Използването на водна енергия датира от древността и е неразделна част от съвременното производство на топлинна и водна енергия. Може също така да играе важна роля в нововъзникващите технологии за генериране на енергия. Хидроенергията е един от най-популярните видове производство на чиста енергия.
Водна пара в ТЕЦ
Парата е мощен източник на енергия. Всъщност изобретяването на парната машина през 1705 г. е ключов катализатор за индустриалната революция. Днес повечето топлоенергийни съоръжения кипят вода, за да генерират пара, която се насочва при високо налягане за създаване на електричество. Водната пара под налягане се използва за завъртане на турбини на електроцентрали, което генерира електричество.
Топлината, необходима за кипене на вода за създаване на пара, е резултат от изгарянето на изкопаеми горива или ядрено делене в случай на атомни електроцентрали. Топлинната топлина е доминиращата форма на производство на електроенергия в Съединените щати. Според Администрация за енергийна информация на САЩ
Друг пример за използване на пара за електрическа и топлинна енергия е геотермалната енергия. Водата се нагрява от вътрешността на Земята, за да се създаде пара. В някои случаи парата се издига естествено до повърхността, където може да се използва за генериране на електричество. В други случаи студената вода може да се изпомпва в кладенци, за да се нагрее, преди да бъде извлечена.
Геотермалната енергия представлява само 0,4% от производството на енергия в САЩ. Благодарение на огромната си консумация на енергия обаче, Америка най-много се похвали инсталиран геотермален мощност на всяка страна през 2018 г., според анализ на NS Energy. Това производство от 16,7 милиарда киловатчаса изпреварва дори Индонезия, домът на четири от най-големите геотермални проекти в света.
Хидроенергия
Хидроенергия е създадена от падане на бързо течаща вода. В миналото течащата вода е била използвана за въртене на водни колела за захранване на мелници за мелница и ранни дъскорезници. Връзката между хидроенергията и електричеството датира от най-ранния период на електрическата ера. Водата обикновено се съхранява в резервоари и се изпуска на по-ниска надморска височина. Той се насочва през турбини за генериране на електричество. Хидроенергията може също да се генерира от течаща вода в реките (речни растения), както и вода, изтичаща от резервоари. Проточните централи се използват за осигуряване на електричество в по-малки общности и причиняват по-малко въздействие върху околната среда от резервоарите за съхранение. Те са популярни в Китай.
Водноелектрическата енергия е ключов източник за производство на електроенергия в някои страни. В САЩ обаче той играе второстепенна роля. Той представлява 7,5% от производството на електроенергия в САЩ. Въпроси като придобиването на земя и въздействието върху околната среда създават бариери пред нови проекти. Също така трябва да се отбележи, че резервоарите често изпълняват допълнителни роли като водоснабдяване и контрол на наводненията, което може да компрометира тяхната роля по отношение на производството на електроенергия.
Приливна енергия
Създаването на приливна енергия е резултат от движението на океанската вода, свързано с покачването и спадането на приливите и отливите. Първата приливна електроцентрала е създадена в La Rance, Франция, а най-голямата е в Южна Корея - Sihwa Lake Tidal Power Station. Според National Geographic в САЩ няма инсталации за генериране на приливи и отливи и само няколко места, където производството на енергия от приливи и отливи би било икономически осъществимо. Други страни, включително Китай, Франция, Англия, Канада и Русия, имат по-потенциално жизнеспособни местоположения.
Докато приливната енергия е възобновяем източник, може да има въздействия върху околната среда, свързани с инсталациите. В съоръжението La Rance, например, писията - вид плоски риби - е изчезнала в района, докато местните водни растения се задушават в тинята. Преминаването към облачна, тинеста екосистема благоприятства разпространението на други видове като сепия, роднина на калмарите.
Други видове водна енергия
Други нишови видове водна енергия са свързани със съхранението на енергия във водни тела или генерирането на електричество от падащ дъжд. Едно приложение, на което се гледа със сдържан оптимизъм, е растежът на водорасли във водата. Този растеж на водорасли може да бъде събран и използван за създаване на биогориво.
Друга възможност е съхраняването на слънчева енергия във вода, която може да се използва за изтегляне на енергия. Едно интересно ново приложение включва използването на слънчева енергия за обезсоляване на океанската вода, затворена в големи резервоари. След това, когато е необходима енергия, солта може да бъде въведена отново във водата, за да се освободи енергия. Според изобретателя електричеството може да се съхранява много по-евтино, отколкото в оловно-киселинните батерии.
Водата и енергията имат важна връзка, както пряка, както е посочено в примерите по-горе, така и непряка в процеси като фракинга. В процеса на фракинг или хидравлично разбиване всеки кладенец може да изисква до 7 милиона галона вода. Той се изпомпва под земята, за да се освободи задържан нефт или природен газ.
Връзката на водната енергия и цивилизацията датира от древни времена и заедно с други устойчиви енергийни източници като слънчевата, дава надежда за доставка на чиста енергия в бъдеще.
