新模型有助于发电河流水质的决策

2022年1月4日整理发布：根据宾夕法尼亚州立大学领导的一个研究小组的说法，在发电厂中从煤炭转向天然气可以减少二氧化硫(一种闻起来像刚点燃的火柴的气体)排放到大气中的量，以及最终进入水道的硫酸盐污染量。开发了一个模型来检测最近从煤炭到天然气的转变是否影响了河流。

“从煤炭转向天然气的发电厂数量正在增加，宾夕法尼亚州和各地的二氧化硫排放量正在急剧下降，”宾夕法尼亚州立大学地球与环境系统研究所 (EESI) 助理研究教授牛先增说。“技术和燃料的转变都促成了这一趋势。我们想看看这种趋势如何影响水质。”

煤和天然气烧电源 厂排放的二氧化硫到大气中，但燃烧时的煤具有高得多的硫含量比天然气和释放更多的二氧化硫。硫磺颗粒最终会落回地球，并使溪流酸化。过多的硫以硫酸盐的形式进入水道，会导致水化学对生态系统有害。

该项目的想法是在与合著者、巴恩斯地球科学教授兼 EESI 主任 Susan L. Brantley 一起在地球科学课上工作的本科生注意到宾夕法尼亚州中部发电厂附近的一些溪流似乎水质有所改善时产生的. 学生们认为发电厂改用天然气可以解释积极的结果。然而，从排放中去除二氧化硫的小数据集和新技术使得很难在数据中确定最近从燃煤发电厂到天然气发电厂的转变。研究团队开发了一种新技术趋势模型，可以使用大数据集测试类似学生的想法。

研究人员研究了能源信息管理局 (EIA) 提供的宾夕法尼亚州几十年来发电厂的二氧化硫排放量和宾夕法尼亚州环境保护局清洁水局收集的硫酸盐浓度。他们使用大型数据集来寻找证据表明改用天然气后水质有所改善。他们还研究了联邦法规，例如 1990 年的清洁空气法案修正案和 1995 年和 2000 年的酸雨计划，以及发电厂如何按照新法律的要求采用技术来降低二氧化硫排放量。

他们使用这些数据创建了一个新颖的技术趋势模型，以了解技术采用如何影响燃煤电厂的排放以及电厂 60 英里半径内溪流中的硫酸盐浓度。

“我们的模型显示了当新技术发展和发电厂采用它们时会发生什么，”牛说。“我们看到，当创新者和早期采用者开始使用新技术时，二氧化硫排放的趋势逐渐下降，然后随着大多数发电厂采用该技术而下降速度加快，最后随着后期采用者开始，下降速度再次放缓实施它们。”

尽管并非每条河流的水质都有所改善，但该模型让研究人员可以看到，如果 2017 年燃煤电厂产生的电力有 30% 来自天然气，那么宾夕法尼亚州的排放量和河流硫酸盐浓度会发生什么变化。他们发现，这种转变可以将二氧化硫排放量减少 2.03 万吨，这可以使硫酸盐浓度降低多达 10.4%。他们在《环境污染》杂志上报告了他们的发现。

研究人员施加他们的模型与其它48个州，发现模型预测硫 氧化物的趋势在很大程度上匹配由EIA，但在所有六个状态提供的数字。研究人员说，气候、土壤类型和植被类型会影响硫酸盐进入水道所需的时间，科学家和决策者可以改变模型中的这些参数，使其更准确地适用于他们所在的地区。

“对我来说，重要的是我们使用的任何能源都会导致环境恶化，”布兰特利说。“如今大多数宾夕法尼亚人都担心压裂和页岩气开发的影响。在开发过程中会发生一些环境问题。但是，随着我们从煤炭转向天然气，煤炭的影响很多——开采、运输、燃烧——现在已经减少了。所以，我们每个人都必须决定我们想要使用哪种能源，我们必须考虑每种能源的所有特性。”

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！