Agua: El Recurso Pasado por Alto en la Producción de Energí

El agua es crítica para la producción de energía. Las centrales térmicas, la fracturación hidráulica e incluso las fuentes renovables requieren grandes cantidades de agua. A medida que las demandas energéticas crecen y los suministros enfrentan crecientes restricciones, el papel integral pero a menudo pasado por alto del agua se hace más evidente. Una gestión más inteligente y mejoras en la eficiencia son esenciales para construir sistemas resilientes.

El Papel del Agua

Las plantas térmicas necesitan agua para la refrigeración y la generación de vapor. Las plantas de carbón y nucleares son las que más agua utilizan, representando más del 20% del agua dulce total en EE. UU. La fracturación hidráulica consume hasta 34 millones de litros por pozo. La energía hidroeléctrica aprovecha la energía del agua en movimiento. Los paneles solares y las turbinas eólicas utilizan agua para su fabricación y limpieza.

Con la proyección de que la demanda de energía aumente un 50% para 2050, la huella hídrica del sector requiere una mayor atención.

Competencia por Recursos

La energía a menudo utiliza las mismas aguas subterráneas y superficiales que se usan para la agricultura, la industria y las necesidades humanas. Esta presión se manifiesta especialmente en regiones con estrés hídrico.

Más del 60% de la fracturación se produce en los estados del oeste de EE. UU. que enfrentan altos niveles de estrés hídrico. Las centrales eléctricas representan el 41% de las extracciones de agua dulce en EE. UU., especialmente en estados como California. La menguante cuenca del río Colorado proporciona energía hidroeléctrica, pero enfrenta competencia urbana y agrícola.

El crecimiento de la población y el cambio climático también presionan los suministros. Con el agua cada vez más escasa y las crecientes necesidades energéticas, se presentarán difíciles decisiones sobre la asignación de recursos. El uso eficiente del agua en la energía es imprescindible.

Oportunidades para la Eficiencia

Los sistemas de refrigeración alternativos para plantas térmicas y de energía solar concentrada reducen las extracciones en más del 90% en comparación con la refrigeración una sola vez. Aunque son más costosos, los sistemas secos e híbridos ofrecen ahorros significativos en áreas donde el agua es escasa.

Las plantas de generación combinada de calor y energía (CHP) reciclan el calor residual, generando un 50% más de electricidad con el mismo combustible y agua. La fracturación puede utilizar agua salobre o producida en lugar de agua dulce y reciclar el flujo de retorno.

La refrigeración seca, la refrigeración por aire y los fluidos de trabajo alternativos reducen el uso de agua en la energía solar concentrada. Nuevas turbinas hidroeléctricas, operaciones de represas y almacenamiento por bombeo ayudan a mejorar la eficiencia en comparación con el almacenamiento en embalses.

El uso específico de estas tecnologías equilibra la mejora de la eficiencia con la energía asequible en regiones con estrés hídrico.

Potencial de las Renovables

El creciente uso de energía eólica y solar fotovoltaica ofrece oportunidades para realinear la planificación energética y del agua. A diferencia de las fuentes térmicas, utilizan una cantidad mínima de agua para la generación. Sin embargo, los desafíos de fiabilidad a medida que su participación aumenta podrían incrementar las demandas de agua.

Su integración requiere respaldo flexible de gas natural, energía hidroeléctrica o almacenamiento. Pero el gas natural agrava las emisiones y el uso de agua. Mientras tanto, el cambio climático amenaza la producción de energía hidroeléctrica. El almacenamiento a partir de energía hidroeléctrica por bombeo y baterías puede resultar esencial, aunque también con sus propios impactos.

Mientras se reduce la intensidad hídrica de la red, una planificación eficaz en torno a la integración de las renovables es clave para evitar sacrificios no intencionados. Las ganancias en eficiencia, la innovación y la coordinación permiten desplazar la generación intensiva en carbono sin sobrecargar los recursos hídricos.

Avanzando

El seguimiento y la presentación de informes sobre el consumo de agua en la energía proporcionan una base para evaluar los riesgos y niveles de estrés hídrico locales. Estos datos guían la adopción específica de medidas de eficiencia donde más beneficiosas. La planificación energética a largo plazo debe tener en cuenta la disponibilidad de agua al proyectar mezclas energéticas óptimas. Con una gestión proactiva, surgen oportunidades para equilibrar la seguridad y fiabilidad energética con un impacto ambiental mínimo.

El futuro exige soluciones que conecten la energía con sistemas sociales, económicos y ambientales más amplios, con el agua en el centro. Se necesita una coordinación consciente para construir sistemas resilientes tanto para la energía como para el agua.

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