Centrales hidroeléctricas como Shasta Dam, a lo largo del río Sacramento, son parte integral de las necesidades de agua y energía de California. Crédito:Oficina de Reclamación de EE. UU.
A medida que el planeta continúa calentándose, se intensificarán los desafíos gemelos de la disminución del suministro de agua y la creciente demanda de energía. Pero el agua y la energía están indisolublemente vinculados. Por ejemplo, casi una quinta parte de la energía de California se destina a actividades relacionadas con el agua, mientras que más de una décima parte de la electricidad del estado proviene de la energía hidroeléctrica. A medida que la sociedad intenta adaptarse a un desafío, necesita asegurarse de que no empeore al otro.
Para tal fin, investigadores de UC Santa Barbara, El Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley y la UC Berkeley han desarrollado un marco para evaluar cómo las diferentes adaptaciones climáticas pueden afectar este nexo agua-energía. Su investigación aparece en la revista de acceso abierto. Cartas de investigación ambiental .
"Los sistemas de agua y electricidad están vinculados de muchas formas diferentes, "dijo el coautor Ranjit Deshmukh, profesor asistente en el departamento de estudios ambientales. "Se espera que el cambio climático haga hincapié en estos vínculos, por lo que presentamos un marco que mapea estas interdependencias y nos permitirá comprender y cuantificar sus impactos en el nexo energía-agua".
Aunque no es el primer estudio que analiza estos temas, se necesita un enfoque más matizado que los artículos anteriores. "Se han realizado muchos análisis sobre cómo el cambio climático podría afectar a los sectores del agua y la energía por separado, pero esos estudios normalmente no analizaban las interacciones y los comentarios entre los dos, ", dijo la autora principal Julia Szinai de la División de Ciencias del Clima y Ecosistemas de Berkeley Lab." Nuestro artículo desarrolla un marco generalizado que identifica cómo el cambio climático afecta estos sistemas acoplados de agua y electricidad y las posibles adaptaciones a futuras brechas en la oferta y la demanda. Al hacerlo, ilustramos las compensaciones y sinergias que a menudo se pasan por alto en la adaptación al cambio climático ".
El marco utiliza análisis de sistemas para identificar los mayores factores potenciales de estrés climático en los sectores del agua y la energía. Cuantifica las acciones que serán necesarias para adaptarse al cambio climático, y examina los comentarios que resultarían de estas acciones.
"Por ejemplo, nuestro marco muestra cómo el aumento de las temperaturas debido al cambio climático probablemente aumentará la demanda de electricidad para el aire acondicionado y la demanda de agua para el riego, "Deshmukh explicó." Mientras que la pérdida de la capa de nieve en las Sierras y la precipitación variable afectarán el suministro de agua, no solo para uso urbano y agrícola, sino también para la generación de energía hidroeléctrica y el enfriamiento de centrales térmicas ".
California depende de la capa de nieve en la Sierra Nevada para verter agua lentamente a lo largo del año.
El equipo aplicó el marco que desarrollaron a California, que depende de la capa de nieve para obtener una buena cantidad de agua y gasta cantidades significativas de energía para transportar agua desde el norte hasta el sur del estado. Examinaron múltiples estrategias de adaptación en el sector del agua y descubrieron que algunas consumen mucha energía, mientras que otras pueden ahorrar agua y energía.
Los investigadores integraron datos a través de una serie de estudios fragmentados para estimar el rango general de posibles futuros de agua y energía para el estado bajo varios escenarios climáticos a finales de siglo. Su análisis encontró que dos factores probablemente dominarán los impactos directos del cambio climático en el sector eléctrico de California:mayores cargas de aire acondicionado y menor disponibilidad de energía hidroeléctrica.
La crisis climática ha afectado gravemente el nexo entre el agua y la energía de California. Aquí vemos el contraste entre un depósito lleno detrás de la presa Folsom en julio de 2011 en comparación con el nivel del agua bajo la sequía extrema en enero de 2014. Crédito:Oficina de Recuperación de Estados Unidos
"Uno de los puntos más importantes del documento es que la adaptación de nuestro sistema de agua al cambio climático puede agravar significativamente el estrés de la red eléctrica, o por el otro lado, podría ayudar a aliviarlo, Andrew Jones, coautor y científico del clima del Berkeley Lab. o mediante el uso de desalinización intensiva en energía, eso solo hará que el problema de la electricidad sea mucho más difícil. Si, por otra parte, adaptamos el sistema de agua conservando el agua, en realidad, es una situación en la que todos ganan porque también está reduciendo la energía necesaria para el agua ".
En la actualidad, un asombroso 19% del consumo de electricidad de California se destina a aplicaciones relacionadas con el agua, como tratar, transportando, Bombeo y Calefacción. Adicionalmente, aproximadamente el 15% de la generación de electricidad en el estado proviene de la energía hidroeléctrica.
El estado ya ha visto algunos impactos del cambio climático en sus sistemas de agua y energía. Las sequías prolongadas exacerbadas por el cambio climático han provocado picos en el consumo de electricidad para el bombeo de aguas subterráneas. y los correspondientes déficits de energía hidroeléctrica han requerido ser reemplazados por combustibles fósiles más sucios.
El equipo está seguro de que la crisis climática tendrá un gran impacto en los futuros suministros de agua del estado. Dicho eso el efecto es tremendamente incierto. En el peor de los casos, los suministros de agua disponibles podrían disminuir en un 25%; sin embargo, podrían aumentar un 46%.
"Hay incertidumbres significativas en las proyecciones del modelo climático para la precipitación, "dijo Deshmukh." Pero independientemente de esas incertidumbres, las medidas de adaptación ofrecen beneficios colaterales importantes. "La conservación del agua ahorraría energía y dinero para los consumidores, y permitir un mayor caudal en los arroyos y ríos naturales del estado.
Cuando el equipo aplicó su marco al peor de los casos, encontraron que elegir las estrategias de adaptación más intensivas en energía en el sector del agua podría resultar en un desequilibrio energético tan grande como el causado directamente por el cambio climático.
"Creo que este es el primer estudio que muestra que la adaptación del sector del agua puede tener un impacto tan grande en el sector eléctrico como el efecto directo del cambio climático en sí". "dijo Jones.
"Este estudio ha destacado el beneficio de la planificación coordinada de la adaptación entre los dos sectores, "agregó el autor principal Szinai, "por lo que ahora estamos vinculando un modelo de gestión de recursos hídricos más detallado y un modelo de planificación de la electricidad que puede demostrar vías resilientes para construir infraestructura eléctrica en el oeste de EE. UU. cuando los impactos del cambio climático se incluyen en el sector del agua".
Deshmukh lidera actualmente un equipo para explorar las conexiones entre energía, el agua y el clima mediante la cuantificación de los impactos del cambio climático en las represas hidroeléctricas y las centrales térmicas en 12 países del sur de África. Espera identificar inversiones óptimas en infraestructura eléctrica.
"California puede elegir cómo quiere adaptar su sector del agua a los impactos del cambio climático, "Deshmukh declaró." El estado puede aplicar medidas de adaptación climática intensivas en energía, como la desalinización, o desarrollar una cartera de medidas que maximicen el potencial de conservación del agua. Los planificadores y legisladores de los sectores del agua y la energía deben coordinar sus acciones y planes para adaptarse al cambio climático ".
