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在湖底

2015年1月9日

胡佛水坝是美国最重要的单一建筑之一,对大多数美国人来说,它标志着经济走出大萧条,在建设期间雇佣了2万多名工人。今天,米德湖和胡佛水坝的涡轮机为西南地区的3600万人提供能源和水。这座大坝阻挡了一个湖泊近80年,但它无法永远承载我们日益增长的口渴人口。

截至2014年7月:

据《沙漠太阳报》报道:“美国最大的水库米德湖(Lake Mead)的水位已降至20世纪30年代蓄水以来的最低水平,这反映了14年的干旱,以及科罗拉多河流量与西南地区城市和农场需求之间日益严重的不平衡。”

水位比最高水位低了整整130英尺。今年夏天,该湖的总水量只有39%。所有水库的水位都会有起伏,但胡佛大坝在2014年的压力尤其大。

《国家地理》报道称:“人口增长是影响河流的一个因素。在过去的一个世纪里,更多的人口意味着更多的水需求。自1922年《科罗拉多河契约》(Colorado river Compact)及其后的协议首次将河水分配给七个州以来,流域各州的人口增长了九倍。根据美国人口普查局的数据,许多依赖盆地水的城市发展得更快:1920年的大拉斯维加斯地区只有2000多人;现在有近200万人。1900年,凤凰城有5554名市民;如今,这个数字达到了148万。”

在过去的十年里,拉斯维加斯在减少用水量方面做得很好,因为这座城市建在沙漠中,以其庞大的户外水景而闻名。然而,没有任何措施能使一个低效的想法在使用水和电方面变得高效。拉斯维加斯的米德湖局势有多严重?他们正在盖一根新稻草。

《大众科学》描述了目前正在施工的新的导流隧道,以防止米德湖的水流出:

此时此刻,在湛蓝的湖面下600英尺处,一台巨大的定制隧道掘进机——几乎有两个足球场那么长,比四架波音747还要重——正在一英寸一英寸地挖掘着

在潮湿破碎的基岩上一寸一寸地跋涉。直径近24英尺,在44个圆盘切割机和23把刀的运动下,它的岩石啃噬面充满了活力。它正在开挖的“大口”式隧道最终将与安装在湖底的钢筋混凝土立管相交,就像排水管一样。两条进水管已经将水从米德湖输送到以西约25英里的拉斯维加斯。被称为第三根稻草的3号取水口将深入湖中200英尺,只要有水可以抽,就能保持水的流动。”

从米德湖取水的两根现有吸管的上部今年仅低于湖面50英尺。如果我们继续看到这样的干旱,我们将失去最上面的稻草。除了饮用水问题,水位降低对大坝产生的水力发电意味着什么?

由于米德湖的水量减少,胡佛大坝的涡轮机没有水位高时那么大的水压。更少的水意味着更少的电力。大坝的溢洪道高出湖底1221英尺。预计2016年5月的水位为1064英尺。在最近的涡轮机升级之前,发电厂需要1050英尺的最低水压来旋转涡轮机。随着电厂的升级,他们计划将最低压力降低到涡轮机上方950英尺的地方。据EENews报道,在950英尺以下,必须做出重大改变才能收集到越来越少的潜在能量。

如果胡佛水坝的发电量继续减少,而人口继续增长,西南地区该怎么办?西南各州可能会向犹他州和怀俄明州求助,特别是内布拉斯加州的风和犹他州的盐。一项80亿美元的项目提案可以帮助加州和其他西南州减少水坝承载的电力负荷。风能的一个问题是,风力最大的地方不一定靠近最大的城市。此外,你不能储存风能以备微风停止吹时使用。

这个计划提议使用压缩空气来代替传统的电池来储存能量。内布拉斯加州风力涡轮机产生的电力将被用来为压缩机提供动力,压缩机将空气泵入盐洞。在犹他州,有大量的盐矿可以挖空作为储罐。将风能转化为巨大的气压储备,你就可以精确地控制向电网供应的电力。当空气被释放出来时,一个高压和低压涡轮机旋转,产生电力,并提供给加利福尼亚的电网。他们还可以从涡轮机中收集热量供当地使用。

盐洞和风的结合是技术的伟大结合,使风能可以与化石燃料发电厂相媲美。这种储存方式将使风能能够平稳地向电网供电,这是化石燃料的传统优势。此外,只有空气被抽到地下,没有任何有毒物质。

Cleantechnica.com网站报道说,拟议中的犹他州储存设施将有四个储盐罐。它们大约1 / 4英里高,直径290英尺。该设施将能够以高达1,100 psig的气压提供约60,000兆瓦时的电力。与水库的地表水不同,水箱中的气压不会因为蒸发而损失。

这个项目最有趣的事情之一是它吸引的能源公司巨头。通用电气(GE)、西门子(Siemens)、杜克能源(Duke Energy)、Dresser-Rand和Magnum Energy都在争夺这种空气储存系统。对于可再生能源的倡导者来说,看到一个想法引起了传统化石燃料公司的注意,而不是被视为技术薄弱而被忽视,这是件好事。对于下一代的美国公民来说,空气可能会取代水,成为最受欢迎的储存能量的方式。l

马克斯·罗尔(Max Rohr)毕业于犹他大学。他目前是丹佛三叶草销售公司的外部销售人员。他在液压和太阳能行业的安装、销售和营销部门工作了10年。罗尔是LEED绿色助理和BPI建筑分析师,也是RPA教育委员会主席。可以联系到他max.rohr@mac.com