انرژی‌های تجدیدپذیر و کاهش مصرف آب
قدرت طاهری– انرژی‌های تجدیدپذیر از فرآیندهای طبیعی به دست می‌آیند و سریع‌تر از مصرف‌شان دوباره پر (تامین) می‌شوند به عنوان جایگزین‌های حیاتی برای سوخت‌های فسیلی ظهور کرده‌اند و به طور قابل‌توجهی مصرف آب در تولید انرژی را کاهش می‌دهند. از آنجایی که جامعه جهانی به طور فزاینده‌ای بر پایداری و کاهش تغییرات آب‌وهوایی تمرکز می‌کند، انتقال به منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی، بادی، برقابی، زمین گرمایی و زیستی به دلیل اثرات زیست‌محیطی کمتر در مقایسه با استخراج و استفاده از سوخت‌های فسیلی مرسوم توجه خاصی را به خود جلب کرده است.
اتخاذ فناوری‌های تجدیدپذیر نه‌تنها انتشار گازهای گلخانه‌ای را کاهش می‌دهد بلکه ردپای آب مرتبط با تولید انرژی را نیز کم می‌کند که موضوعی با اهمیت فراوان در مناطق دارای تنش آبی است.
مزایای سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر شامل مصرف آب حداقلی آنها در طول بهره‌برداری است. به عنوان مثال فناوری‌های خورشیدی و بادی معمولا به آب کمی نیاز دارند یا اصلا نیازی ندارند که در تضاد شدید با فرآیندهای استخراج سوخت‌های فسیلی است که مصرف آب فراوان دارند. شکست هیدرولیکی، روشی که برای استخراج نفت و گاز استفاده می‌شود می‌تواند میلیون‌ها گالن آب در هر چاه مصرف کند و کمبود آب را در بسیاری از مناطق تشدید کند.
با این حال برخی فناوری‌های تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی متمرکز (CSP) و برخی از سیستم‌های انرژی زیستی ممکن است همچنان به شدت به آب برای خنک‌سازی و پردازش متکی باشند که سؤالاتی را در مورد پایداری آنها در مناطقی با منابع آبی محدود ایجاد می‌کند.
شایان ذکر است که رابطه بین انرژی تجدیدپذیر و مصرف آب، بحث‌های قابل‌توجهی را در بین ذی‌نفعان برانگیخته است در حالی که اجماع کلی از انتقال به سمت انرژی‌های تجدیدپذیر به عنوان ابزاری برای افزایش پایداری آب حمایت می‌کند، توجه به نیازهای آبی خاص هر فناوری و زمینه زیست‌محیطی محلی که در آن مستقر می‌شوند، بسیار مهم است.
علاوه بر این با گسترش پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر، نگرانی‌هایی در مورد استفاده از زمین، استخراج منابع و اثرات اکولوژیکی بالقوه پدید آمده است که نیازمند برنامه‌ریزی و مقررات دقیق برای کاهش اثرات نامطلوب بر اکوسیستم‌ها و جوامع محلی است.
با افزایش اتکای جهانی به منابع انرژی تجدیدپذیر، پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که افزایش استفاده از آنها می‌تواند منجر به کاهش قابل‌توجهی در مصرف کلی آب در بخش انرژی شود، به طوری که اگر استفاده از انرژی تجدیدپذیر ۵۰درصد افزایش یابد مصرف آب به طور بالقوه به کاهش ۶۰درصدی منجر می‌شود.
این تغییر پیش‌بینی شده، نقش حیاتی انرژی‌های تجدیدپذیر را نه‌تنها در پرداختن به تغییرات آب‌وهوایی بلکه در ترویج شیوه‌های مدیریت پایدار آب که به نفع هر دو اکوسیستم و جمعیت انسانی وابسته به منابع آب پاک هستند، برجسته می‌کند.
مصرف آب در تولید سوخت فسیلی
فرآیندهای استخراج و تولید سوخت‌های فسیلی معمولا از نظر آّب پرمصرف هستند. به عنوان مثال شکست هیدرولیکی یک روش رایج برای استخراج گاز طبیعی و نفت می‌تواند بین ۵/۱ تا ۱۶میلیون گالن آب در هر چاه مصرف کند. ردپای آب تولید نفت به ویژه در مناطق دارای تنش آبی، مانند غرب ایالات متحده نگران‌کننده است، جایی که بخش قابل‌توجهی از نفت این کشور استخراج می‌شود.
اگرچه نیروگاه‌های گاز طبیعی به طور متوسط در مقایسه با نیروگاه‌های زغال‌سنگ و نفت‌سوز آب کمتری مصرف می‌کنند اما مصرف کلی آب مرتبط با تولید سوخت فسیلی همچنان قابل‌توجه است.
مصرف آب در تولید انرژی‌های تجدیدپذیر
منابع انرژی تجدیدپذیر اغلب مصرف آب کمتری دارند. به عنوان مثال فناوری‌های انرژی بادی و خورشیدی در طول بهره‌برداری آب کمی مصرف می‌کنند یا اصلا مصرف نمی‌کنند و می‌توانند به طور قابل‌توجهی ردپای آب مرتبط با تولید انرژی را کاهش دهند.
با این حال برخی از منابع تجدیدپذیر مانند سیستم‌های انرژی خورشیدی متمرکز (CSP)، ممکن است به دلیل نیازهای خنک‌سازی خود، آب بیشتری نسبت به نیروگاه‌های سوخت فسیلی سنتی مصرف کنند.
علاوه بر این، نیروگاه‌های هسته‌ای به مقدار زیادی آب برای خنک‌سازی نیاز دارند و آنها را به مصرف‌کنندگان زیادی از منابع آب تبدیل می‌کند.
تاثیر بر منابع آب
تاثیر تولید انرژی بر منابع آب در زمینه پایداری بسیار مهم است. در حالی که منابع تجدیدپذیر به طور کلی آب را آلوده نمی‌کنند و در مقایسه با سوخت‌های فسیلی مصرف آب کمتری دارند، ضروری است که نیازهای آبی خاص فناوری‌های مختلف را در نظر بگیریم.
با توجه به اینکه بیشتر کشورها به سمت سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر می‌روند اتخاذ فناوری‌ها و شیوه‌های کارآمدتر در مصرف آب می‌تواند مصرف آب مرتبط با تولید انرژی را بیشتر کاهش دهد.
با تغییر تمرکز از سوخت‌های فسیلی به انرژی‌های تجدیدپذیر نه‌تنها می‌توانیم انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلودگی محیط‌زیست را کاهش دهیم بلکه می‌توانیم پایداری آب را نیز افزایش داده و در نهایت به نفع اکوسیستم‌ها و جوامع وابسته به منابع آب پاک برای بقا باشیم.
تاثیرات زیست‌محیطی
تاثیرات زیست‌محیطی توسعه انرژی‌های تجدیدپذیر طیف وسیعی از عوامل از جمله کاربری زمین، استخراج منابع و مصرف آب را دربر می‌گیرد که همگی نیازمند ارزیابی دقیق برای اطمینان از پایداری و کاهش اثرات منفی بر اکوسیستم‌ها و جوامع انسانی هستند.
کاربری زمین و تنوع زیستی
فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر مانند مزارع خورشیدی و بادی در مقیاس بزرگ، اغلب نیازمند استفاده قابل‌توجه زمین هستند که می‌تواند اکوسیستم‌ها و تنوع زیستی محلی را مختل کند. زمین مورد نیاز برای این تاسیسات ممکن است منجر به فرسایش خاک، از بین رفتن زیستگاه و سایر اشکال تخریب اکولوژیکی شود. با توسعه تاسیسات انرژی تجدیدپذیر ارزیابی اثرات بالقوه بر حیات‌وحش و زیستگاه‌های طبیعی اطراف برای به حداقل رساندن اثرات نامطلوب بسیار مهم است.
استخراج منابع
تولید قطعات برای فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر نیازمند استخراج موادخام ازجمله مواد معدنی کمیاب است. این فرآیند استخراج می‌تواند پیامدهای زیست‌محیطی قابل‌توجهی از جمله تخریب زیستگاه و آلودگی ناشی از عملیات معدنکاری داشته باشد، در نتیجه یک رویکرد جامع برای توسعه انرژی تجدیدپذیر باید شامل ملاحظات مربوط به مکان‌یابی منابع و پیامدهای زیست‌محیطی آن باشد.
مصرف و تنش آبی
مصرف آب یک جنبه حیاتی در ارزیابی تاثیرات زیست‌محیطی پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر است. در مناطقی که با تنش آبی بالا مواجه هستند حتی فناوری‌های تجدیدپذیری که مصرف‌کننده کم آب هستند در صورت عدم مدیریت موثر می‌توانند کمبود آب موجود را تشدید کنند. تنش آبی به عدم تعادل بین تقاضا و در دسترس بودن آب اشاره دارد. اگر یک منطقه آب را با نرخ ناپایدار برداشت می‌کند، تنش آبی در سطح بالایی به وجود می‌آید.
فناوری‌های انرژی تجدیدپذیر سطوح مختلفی از تقاضای آب دارند. به عنوان مثال سیستم‌های بادی و فتوولتائیک معمولا حداقل نیاز آبی را دارند و با میزان مصرف سوخت‌های فسیلی سنتی می‌توانند رقابت کنند. با ادامه تاثیر تغییرات آب‌وهوایی بر در دسترس بودن آب شیرین، مدیریت منابع آب هنگام برنامه‌ریزی پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر اهمیت فزاینده‌ای پیدا می‌کند.
ملاحظات نظارتی
نصب و راه‌اندازی انرژی‌های تجدیدپذیر باید با مقررات زیست‌محیطی موجود مانند قانون هوای پاک و قانون آب پاک، مطابقت داشته باشد. این قوانین انتشار و آلاینده‌های مربوط به هوا و آب را به ترتیب تنظیم می‌کنند و اطمینان می‌دهند که پروژه‌های انرژی تجدیدپذیر از استانداردهایی پیروی می‌کنند که از سلامت انسان و محیط‌زیست محافظت می‌کنند.
مطالعات موردی
مطالعات موردی مختلف نتایج ملموسی را نشان می‌دهند که توسط برنامه‌های حفاظت از آب مرتبط با ابتکارات انرژی تجدیدپذیر به دست آمده است. این برنامه‌ها در سطح محلی اجرا شده‌اند و نشان می‌دهند که چگونه انرژی تجدیدپذیر می‌تواند به طور قابل‌توجهی مصرف آب را کاهش داده و در عین حال شیوه‌های پایداری را ترویج دهد.
سناریوهای انرژی پایدار
مسیرهای اجتماعی- اقتصادی مشترک (SSP) چارچوبی را برای ارزیابی سناریوهای احتمالی آینده در مورد انرژی تجدیدپذیر و استفاده از آب ارائه می‌دهند. به عنوان مثال SSP126 نشان‌دهنده آینده‌ای است که بر پایداری متمرکز است و با پیشرفت‌های سریع فناوری و همکاری بین‌المللی موثر با هدف کاهش تغییرات آب‌وهوایی مشخص می‌شود. این سناریو تلاش‌های موفقی را در کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای پیش‌بینی می‌کند و در نتیجه یک مسیر کم‌انتشار ایجاد می‌کند که تاثیر مثبتی بر حفاظت از آب دارد. برعکس، SSP370 دنیایی را نشان می‌دهد که در آن روندهای اجتماعی-اقتصادی بدون مداخله اساسی ادامه می‌یابند و منجر به سطح متوسطی از تغییرات آب و هوایی و افزایش مداوم انتشار گازهای گلخانه‌ای می‌شوند. این مسیر ممکن است مانع تلاش‌های موثر در زمینه حفاظت از آب شود.
پژوهشگر انرژی‌های تجدیدپذیر
