Et cap-and-trade-system for vandbesparelse og modstandsdygtighed

Californien har kæmpet med tørke i det meste af det sidste årti. Fra 2011-2015, staten oplevede den tørreste fire-årige strækning i registreret historie, fører til hidtil usete vandrestriktioner for beboere, herunder et statsmandat til at reducere vandforbruget med 25 pct.

Kraftig nedbør sidste vinter lettede store dele af Californien, men tørre forhold hænger ved. Naturbrande rasede i efteråret og de tidlige vintermåneder, hærger byer og bjergskråninger fra Los Angeles til Santa Rosa. En forsinket start på dette års regnsæson har gjort 44 procent af staten "unormalt tør, " og gav næring til bekymringerne om en tilbagevenden til tørken.

I tørkens højde, vandbesparelse var et varmt emne, men bevaringsniveauerne varierede meget, da forsyningsselskaber i Californien arbejdede uafhængigt hen imod deres statsmanderede mål. Nu overvejer Stanford-forskere en anden tilgang til vandforvaltning, tager en side fra energi- og klimahåndbøger. Patricia Gonzales, en ph.d.-studerende ved Stanfords Civil and Environmental Engineering Department og Newsha Ajami, direktør for Urban Water Policy hos Stanford's Water in the West og NSF-ReNUWIt initiativer, har foreslået en cap and trade-tilgang til vandbevarelse baseret på lokale udbuds- og efterspørgselsrealiteter. Papirer, der beskriver deres tilgang, er blevet offentliggjort i Vandressourceforskning og Wiley Tværfaglige anmeldelser:Vand .

Udbud og efterspørgsel

Sikkert vand til drikkevand og kunstvanding er blevet mere og mere knapt på kloden, og forventes at aftage yderligere, efterhånden som klimaet ændrer sig. Californiens vandsystem er ingen undtagelse. For at imødekomme statens fremtidige vandbehov, forskerne understreger, at det er nøglen at forstå folks adfærd ved brug af vand.

"Folk er en rigtig stor del af vandsystemet, og de er også en rigtig stor kilde til usikkerhed, " siger Gonzales, forklarer, at at vide mere om, hvordan folk bruger – og sparer – vand og ændrede vandforsynings- og efterspørgselsdynamikker kan resultere i bedre fremskrivninger af efterspørgslen fremadrettet. Ikke altid bundet til befolkningstilvækst, efterspørgslen kan blive påvirket af socioøkonomiske og demografiske faktorer samt skiftende sociale normer. For eksempel, rigere samfund med større partistørrelser kan bruge mere vand end mere befolkede og/eller lavere indkomstområder. Beskeder om vandknaphed kan også hjælpe offentligheden med at blive mere vandbevidst på tværs af socioøkonomiske realiteter.

Vandforsyningen varierer meget år til år med snepakning, regn og andre faktorer. Værktøjer er yderligere begrænset af, hvor de får deres vand fra. Nogle forsyningsselskaber er afhængige af kun én kilde til næsten alt deres vand, hvilket efterlader lidt fleksibilitet, hvis det er kompromitteret. For eksempel, San Franciscos regionale vandsystem får 85 procent af sit vand fra Tuolumne-floden alene, betjener 27 forskellige vandværker med en samlet befolkning på 2,4 millioner. Forskerne hævder, at denne udfordring er en mulighed for vandforvaltere og planlæggere til at omfavne innovative strategier, herunder integration af mere forskelligartede vandforsyningsporteføljer, og fremme en mere kollaborativ forvaltningstilgang til vandforvaltning.

Handel med en ressource

Ser vi på 26 samfund i Bay Area, der betjenes af San Franciscos regionale vandsystem, forskerne undersøger, hvordan et system af omsættelige kreditter kan gøre det muligt for forsyningsselskaber at opfylde deres bevaringsmål mere effektivt. Denne markedsbaserede programtilgang er blevet brugt inden for energi, forureningsemissioner og handelssystemer for vandkvalitet rundt om i verden. Men indtil nu, det er ikke blevet anvendt til vandbesparende indsats.

Under en tørke, hvor regeringen giver mandat til vandbevarelsesmål, hvert hjælpeprogram har til opgave at finde ud af, hvordan man kan nå disse mål. Imidlertid, nogle samfund, der ikke har været så fremme med vandeffektivitetsstrategier i årenes løb, kan muligvis spare vandet på billige måder med relativt små investeringer, mens andre skulle investere i større projekter for at nå de samme mål.

"Hvad hvis du i stedet gav regionen et mål, og så tillader du forsyningsselskaber at finde ud af den bedste måde at nå dette mål i fællesskab?" siger Gonzales. Hun og Ajami foreslår, at fællesskaber, ligesom San Francisco Bay Area, gå sammen og samarbejde for at se den smarteste og mest gavnlige måde at nå målene på.

Ajami forklarer, at hvis et samfund allerede har lavet 'lavthængende frugt', udskiftning af toiletter og brusere med lavvandsversioner, de skal flytte til dyrere muligheder, som at betale beboere for at udskifte græsplæner, som måske eller måske ikke er nok til at nå deres mål.

I stedet for denne dyre mulighed, samfundet ville bidrage til den samlede bevaringsfinansieringspulje, hovedsageligt at købe bevaringskreditter fra andre områder.

"For eksempel, de kan enten investere $1500/acre-fod for at erstatte græsplæner, eller de kan bruge handelsplatformen til at købe bevaringskreditter til en lavere pris, som i sidste ende kan bidrage til at hjælpe et andet samfund med at erstatte deres toiletter, " siger Ajami.

"Den grundlæggende idé med cap and trade er at tilskynde folk til at gøre ting, der er omkostningseffektive for dem, men også potentielt investere i samfundet og systemet som helhed."

Vanding af fremtiden

Teamet udvider den nuværende platform, som de har mærket HydroTrade, at tillade lokalsamfund ikke kun at dele bevaringskreditter, men også udvikle og dele andre vandforsyningskilder for at øge den regionale modstandskraft.

"Vi lavede dette proof-of-concept for bevaring, men vores ultimative mål er at muliggøre diversificering af vandporteføljen og reducere afhængigheden af ​​en enkelt forsyningskilde eller importeret vand, " siger Gonzales. Supplering af vandkilder ved at tilføje alternativt vand - som genbrug af vand eller opsamling af regnvand - kan hjælpe med at styrke forsyningerne. Gonzales siger, "Du kan bruge denne form for samarbejdstilgang, ikke kun for tørke eller nødsituationer, men også i forhold til langsigtet planlægning og tilpasning."

Ved at se nærmere på effektivitet og bevaringstendenser og muligheder, samt langsigtede vandbehovsmønstre på regional skala, Ajami siger, at forsyningsselskaber muligvis kan øge pålideligheden og robustheden af ​​deres eksisterende vandforsyning på trods af befolkningstilvækst ved mindre og smartere investeringer.

"Det meste af vores nuværende vandinfrastruktur blev bygget under en anden klimatisk virkelighed, og er nu ved at nå slutningen af ​​sit designliv. Derfor mister den sin operationelle effektivitet. Da lokalsamfund diskuterer, hvordan de skal opfylde deres fremtidige vandbehov, er det vigtigt at se grundigt på, hvor vores efterspørgsel er på vej hen. Vi har mulighed for at tilføje fleksibilitet til vores eksisterende vandinfrastruktursystem ved at introducere innovative operationelle strategier og samtidig fremme alternative, distribuerede og decentrale vandkilder, Det 21. århundredes løsninger til det 21. århundredes udfordringer," siger hun.

Med flere klimaekstremer forventes i fremtiden, at frigøre vand til brugerne kræver smartere tænkning, siger Ajami. "Vi er nødt til at tilskynde til regional tænkning og samarbejde for at imødekomme vores fremtidige vandbehov mere effektivt og samtidig undgå unødvendige investeringer i stor kapitalintensiv infrastruktur, som hører til det forrige århundrede og ikke er særlig egnet til fremtidige klimatiske og sociale realiteter."