Model simulerer global vandforsyning

Vandkraft, biomasseproduktion, vindkraft, brint, solceller – disse termer kommer hurtigt til at tænke på, når man taler om fremtidens energimix. Et energimix, der skal bekæmpe klimaforandringerne ved at begrænse CO ₂ emissioner. Imidlertid, de langsigtede konsekvenser af sådanne teknologier for vandforsyningen i en region bliver ofte overset, som følge af det faktum, for eksempel, at der er brug for vand til afkøling. Dr. Martina Flörke, Professor i teknisk hydrologi og vandressourceforvaltning ved Ruhr-Universität Bochum (RUB), går ind for ikke kun at se på CO ₂ emissioner, men også under hensyntagen til andre miljømæssige påvirkninger - hvordan vandressourcerne påvirkes, for eksempel. Sammen med sit team, hun brugte en model, der beregner vandforsyning og -efterspørgsel på verdensplan. Gnide i, RUB's videnskabsmagasin, udgivet en rapport om hendes arbejde.

Forudsige vandforsyning til 2300

Modellen, kaldet "WaterGAP3, " deler Jordens landmasse i 2,2 millioner gitterceller og har dermed en geografisk opløsning på fem bueminutter. Ved ækvator, dette udmønter sig i en cellestørrelse på ni gange ni kvadratkilometer. For hver jordcelle forskerne fodrede fysiografiske og meteorologiske data ind i modellen, såsom jorddække, jordtyper, daglig nedbør, temperatur og solstråling. Baseret på disse data, Algoritmen simulerer den terrestriske vandcyklus:hvor meget nedbør i hver celle, der infiltrerer jorden, fordamper, og hvor meget bidrager til afstrømningsgenerering og er så tilgængelig som direkte og grundvandsafstrømning i floder og grundvandsmagasiner. Simuleringen giver os mulighed for at se tilbage til førindustriel tid og lave prognoser frem til år 2300.

Holdet beregnede vandtilgængeligheden på verdensplan, kun tager hensyn til vedvarende ferskvandsressourcer, dvs. ingen fossile dybe grundvandsreserver. De sammenlignede derefter vandforsyningen med den påtænkte vandindvinding. Til denne ende, de omfattede også 48, 000 placeringer af energiproduktionsanlæg og deres vandudtag og forbrug.

Beregning af vandbehov til energiproduktion

For at lave en prognose for år 2040, forskerne stolede på fire fremtidsscenarier, som Greenpeace og Det Internationale Energiagentur havde udarbejdet. Præsenteret i 2014/15, disse scenarier skitserer, hvordan energimixet kan udvikle sig i fremtiden. Et scenarie, for eksempel, beskriver, hvilke energiformer der ville være med til at begrænse den globale opvarmning til to grader celsius og er stærkt afhængig af solceller, solenergianlæg, biomasseproduktion, vind- og vandkraft.

Forskerne gengav dette energimix skabt af de fire scenarier i deres model. I processen, de antog, at der i fremtiden vil blive produceret mere elektricitet ved hjælp af denne metode på steder, for eksempel, producerer allerede energi ved hjælp af solceller i dag. "Vi kan ikke vide, selvfølgelig, hvor der vil blive bygget flere solcelleanlæg i fremtiden, så i vores model kan vi kun arbejde med de steder, der eksisterer i øjeblikket – selvom dette bestemt er et svagt punkt, fordi produktionen også vil finde sted på andre steder fremover, " forklarer Martina Flörke.

Imidlertid, dette påvirker ikke nøglepunkterne i beregningerne:Der må forventes et underskud på op til 42 procent af lokationerne, fordi der i fremtiden bliver brug for mere vand, end der er til rådighed. "Og dette tager ikke engang højde for, at vandbehovet i disse regioner også kan stige af andre årsager, for eksempel fordi marker skal vandes hyppigere på grund af virkningerne af klimaændringer, " tilføjer forskeren.

Middelhavsområdet skal forberede sig på ekstrem tørke

Vandunderskud må primært forventes i det vestlige Amerika, i Mellemøsten og Nordafrika, i det sydlige Europa samt visse steder i den sydlige og østlige del af Kina og Indien. "I særdeleshed i Middelhavsområdet, det er meget sandsynligt, at ekstreme tørkehændelser vil blive hyppigere, " siger Flörke. Derfor, nogle af de lokaliteter, der i dag bliver brugt til energiproduktion, skal der sættes fundamentalt spørgsmålstegn ved. "Modelanalysen viser tydeligt, at det absolut ikke ville være fordelagtigt at udvide energiproduktionen på de nuværende lokationer, " slutter den Bochum-baserede forsker. mere effektive teknologier, opbevaringsmuligheder for vand og energi samt alternativer til brug af ferskvand, for example treated wastewater, are needed.