Investigadores del Programa de Energía, Clima y Medio Ambiente de IIASA descubrieron que los esfuerzos agrícolas en los países río abajo en Asia Central, tradicionalmente obstaculizados por la falta de agua para riego durante la temporada de crecimiento de verano, se verían impulsados ​​significativamente con un "esquema dual de almacenamiento de agua y energía". ”, que también allana el camino para una alta participación de la generación de energía renovable en la región.

Behnam Zakeri, autor principal del artículo de acceso abierto publicado en el Journal of Energy Storage , explica el antecedente histórico de la situación actual:

"Los cinco países que observamos en Asia Central alguna vez fueron parte de la Unión Soviética. Cuando se desarrolló su infraestructura durante este período, no se consideró que algún día serían cinco países separados e independientes. La separación ha llevado a un desajuste. entre sus intereses y los recursos disponibles".

Zakeri explica además que los países aguas arriba de Tayikistán y Kirguistán tienen el control de más del 80% de los recursos de agua dulce de Asia Central. Si solo usaran esa agua para sus propias necesidades, el agua se destinaría principalmente a generar electricidad en represas hidroeléctricas en invierno, cuando la demanda de electricidad es alta. Esta agua fluiría hacia abajo durante las estaciones frías, cuando los países río abajo no necesitan tanta agua, pero los dejarían secos en el verano cuando la temporada agrícola pico requiere agua para riego.

Julian Hunt, coautor del artículo, dice que la clave para la solución es el desarrollo del llamado "Esquema dual de almacenamiento de agua y energía". El esquema propuesto establece dos ciclos hidrológicos diferentes en las zonas aguas arriba y aguas abajo a lo largo del año, lo que desentraña la demanda estacional de agua para hidroelectricidad y riego.

"Esto se puede lograr mediante la construcción de reservorios hidroeléctricos en áreas río arriba respaldados con almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo estacional (SPHS) para almacenar agua para la generación de energía hidroeléctrica y satisfacer las necesidades energéticas en los países río arriba en invierno. Cuando esta agua alcanza elevaciones más bajas, se pueden emplear los embalses existentes río abajo. para almacenar agua hasta el verano para satisfacer la demanda de agua para riego en los países río abajo", señala.

El giro novedoso del plan utiliza el exceso de energía renovable generada en los tramos inferiores durante el verano, cuando las provisiones eólicas y solares son abundantes y la demanda de energía es baja gracias a un clima templado, para bombear agua desde elevaciones más bajas de regreso a la parte superior para su reutilización. en las épocas menos abundantes del año. Este tipo de almacenamiento de energía potencial es una solución de larga duración mucho más allá de la capacidad de las baterías, por ejemplo. Explotar esa abundante energía limpia ahorraría hidroelectricidad para el invierno cuando hay menos potencial de generación solar, pero más demanda de electricidad, calefacción e iluminación.

"En este documento, proponemos soluciones de almacenamiento integradas e intersectoriales que pueden resolver el desajuste temporal entre las necesidades y la disponibilidad de recursos, lo que potencialmente puede resolver los conflictos transfronterizos de agua y energía en la región", dice Zakeri. "Nuestra propuesta muestra que, con cooperación política y económica, se pueden realizar inversiones en infraestructura en uno o dos países río arriba, mientras que los beneficios fluyen por toda la región, incluida la seguridad hídrica y energética como facilitadores del desarrollo sostenible".

Los investigadores aplicaron el modelo de optimización de sistemas de código abierto de IIASA, MESSAGEix, para crear el escenario más asequible para reducir el CO₂ emisiones derivadas de la generación de electricidad, garantizando al mismo tiempo el suministro de agua.

Hunt también fue el autor principal de un estudio de 2020 publicado en Nature Communications que presentó un mapa detallado que mostraba una gran cantidad de ubicaciones que podrían beneficiarse de sistemas hidroeléctricos de bombeo estacional similares.