Abstract Water demands for power generation within the energy-water nexus focus on both consumptive and withdrawn water for thermoelectric power plant cooling. However, the consumptive-based approach of water footprinting is incongruent with withdrawn water. Grey water footprints of thermoelectric power plants associated with thermal pollution offer a proxy method to integrate the consumptive (blue) water footprint concept with withdrawn water. In this study, we compute the monthly grey water footprints of thermoelectric power plants from 2010–2016 in the United States. The calculation of grey water footprint relies on return flow and temperature effluent data, which are available through the Energy Information Administration. However, in cases where these data are unavailable, we present a model for estimating grey water footprints based on fuel type, return flow, and generation. Grey water footprints show a peak in the winter and summer months with lower volumes in the spring and fall. Additionally, the national grey water footprint was 18% greater in 2016 than 2010 (408 km3 versus 347 km3), peaking in 2015 at 505 km3. Grey water footprints of electricity generally occur in the eastern area of the United States, where once-through cooling systems are most prevalent. We discuss the potential of grey water footprints as a policy tool for assessing aquatic ecosystem impacts of thermal pollution. Our study provides the first quantification of grey water footprints due to thermoelectric power plant pollution in the United States and provides a means of estimating grey water footprints with limited data.

中文翻译：

---

2010-2016 年美国热电厂的灰水足迹

摘要 能源-水关系中的发电用水需求集中在用于热电厂冷却的消耗水和提取水。然而，基于消耗的水足迹方法与取水不一致。与热污染相关的热电厂灰水足迹提供了一种代理方法，可将消耗（蓝色）水足迹概念与取水相结合。在这项研究中，我们计算了 2010-2016 年美国热电厂的每月灰水足迹。灰水足迹的计算依赖于回流和温度流出数据，这些数据可通过能源信息管理局获得。但是，在无法获得这些数据的情况下，我们提出了一个基于燃料类型、回流和发电量估算灰水足迹的模型。灰水足迹在冬季和夏季月份达到高峰，春季和秋季数量较少。此外，2016 年全国灰水足迹比 2010 年增加 18%（408 平方公里对 347 平方公里），2015 年达到峰值 505 平方公里。电力的灰水足迹通常发生在美国东部地区，在那里直流冷却系统最为普遍。我们讨论了灰水足迹作为评估热污染对水生生态系统影响的政策工具的潜力。我们的研究首次对美国热电厂污染造成的灰水足迹进行了量化，并提供了一种利用有限数据估算灰水足迹的方法。和一代。灰水足迹在冬季和夏季月份达到高峰，春季和秋季数量较少。此外，2016 年全国灰水足迹比 2010 年增加 18%（408 平方公里对 347 平方公里），2015 年达到峰值 505 平方公里。电力的灰水足迹通常发生在美国东部地区，在那里直流冷却系统最为普遍。我们讨论了灰水足迹作为评估热污染对水生生态系统影响的政策工具的潜力。我们的研究首次对美国热电厂污染造成的灰水足迹进行了量化，并提供了一种利用有限数据估算灰水足迹的方法。和一代。灰水足迹在冬季和夏季月份达到高峰，春季和秋季数量较少。此外，2016 年全国灰水足迹比 2010 年增加 18%（408 平方公里对 347 平方公里），2015 年达到峰值 505 平方公里。电力的灰水足迹通常发生在美国东部地区，在那里直流冷却系统最为普遍。我们讨论了灰水足迹作为评估热污染对水生生态系统影响的政策工具的潜力。我们的研究首次对美国热电厂污染造成的灰水足迹进行了量化，并提供了一种利用有限数据估算灰水足迹的方法。灰水足迹在冬季和夏季月份达到高峰，春季和秋季数量较少。此外，2016 年全国灰水足迹比 2010 年增加 18%（408 平方公里对 347 平方公里），2015 年达到峰值 505 平方公里。电力的灰水足迹通常发生在美国东部地区，在那里直流冷却系统最为普遍。我们讨论了灰水足迹作为评估热污染对水生生态系统影响的政策工具的潜力。我们的研究首次对美国热电厂污染造成的灰水足迹进行了量化，并提供了一种利用有限数据估算灰水足迹的方法。灰水足迹在冬季和夏季月份达到高峰，春季和秋季数量较少。此外，2016 年全国灰水足迹比 2010 年增加 18%（408 平方公里对 347 平方公里），2015 年达到峰值 505 平方公里。电力的灰水足迹通常发生在美国东部地区，在那里直流冷却系统最为普遍。我们讨论了灰水足迹作为评估热污染对水生生态系统影响的政策工具的潜力。我们的研究首次对美国热电厂污染造成的灰水足迹进行了量化，并提供了一种利用有限数据估算灰水足迹的方法。2015 年达到峰值 505 平方公里。电力的灰水足迹通常发生在美国东部地区，在那里直流冷却系统最为普遍。我们讨论了灰水足迹作为评估热污染对水生生态系统影响的政策工具的潜力。我们的研究首次对美国热电厂污染造成的灰水足迹进行了量化，并提供了一种利用有限数据估算灰水足迹的方法。2015 年达到峰值 505 平方公里。电力的灰水足迹通常发生在美国东部地区，在那里直流冷却系统最为普遍。我们讨论了灰水足迹作为评估热污染对水生生态系统影响的政策工具的潜力。我们的研究首次对美国热电厂污染造成的灰水足迹进行了量化，并提供了一种利用有限数据估算灰水足迹的方法。