饮用水的碳足迹

您每天消耗的淡水的能量强度是多少？该消费的碳足迹是什么？这取决于许多事情，尤其是您的供水，它是如何饮用的，它走了多远，到达了您的水龙头以及如何产生电力。

该博客比较了处理过的五种主要水类型的能量强度和相关的碳足迹：地表，地下水，咸水地下水，回收水和淡化海水。但是，在进入温室气体之前，我们需要仔细研究水和能源的相互依存关系。

水能连接

产生能量需要大量的水，生产饮用水需要大量能量。

全球，我们使用估计的520亿立方升每年的淡水不用于灌溉，饮酒或洗涤 - 而是为了产生能量并发电。反过来，其中一些电力用于生产淡水：国际能源协会据估计，在全球范围内，从水供应和运输到水和废水处理中，水部门目前每年需要大约1,000个TWH的电力。将来将需要更多的电力。

尽管传统上，科学家和政策制定者独立处理水和能源系统，但气候变化和水的稀缺性正在推动越来越多的共识，即水和能源基础设施实际上是非常联系的。干旱会减慢依靠大量水进行冷却的发电厂。飓风淘汰了能够生产和分配淡水的电源。冷扣冻结水管以及天然气井和风力涡轮机。

“水能联系人”是一个广泛的术语，它鼓励决策者理解和考虑能源与水系统之间的关系及其许多相互关联的权衡。在未来几乎肯定会以更多的水短缺，越来越多的极端天气事件以及减少温室气体的努力为特征的未来，考虑到水能Nexus的相互依赖性将变得越来越重要。

在用水周期的每个阶段都需要能量输入，但是实际使用水的实际能量强度差异很大

所有现代的水和废水服务都依赖于下面所示的用水周期的每个步骤，但是需要多少电量差异很大。世界银行估计，电力占全球总水和废水运营成本的5-30％，在某些情况下，多达40％。

基于Klein等人的插图，第7页

我们主要关注此博客的用水周期的第一阶段，我们想了解来自地表，地下水，咸水地下水，回收水和淡化海水的饮用水的相对能量强度。这涉及供水，运输和处理。

正如电力在整体运营成本中所占的份额差异很大一样，所有用水周期段的能量强度也是如此。如下表中可以看出，根据您的水的来源以及如何处理，供水，输送和处理的能源需求范围很大 - 高达14,000倍。

基于Klein等人，p。9

为了了解这种差异的基础，请考虑美国两个主要依赖地表水的主要城市。芝加哥市位于密歇根湖岸，不需要花费大量精力来抽水。相对干净的湖水也不需要太多的治疗，然后再将其发送给用户。将此与圣地亚哥进行比较，圣地亚哥从北加州和科罗拉多河中进口了大部分水 - 其中一些必须在通往南加州的山脉的山脉上泵送近2,000英尺或600米。但是由于干旱在水砂地区很常见，因此圣地亚哥还依靠海水反渗透（SWRO）占其水的约10％，这一份额可能会在未来增加。

圣地亚哥一杯自来水的能量强度将比芝加哥高得多。与中西部相比，与中西部的南加州水相比，南加州水的更多更多的能源密集型将取决于您的特定玻璃是来自淡化还是转移的水。

这是否意味着圣地亚哥的人们比芝加哥的人们更不那么注重气候意识？当然不是。如果水转移和淡化是人口增长的唯一可用选择，那么有选择的人将支付渐进的财务和环境成本，而不是迁移到其他地方。

五种供水的通用能量强度…

考虑到这种变化，确定不同类型的供水的能量强度和碳足迹需要做出一些假设。如上所述，“地表水”可能或多或少是能量密集型的，具体取决于必须在处理前传达的距离和高。对于这种和其他供应类型，只能通过随着时间的推移从一系列水厂收集能源输入数据来进行可靠的计算。

这正是科学家所做的，以提出下表中介绍的比较。该表是基于太平洋研究所（Pacific Institute）的工作，该研究所开发了“水能模拟器”，以使用来自美国125个水电的能源使用数据来评估水管理中的能源使用。

来自Griffiths-Sattenspiel和Wilson

上表比较了不同水源能量强度的通用估计，并揭示了按源类型进行的显着变化。最能源密集型的淡化海水的能源密集型12倍，是能源密集型最少的回收水。

…这在二氧化碳排放中意味着什么

一个kWh的二氧化碳发射强度取决于如何产生电力。风，太阳能和核产生的电力被认为是碳中性的，而天然气产生的电力估计会产生413 G CO2/kWh，煤炭1,002 G CO2/kWh。为了获得代表性的平均值，我们使用了最新的美国数据，估计1 kWh会导致0.92磅，或417克二氧化碳。

同样，人均住宅用水也有很大差异。据估计美国人使用约340升每天饮用水，大约是欧洲平均水平的两倍144升每天。低收入国家每天使用饮用水较少。

如果我们根据美国数据将所有这些假设提取在一起，我们可以按以下方式计算各种供水类型的能量强度和碳足迹：

因此，根据这些假设，用于生产一升淡淡水的能量，最能源密集的水源，平均为1.52克CO2或1.5 kg CO2 /m3。我们到达这里的淡化海水的估计碳足迹落在其他研究人员描述的范围的低端，他们计算了SWRO的碳足迹在0.4 - 6.7 kg CO2/m3之间。

每升水的二氧化碳不到两克并不多，但是一个人仅使用淡化水的人的碳足迹每天总计高达517克，每年约189公斤。这与5.25千克牛肉大致相同，牛肉估计的碳足迹为每公斤36千克二氧化碳，但仍然远远低于伦敦和纽约之间的返回飞行，每人的碳足迹为986千克二氧化碳。

尽管如此，数以百万计的人越来越乘以SWRO的淡水，有很多充分的理由将淡淡盐水和其他供水类型的碳足迹降至最低。