تأمین نیازهای متقابل آب و انرژی- دغدغه جدید جهانی

تلاقی انرژی و آب قدمت دیرینه‎ای دارد. در قرون وسطی از چرخ‌های آبی برای تأمین انرژی مکانیکی به عنوان جایگزین نیروی انسان یا حیوان استفاده می‌شده و تکنولوژی حفاری به کاررفته در نخستین چاه‌های نفت، برگرفته از تکنولوژی حفاری برای استخراج آب بوده است. اکنون رابطه آب و انرژی به دغدغه‌ای جدید تبدیل شده است، چرا که نگرانی‌ها درباره فشارهای ناشی از مصارف رقیب آب جدی‌تر شده است.
بخش کشاورزی مصرف‌کننده اصلی منابع محدود آب است و در سطح جهانی حدود ۷۰ درصد برداشت آب را به خود اختصاص داده است. به نسبتی که جمعیت جهان افزایش می‌یابد، ضرورت استفاده بخردانه و کارآمد از منابع حیاتی آب نیز بسیار جدی خواهد شد. بخش صنعت، که بخش انرژی را نیز شامل می‌شود، دومین استفاده‌کننده اصلی آب است. تولید انرژی لازمه توسعه اقتصادی و ارتقای استانداردهای زندگی است. در سطح جهان، بخش انرژی حدود ۸ درصد کل برداشت آب را استفاده می‌کند. در کشورهای توسعه‌یافته تا ۴۰ درصد آب شیرین برداشت‌شده به بخش انرژی تعلق دارد. انرژی نیز نهاده‌ای کلیدی در چرخه ارزش آب است. جابجایی، تصفیه و استفاده از آب به مقادیر قابل ملاحظه‌ای انرژی نیاز دارد.
در بحث چگونگی استفاده آب در بخش‌های گوناگون اقتصاد، تمایز میان حجم آب برداشتی و حجم مصرف‌شده بسیار مهم است. آب برداشت‌شده به کل حجم برداشت‌شده از منبع آب گفته می‌شود. آب مصرف‌شده به حجم آب برداشتی برای استفاده گفته می‌شود که به منبع آن باز نمی‌گردد. حجم آب برداشتی برای انرژی بسیار بیشتر از مصرف آن است. برای نمونه در ایالات متحده حدود ۲۵ برابر است که عمدتاً به دلیل استفاده از آب در برخی نیروگاه‌ها برای خنک‌کردن است. حجم آب برداشت‌شده نیز مهم است چون تولید انرژی به موجودی آب متکی است. علاوه بر این، آب برداشت‌شده همیشه به همان حالتی که در ابتدا برداشت‌شده به اکوسیستم باز نمی‌گردد. در برخی کشورها مقررات سختی دربارة کیفیت آب برگشتی وجود دارد، ولی همه جا چنین نیست.
نگاهی نزدیک‌تر به رابطه انرژی و آب
آب تقریباً در تولید تمامی شکل‌های انرژی، شامل تولید نیروی الکتریکی و تأمین سوخت بخش حمل و نقل استفاده می‌شود. در مقابل نیز انرژی برای تحویل آب، از استخراج آب زیرزمینی و انتقال به محل مصرف گرفته تا تأسیسات پیچیده‌تر آب شیرین‌کن و تصفیه پساب استفاده می‌شود.
در بخش‌های نفت و گاز و نیرو در صنعت انرژی، آب همیشه نقش مهمی ایفا کرده است. نیروگاه‌ها اعم از زغالی، هسته‌ای، گاز طبیعی یا نفتی برای خنک‌کردن به آب نیاز دارند. صنعت نفت و گاز با پمپاژ آب یا بخار به زیرزمین برای راندن نفت به چاه‌های تولید و بازکردن شکاف‌ سازندهای سنگی برای خارج‌شدن نفت استفاده می‌کند. تولید نفت از ذخایر بزرگ باقیمانده و امیدبخش سوخت‌های فسیلی، مانند ماسه‌های نفتی و گاز طبیعی نامتعارف به آب‌ فراوانی نیاز دارد.
تولید انرژی فقط مصرف‌کننده آب نیست، بلکه در آلودگی آن نیز نقش دارد. در میدان‌های نفتی قدیمی‌تر، آب بیشتری در مقایسه با نفت تولید می‌شود، چون سازندهای پیچیده زمین‌شناختی حاوی نهشته‌های نفت‌، گاز و آب هستند. این آب غالباً به حدی آلوده است که نمی‌تواند بدون تصفیه کافی رها شود. زهاب اسیدی ناشی از معادن زغال سنگ و رواناب کود ناشی از تولید محصول برای سوخت‌های زیستی نیز پتانسیل آسیب‌رساندن به منابع آب را دارند.
تأمین آب، استفاده و تصفیه همگی به انرژی نیاز دارند
تمامی سامانه‌های آبی، از مهار آب تا انتقال، تصفیه، توزیع، استفاده و تصفیة پساب به آب نیاز دارند. شدت انرژی آب تحویلی، به منبع آب و نحوه استفاده از آن بستگی دارد. برای نمونه، در ایالت کالیفرنیا از طیف وسیعی از منابع آب بهره‌برداری می‌شود. بر این اساس، شدت انرژی آب تأمین‌شده، از کمتر از ۴۰ کیلووات ساعت به ازای هر ۱۰۰ متر مکعب منابع محلی و پساب بازیافتی تا بیش از ۳۰۰ کیلووات ساعت به ازای هر ۱۰۰ متر مکعب آب شیرین‌شده دریا در تأسیسات اُسمز معکوس متغیر است. بنابراین، انتخاب‌های مختلف دربارة منبع آب الزامات انرژی متفاوتی خواهد داشت. مطابق برآورد جدید کمیسیون انرژی کالیفرنیا، تا ۲۰ درصد مصرف انرژی این ایالت به جنبه‌های مختلف تأمین و استفاده آب اختصاص دارد.
جمع‌بندی
آب به طور فزاینده‌ای از مسئله‌ای عملیاتی به یکی از مسائل مهم استراتژیک تبدیل می‌شود. دسترسی به آب، ریسک رو به رشدی برای صنعت نیروی الکتریکی در برنامه‌ریزی سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های جدید است. به ویژه در مناطقی که شاهد تنش آبی هستند، نزاع بر سر حقوق آب مؤلفه دیگری را به ریسک در نیروگاه‌های پیشنهادی جدید اضافه می‌کند. آب همچنین دغدغه رو به رشدی برای شرکت‌های نفت و گاز است. به نسبتی که صنعت نفت روی بازیابی پیشرفته و بهتر نفت متمرکز می‌شود، شرکت‌های نفت و گاز نیاز دارند منابع آبی را برای استفاده در تولید و حل مشکلات مرتبط با آب تولیدشده پیدا کنند.
وقتی موجودی و مصرف آب با فشار برای کاهش استفاده از سوخت‌های فسیلی ترکیب می‌شود، ریسک‌های شرکت‌های انرژی بزرگتر می‌شود. با اینکه سوخت‌های زیستی آب‌بر هستند، به ویژه وقتی با استفاده از کشت‌های آبیاری‌شده تولید شود، ولی استفاده از آب در منابع انرژی تجدیدپذیر دیگر کمتر است. صنعت انرژی که هم‌اکنون برای کاهش انتشارات گاز گلخانه‌ای تحت فشار قرار دارد، با چالش بالقوه ناشی از ضرورت جابجایی به سوخت‌های جایگزین و کاهش نیاز به منابع محدود آب شیرین روبرو می‌شود.
واقعیت‌ محدودیت منابع آب صنعت انرژی را وادار خواهد ساخت از آب در استخراج، تبدیل و تحویل انرژی با کارآیی بسیار بیشتری استفاده کند. تلاش برای بهبود کارآیی آب نیز می‌تواند صرفه‌جویی قابل ملاحظه‌ای را در مصرف آب (و انرژی) نتیجه دهد. تبدیل دغدغه‌های جهانی آب و انرژی به راه‌حل‌های اثربخش نه فقط به افزایش آگاهی از چالش‌ها بلکه به درک بهتر بخش انرژی از رابطة پیچیده آب و انرژی نیاز دارد. تصمیم‌گیران بایستی مسائل انرژی را در سیاست آب و مسائل آبی را در سیاست انرژی یکپارچه کنند. عدم نگاه یکپارچه در سیاست‌گذاری آب و انرژی، تأمین آب و انرژی را به مخاطره خواهد انداخت.
منابع
۱. Thirsty Energy: Water and Energy in the ۲۱st Century. World Economic Forum, ۲۰۰۹.
۲. Water for Energy. World Energy Council, ۲۰۱۰.

https://zistonline.com/vdcjtxem.uqei8zsffu.html