Προοπτικές για τη μοντελοποίηση του Nexus Water-Energy
Σε έναν κόσμο ολοένα αυξανόμενων πιέσεων στους φυσικούς πόρους, τα ζητήματα του νερού και της ενέργειας αποτελούν βασικά ζητήματα αειφορίας.
Ένα σημαντικό μερίδιο των παγκόσμιων υδάτινων πόρων χρησιμοποιείται για παραγωγή ενέργειας και η υπερεκμετάλλευση παρατηρείται σε πολλές περιοχές, η οποία επηρεάζει όχι μόνο τις ποσότητες αλλά συμβάλλει επίσης στην υποβαθμισμένη ποιότητα του νερού και τη χαμηλή βιωσιμότητα.
Ταυτόχρονα, η ζήτηση για ενέργεια αυξάνεται παγκοσμίως, ιδίως στον αναπτυσσόμενο κόσμο, όπου οι αυξήσεις του πληθυσμού και της οικονομίας φαίνονται σε συνδυασμό με μια στροφή και ζήτηση προς υψηλότερα βιοτικά επίπεδα. Οι μη ανανεώσιμες πηγές ενέργειας χρησιμοποιούν συνήθως τεράστιες ποσότητες νερού, που σχετίζονται κυρίως με την ψύξη των στροβίλων, και ενώ δίνεται έμφαση στην εισαγωγή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, πολλές αναπτυσσόμενες περιοχές εξακολουθούν να εξαρτώνται από τις παραδοσιακές τεχνολογίες κατανάλωσης νερού.
Για να κατανοήσουμε τη σχέση μεταξύ νερού και ενέργειας, που συχνά αναφέρεται ως σύνδεσμος νερού-ενέργειας, για τη σωστή διαχείριση των τρεχουσών συνθηκών καθώς και για την πρόταση βιώσιμων μελλοντικών ενεργειακών και περιβαλλοντικών οδών, υπάρχει ανάγκη για ενδελεχή κατανόηση του νερού που χρησιμοποιείται για παραγωγή ενέργειας χρησιμοποιώντας μια συγκεκριμένη πηγή ενέργειας και τεχνολογία. Αυτή η κατανόηση απαιτεί δεδομένα, τα οποία βέλτιστα θα ήταν σε υψηλές χρονικές κλίμακες και θα απεικονίζουν ποσότητες, πηγές και καταβόθρες (βάθος εξόρυξης/ποτάμι κ.λπ.), γεωγραφική θέση και χρονισμό. Ωστόσο, αυτές οι πληροφορίες, εάν υπάρχουν, συχνά κρύβονται πίσω από τα paywalls, πολλές φορές λόγω εμπορικών συμφερόντων ή η ποιότητα είναι κακή.
Μια νέα μελέτη από τους Morten A.D. Larsen και Martin Drews από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας που δημοσιεύτηκε στο Science of The Total Environment (Larsen and Drews, 2019) εξετάζει την ποιότητα των σημερινών ανοιχτά διαθέσιμων δεδομένων για το πλέγμα νερού-ενέργειας σε μεγαλύτερη κλίμακα. , εδώ τονίζεται για την Ευρώπη. Η προσέγγιση είναι ο συνδυασμός πολλαπλών (δωρεάν) πηγών δεδομένων για τη δημιουργία της καλύτερης δυνατής εκτίμησης για την πραγματική ιστορική κατανάλωση νερού 1980-2015 (καθαρό μερίδιο) και τα ποσοστά απόσυρσης (συνολικό μερίδιο συμπεριλαμβανομένης της ροής επιστροφής) για τις χώρες της ΕΕ28 και τη σύγκριση αυτών των εκτιμήσεων με τους αναφερόμενους αριθμούς όπως διατίθεται από τη Eurostat (Ευρωπαϊκή Στατιστική Υπηρεσία) (Eurostat, 2018). Οι πηγές δεδομένων στη μελέτη περιελάμβαναν όχι μόνο αποθετήρια γενικών δεδομένων αλλά και περίπλοκες αναλύσεις δορυφορικών εικόνων για την αξιολόγηση των τεχνολογιών που χρησιμοποιήθηκαν καθώς και της εν λόγω πηγής νερού (γλυκό ή αλμυρό νερό), καθώς τέτοιες απλές πληροφορίες δεν είναι επαρκώς διαθέσιμες μέσω πηγών ανοιχτής πρόσβασης επί του παρόντος.
Η μεθοδολογία περιλάμβανε αρχικά:I) Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με τα γενικά επίπεδα χρήσης νερού από όλες τις σχετικές πηγές και τεχνολογίες ενέργειας. στη συνέχεια, II) αξιολόγηση του τρόπου με τον οποίο αυτές οι τεχνολογίες κατανέμονται σε κλίμακα χώρας και πόσο γλυκό νερό χρησιμοποιούν. και τέλος, III) συνδυάζοντας αυτούς τους αριθμούς με τις πραγματικές στατιστικές παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Ένα βασικό εύρημα από τη μελέτη είναι η ομοιότητα μεταξύ των εκτιμώμενων επιπέδων απόσυρσης νερού και των αντίστοιχων αναφερόμενων επιπέδων (από τη Eurostat) τόσο ιστορικά (1980-2015) για την ΕΕ28 (Εικ. 1) όσο και ανά χώρα (2015) (Εικ. 2), αν και σε μια ετήσια κλίμακα. Πολλές από τις ασυνέπειες που εξακολουθούν να υπάρχουν μεταξύ των εκτιμήσεων και των αναφερόμενων αριθμών μπορούν να εξηγηθούν από τη φύση των δεδομένων.
Ένα βασικό μήνυμα από τη μελέτη είναι η έλλειψη κατάλληλων δεδομένων. Υπάρχει ένα σημαντικό κενό στα δεδομένα σύνδεσης νερού-ενέργειας όσον αφορά τη διαθεσιμότητα, την πρόσβαση και την ποιότητα για τη διευκόλυνση ποσοτικών μελετών υψηλής ποιότητας και τα περισσότερα ενεργειακά δεδομένα παραλείπουν εντελώς τις συνδέσεις νερού. Μια τέτοια προσπάθεια βελτίωσης των δεδομένων σύνδεσης νερού-ενέργειας θα πρέπει κατά βέλτιστο τρόπο να βασίζεται στη διαθεσιμότητα ανοικτής πρόσβασης και να βασίζεται στις ίδιες αναγκαστικές απαιτήσεις και συμβάσεις για βέλτιστους λόγους σύγκρισης. Παροτρύνεται περαιτέρω μια βάση δεδομένων σύμφωνα με αυτό που φαίνεται, για παράδειγμα, σε κοινότητες έρευνας για το κλίμα (π.χ. CORDEX (Giorgi και Gutowski, 2015) και CMIP5 (Taylor et al., 2012) αποθετήρια δεδομένων).
Μια βασική προοπτική από τη μελέτη είναι ότι τα αποτελέσματα, όσο ελπιδοφόρα κι αν είναι, μπορούν ήδη να υποστηρίξουν τις αλληλεξαρτήσεις μεταξύ νερού και ενέργειας στο πλαίσιο των προσπαθειών μοντελοποίησης, όπου τα υπάρχοντα μοντέλα συχνά βελτιώνονται ώστε να αντικατοπτρίζουν νέες γνώσεις ή συγκεκριμένες προκλήσεις και ερευνητικά ερωτήματα. Αυτό το εύρημα ευθυγραμμίζεται πολύ με τις τρέχουσες τάσεις όπου ζητήματα εντός του δεσμού νερού-ενέργειας ενσωματώνονται στην ενεργειακή μοντελοποίηση.
Αυτά τα ευρήματα περιγράφονται στο περιοδικό με τίτλο Water use in electricity generation for water-energy nexus analyses:The European case, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο περιοδικό Science of the Total Environment. Αυτή η εργασία διεξήχθη από τους Morten Andreas Dahl Larsen και Martin Drews από το Τεχνικό Πανεπιστήμιο της Δανίας.
Αναφορές:
- Eurostat, 2018. Βάση δεδομένων Eurostat [Έγγραφο WWW]. URL https://ec.europa.eu/eurostat/web/energy/data (πρόσβαση 5.1.18).
- Giorgi, F., Gutowski, W.J., 2015. Regional Dynamical Downscaling and the CORDEX Initiative. Annu. Αναθ. Περιβάλλοντος. Πόρος 40, 467–90. https://www.annualreviews.org/action/cookieAbsent
- Larsen, M.A.D., Drews, M., 2019. Χρήση νερού στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας για αναλύσεις δεσμών νερού-ενέργειας:Η ευρωπαϊκή περίπτωση. Sci. Σύνολο Περιβάλλοντος. 651, 2044–2058. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0048969718339184
- Taylor, K.E., Stouffer, R.J., Meehl, G.A., 2012. Μια επισκόπηση του CMIP5 και του σχεδιασμού του πειράματος. Ταύρος. Είμαι. Meteorol. Soc. https://journals.ametsoc.org/action/cookieAbsent
