏和生态光伏代表了创新解决方案,支持农村社区的长期可持续性和弹性并保护其农业遗产(Adeh、Selker 和 Higgins 2018;Sturchio 和 Knapp 2023;Tölgyesi 等人 2023;Warmann、Jenerette 和 Barron-Gafford 2024)。
背景 适应和减缓必须携手并进,共同应对全球气候变化,实现公平和包容的能源转型。虽然可再生能源在减缓气候变化和实现 1.5C 目标方面的作用众所周知,但它们为适应战略提供的机会却常常被忽视。基于可再生能源的解决方案既可以直接针对适应,也可以提高适应力并降低脆弱性,从而带来共同效益,特别是在水-能源-粮食关系中。在能源领域,可再生能源的增长带来了显著的适应相关效益。分布式解决方案增强了电力系统的适应力,特别是在极端天气事件面前,以及对于目前现代能源有限或无法获得现代能源的脆弱社区而言。太阳能光伏和风能等可再生能源的增长也通过减少对淡水发电的依赖来增强供电的适应力。太阳能光伏和风能技术的耗水量明显低于火力发电,从而释放了日益紧张的水资源。 IRENA 对中国和印度的国家自主贡献 (NDC) 承诺的分析发现,可再生能源(尤其是太阳能光伏和风能)的扩大,加上冷却技术的改进,到 2030 年,发电用水强度可分别降低 42% 和 84%。随着气候变化的加速,适应战略还必须解决可再生能源解决方案(包括水电和生物能源)中的脆弱性。通过非水电可再生能源和综合方法(例如农业光伏)实现能源结构多样化,有助于克服一些气候引发的挑战。可再生能源的适应应用远远超出了能源领域,因为许多气候适应战略都会导致额外的能源需求。例如,降雨模式的变化和淡水资源的枯竭需要加大对能源密集型灌溉、海水淡化和输水基础设施的投资。气候变化也增加了供暖/制冷的能源需求,影响了居住空间(例如家庭、办公室)和商品供应链(例如易腐农产品、疫苗)。据估计,全球仍有超过 34 亿人面临制冷难题。因此,可再生能源对于保持适应措施与温室气体减排目标同步必不可少。