Table of Contents

Энергия менен суунун байланышы: глобалдык көйгөй

Суу жана энергия заманбап дүйнөнүн эң маанилүү өз ара көз карандылыктарынын бири болуп саналат. энергия өндүрүүнун ар бир баскычы - күйүүчү майларды казып алуудан баштап электр энергиясын өндүрүүгө чейин - сууну талап кылат, ал эми суу системалары насос, тазалоо жана бөлүштүрүү үчүн энергияга көз каранды. бул эки тараптуу мамиле, көбүнчө суу-энергия байланышы деп аталат [FLT: 1], саясий талкуулардын, инфраструктураны пландаштыруунун жана климатка туруштук берүү стратегияларынын борборунда турат.

Эл аралык энергетика агенттиги (IEA) азыркы саясаттын негизинде суу өндүрүү үчүн сууну алуу 2040 -жылга чейин 20% га көбөйүшү мүмкүн деп божомолдойт, ал тургай суу тартыштыгы көптөгөн аймактарда күчөгөн сайын. суу саясаты энергия өндүрүшүн кантип калыптандырарын түшүнүү жана тескерисинче, өсүп жаткан калкты жана экономиканы колдоп, табигый экосистемаларды коргоо үчүн туруктуу системаларды куруу үчүн өтө маанилүү.

Энергияны өндүрүүдө сууну кантип колдонсо болот

Суу муздатуучу суюктук, иштөө суюктугу, энергия булагы жана транспорттук каражат катары ар кандай энергия технологияларында кызмат кылат.

Жылуулук электр станциялары: Муздаткыч табышмак

Кадимки жылуулук электр станциялары - көмүр, жаратылыш газы, ядролук жана кээ бир биомасса - сууну ысытуу менен электр энергиясын өндүрөт, турбиналарды айлантуучу бууну өндүрөт.

  • Бир жолу муздатуу: Суу булактан алынат, өсүмдүктүн конденсаторунан өтөт жана жогорку температурада кайтарылат. Бул ыкма чоң көлөмдү (киловатт-саатка 150 литрге чейин) алып салат, бирок буулануу катары салыштырмалуу аз (болжол менен 13%) керектейт.
  • Рециркуляция (жабык цикл) муздатуу: Суу муздатуу мунараларында кайра колдонулат, буулануудан 2 5% гана жоголот. Суудан чыгаруу кыйла төмөн, бирок керектөө суусун колдонуу электр энергиясынын бирдигине караганда жогору (кВтч үчүн болжол менен 2 4 литр).

Суу жетишсиз аймактарда кургак муздатуу (аба менен муздатуучу конденсаторлор) суунун керектөөсүн 90% га чейин азайтышы мүмкүн, бирок капиталдык чыгымдар жана натыйжалуулук боюнча айып пул жогору. АКШнын Айлана-чөйрөнү коргоо агенттигинин айтымында, муздатуу технологиясын тандоо электр станциясынын суу изин бир топ өзгөртө алат, бул аны маанилүү саясат рычагы кылат.

Гидроэнергетика: агымга түздөн-түз көз карандылык

Гидроэнергетика турбиналарды айландыруу үчүн агып жаткан суунун кинетикалык энергиясына таянат. өндүрүш процессинде суу керектелбесе да, суу сактагычтардан буулануу жоготуулары олуттуу болушу мүмкүн, айрыкча тропикалык жана кургак климатта. 2021-жылдагы изилдөө [FLT: 2] Табияттын туруктуулугу [FLT: 3] глобалдык суу сактагычтардын буулануусу адамзаттын жалпы таза суу керектөөсүнүн болжол менен 1,3% түзөт, жылуу аймактардагы чоң дамбалар башка пайдаланууларга караганда көбүрөөк сууну жоготушат.

Биоэнергия жана биоотун: жашыруун суунун баасы

Биомасса жана биоотун үчүн чийки заттарды өстүрүү сугат үчүн сууну талап кылат, ал эми аларды колдонууга жарактуу энергияга айландыруу кошумча сууну керектейт. мисалы, жүгөрү негизиндеги этанол сугатты кошкондо литрге болжол менен 3000-4000 литр суу интенсивдүүлүгүнө ээ, ал эми жамгыр менен азыктанган кант камышы же целлюлоза булактары сууну азыраак талап кылышы мүмкүн.

Башка энергия булактары да сууну кичинекей, бирок маанилүү жолдор менен колдонушат: мунай жана газ казуу (өзгөчө гидравликалык сынык); күн жылуулук энергиясы муздатуу жана күзгү жууш үчүн сууну колдонот; ал тургай көмүртекти кармоо жана сактоо системалары белгилүү бир кармоо процесстери үчүн сууну талап кылат.

Энергетика секторундагы суу саясатынын көйгөйлөрү

Таза суу үчүн атаандаштык күчөгөн сайын, энергетика сектору саясаттагы жана оперативдик көйгөйлөрдүн көбөйүп бараткан тизмесине туш болот.Бул жөн гана техникалык көйгөйлөр эмес, бул юрисдикцияларды кесип өткөн жана координацияланган жоопторду талап кылган башкаруу дилеммалары.

Суунун жетишсиздиги жана атаандаштык

"2023-жылы Дүйнөлүк ресурстар институтунун анализине ылайык, глобалдык электр энергиясын өндүрүүнүн үчтөн экиси суу тартыштыгы бар аймактарда болот: кургакчылык дарыялардын агымын же жер астындагы суулардын деңгээлин төмөндөткөндө, электр станциялары өндүрүштү азайтууга же атүгүл жабууга аргасыз болушу мүмкүн.2022-жылы европалык атомдук жана гидроэлектр станциялары дарыялардын деңгээлинин төмөндүгүнөн жана рекорддук жылуулуктан улам кыскарган, бул континенттин энергетикалык кризисине өбөлгө түзгөн. """

Шаардык суу менен камсыздоо, айыл чарба жана экосистема муктаждыктары буга чейин эле энергия менен бир эле чектелүү ресурс үчүн атаандашат. Эң пайдалуу пайдаланууну артыкчылык берген интеграцияланган суу бөлүштүрүү саясаты - электр станцияларын маанилүү мезгилдерде онлайн режиминде сактоо - шашылыш түрдө керек.

Айлана-чөйрөгө жана экосистемага тийгизген таасири

Энергия өндүрүү үчүн сууну алып салуу тузсуз суу экосистемаларына бир нече жолдор менен зыян келтириши мүмкүн:

  • Жылуулук булганышы: Бир жолу муздатуу системалары суунун температурасын жогорулатат, эриген кычкылтекти азайтат жана балыктарга жана омурткасыздарга зыян келтирет.
  • Суу организмдери (личинкалар жана жаш балыктар) экрандарга кармалат же муздатуу системасынан тартылат.
  • Агымдын өзгөрүшү: Чоң гидроэнергетикалык дамбалар табигый агым режимин өзгөртүп, чөкмөлөрдүн ташуусуна, балыктардын миграциясына жана суу ташкынынын ден соолугуна таасир этет.
  • Тазалоо: Мунай жана газ казууда же көмүр казууда колдонулган суу туура башкарылбаса, булганыч заттарды киргизе алат.

Бириккен Улуттар Уюмунун айлана-чөйрө программасы (UNEP) энергия өндүрүү менен байланышкан суунун сапатынын начарлашы байланыштын унутулган аспектиси экендигин эскертет, көптөгөн өлкөлөрдө жөнгө салуунун кемчиликтери кумулятивдүү таасирлерди көзөмөлдөөгө мүмкүндүк берет.

Климаттын өзгөрүшү менен кайтарым байланыш цикли

Климаттын өзгөрүшү суу ресурстарын кысымга алат жана энергия өндүрүшүн бузуп салат. Абанын жана суунун жогорку температурасы жылуулук электр станцияларынын натыйжалуулугун төмөндөтөт (муздатуу системалары азыраак иштейт). Жаан-чачындын өзгөрүшү гидроэнергетика өндүрүшүн өзгөртөт жана муздатуу үчүн зарыл болгон дарыя агымдарын азайтат.

Саясатчылар энергия жана суу максаттарын коюуда бул сызыктуу эмес өз ара аракеттенүүлөрдү эске алышы керек.

Суу-энергетика байланышы: Интеграцияланган ыкмалар жана кейс-изилдөөлөр

Суу-энергетика байланышын натыйжалуу башкаруу үчүн синергияны жана компромистерди аныктоо үчүн жеке секторлордон тышкары көз караш талап кылынат.

Суу-энергетика байланышын пландаштыруу

Nexus пландаштыруу институционалдык мандаттарды координациялоону, суу жана энергетика агенттиктеринин ортосундагы маалыматтарды бөлүшүүнү жана саясаттын варианттарын баалоо үчүн тармактар аралык моделдерди колдонууну камтыйт. мисалы, жаңы электр станцияларына уруксат берүү жөнүндө чечим кабыл алууда, суу менеджерлери жергиликтүү суу менен камсыздоо учурдагы колдонуучуларга же экосистемаларга зыян келтирбестен кошумча алып салууларды жасай алабы деп баалай алышат.

Дүйнөлүк банк бир нече өлкөлөрдө, анын ичинде Мароккодо жана Филиппинде суу-энергияны оптималдаштыруу боюнча биргелешкен изилдөөлөр сууну жана энергияны үнөмдөөчү инвестицияларды аныктаган.

Колорадо дарыясынын бассейни

АКШнын түштүк-батышындагы Колорадо дарыясынын бассейни суу менен энергиянын ортосундагы чыңалууну чагылдырат. Дарыя 40 миллион адамга муниципалдык жана айыл чарба суусун камсыз кылат, ошондой эле Глен каньон жана Гувер дамбаларындагы гидроэлектр станцияларын колдойт. бассейн ондогон жылдар бою кургакчылыкка дуушар болгондо, суу сактагычтын деңгээли рекорддук деңгээлге түшүп, гидроэлектр энергиясын өндүрүү коркунучу пайда болуп, суу бөлүштүрүүнү кыскартууга мажбурлады.

Иш-чара: Индиянын жылуулук энергиясы кризиси

Индияда электр энергиясынын 75% көмүр менен иштеген жылуулук станцияларынан келет, суу менен байланышкан кайра-кайра жабылуулар болгон.Дүйнөлүк ресурстар институтунун (WRI) 2021-жылдагы изилдөөсүндө Индиянын жылуулук электр станцияларынын 40% суунун тартыштыгына дуушар болору аныкталган жана 2019-жылдагы жайкы кургакчылык учурунда бир нече заводдор өндүрүштү 50% га чейин кыскартууга аргасыз болушкан. Индиянын Улуттук суу саясаты [FLT: 1] азыр дарыялардагы минималдуу агымдарды камсыз кылат жана жаңы заводдор натыйжалуу муздатуу технологияларын колдонушу керек.

Суу жана энергияны туруктуу башкаруу стратегиялары

Суу-энергетика системасына өтүү үчүн технология, саясат жана финансы тармагындагы иш-аракеттер талап кылынат.

Технологиялык инновациялар

Электр энергиясын өндүрүү жана сууну тазалоо тармагындагы жетишкендиктер сууну колдонууну кескин түрдө азайтышы мүмкүн:

  • Өнүккөн муздатуу системалары: Гибриддик муздатуу (суу менен кургатылган) айлана-чөйрөнүн шарттарына жараша жөнгө салынат, муздак мезгилде сууну үнөмдөйт жана эң натыйжалуу болгондо нымдуу муздатууну колдонот.
  • Электр станцияларында сууну кайра иштетүү: Өнөр жай агынды сууларын, муниципалдык агынды сууларды же муздатуу мунараларынан чыккан сууну кайра иштетүү жана кайра колдонуу тузсуз сууну 30-50% га чейин кыскартышы мүмкүн.
  • Суперкритикалык CO2 электр циклдары: Алар иштөө суюктугу катары суунун ордуна көмүр кычкыл газын колдонушат, натыйжалуулукту жогорулатышат жана кээ бир колдонмолор үчүн сууну муздатуу муктаждыктарын толугу менен жокко чыгарышат.
  • Күн фотоэлектр энергиясы жана шамал: Бул технологиялар иштөө учурунда анча маанилүү эмес сууну талап кылат шамал дээрлик эч нерсе колдонбойт, ал эми күн энергиясы панелдерди тазалоо үчүн аз өлчөмдө гана колдонулат.

Саясат жана жөнгө салуучу инструменттер

Өкмөттөр сууну үнөмдөөчү энергияны тандоону бир нече механизмдер аркылуу колдоно алышат:

  • Жаңы электр станциялары үчүн суунун натыйжалуулугунун стандарттары (мисалы, суу басымы бар бассейндерде жабык цикл менен муздатууну милдеттендирүү).
  • Сууну баалоо жана бөлүштүрүү реформалары жетишсиздикти чагылдырат жана сактоону стимулдаштырат.
  • Суу жана энергетика коммуналдык кызматтарынын ортосундагы ресурстарды интеграцияланган пландаштыруу, суунун жеткиликтүүлүгү жана электр энергиясына болгон суроо-талап боюнча жалпы маалымат базалары менен.
  • Экологиялык агым эрежелери экосистемаларды коргоо жана суунун ылдыйкы агымын, анын ичинде гидроэнергетиканы пайдалануучуларды сактоо үчүн минималдуу дарыя деңгээлин белгилейт.
  • Кайра жаралуучу портфель стандарттары күн энергиясы, шамал жана башка аз суу технологияларына артыкчылык берет.

Европа Биримдигинин суу боюнча алкактык директивасы жана АКШнын таза суу жөнүндө мыйзамы энергетикалык сектордогу сууну колдонууга тиешелүү, бирок ачык-айкын байланыш саясаты жетишсиз бойдон калууда.

Кайра жаралуучу энергиянын жана көмүртектен арылуунун ролу

Күн энергиясы жана шамал турбиналары электр энергиясынын бирдигине 95-99% азыраак сууну талап кылат, бул бир жолу муздатуучу атомдук электр станцияларына караганда.

Эл аралык кайра жаралуучу энергия агенттиги (IRENA) 2030-жылга чейин кайра жаралуучу энергия булактарынын глобалдык үлүшүн эки эсе көбөйтүү энергияны алуу үчүн сууну алууну 25-30% га чейин азайтышы мүмкүн деп божомолдойт. бирок, нюанстар бар: күн энергиясын нымдуу муздатуу менен топтош сууну көп талап кылышы мүмкүн; биомасса сугаттан көз каранды; жана гидроэнергетиканын буулануу жоготуулары анын аз иштөө суу керектөөсү менен салмакталышы керек.

Келечектеги перспективалар жана сунуштар

Суу менен энергиянын байланышы климаттын өзгөрүшү гидрологиялык өзгөрүлмөлүүлүктү күчөткөндүктөн жана өнүгүп келе жаткан өлкөлөр электр энергиясына жетүүнү кеңейткендиктен курчуп кетет.

  1. """Электр станцияларынын сууну алып салуусун көзөмөлдөө жана суунун жеткиликтүүлүгүнүн өзгөрүшү тармактын ишенимдүүлүгүнө кандай таасир этерин божомолдоо үчүн көптөгөн өлкөлөрдө интеграцияланган мониторинг системалары жок."
  2. """Экономикалык стимулдарды бириктирүү"" (FLT:1) - бул суу жана энергетика рынокторун бурмалаган, сууну аз пайдалануучу кайра жаралуучу технологияларга жана сууну натыйжалуу пайдалануучу өнөр жай процесстерине колдоону багыттоо бир эле учурда бир нече максаттарга жетүүгө жардам берет."
  3. Улуттук, дарыя бассейни жана аймактык деңгээлдеги секторлор аралык координациялык органдар силосторду бөлүп чыгара алышат. БУУ-Суу интеграцияланган мониторинги демилгеси суу-энергетика туруктуу өнүгүү максаттарынын прогрессин көзөмөлдөө үчүн алкакты сунуштайт.
  4. """Климатка туруштук берүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатуу үчүн жаңы энергетикалык инфраструктура ысык жана кургак шарттарда иштеши үчүн иштелип чыгышы керек, бул сууну үнөмдөөчү муздатууну тандоону, туруктуу суу менен камсыз болгон аймактарда заводдорду табууну жана өндүрүш портфелдерин диверсификациялоону камтыйт."
  5. """Жергиликтүү коомчулукту жана экосистемаларды тартуу"" (FLT:1) - бул жергиликтүү калктын, суунун төмөнкү катмарындагы колдонуучулардын жана жаратылышты коргоо уюмдарынын тең укуктуу жана экологиялык жактан туура натыйжаларды камсыз кылуу үчүн үстөлдө отурушу керек."

Суу саясаты менен энергия өндүрүшүнүн кесилиши мындан ары академиялык тема эмес, бул дүйнө жүзү боюнча өкмөттөр, коммуналдык кызматтар жана өнөр жай үчүн алдыңкы катардагы кыйынчылык. суу жана энергияны бир эле ресурстук монетанын эки бети катары кароо менен, адамзат климаттын өзгөрүшү жана суроо-талаптын өсүшү менен да ишенимдүү жана туруктуу системаларды кура алат.