Enquadrando uma nova estrutura holística de subsistema de energia para a água

Jul 07, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 6289 (2023) Citar este artigo

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É interessante notar que o país do Irão é essencial em termos de produção e consumo de energia, e a economia do Irão depende principalmente das receitas energéticas. Portanto, as usinas termelétricas e hidrelétricas consomem água para produzir diversos vetores de energia. Considerando que o Irão sofre de stress hídrico, a ligação entre água e energia torna-se muito importante. Este artigo enquadra uma estrutura abrangente para o subsistema energético do Irão dentro do sistema de nexo Água, Energia e Alimentos (WEF). O lado da oferta e da procura do subsistema energético no quadro proposto é formulado utilizando dados e equações baseadas na física. A estrutura apresentada aborda a maioria das interações entre os subsistemas do FEM num ambiente dinâmico e adaptativo. Mostra-se que através da análise das interacções vinculativas entre o FEM, diferentes cenários de gestão podem aumentar a flexibilidade do lado da oferta e da procura do subsistema energético. Além disso, ao incorporar este quadro, o subsistema de água irá gerir a água atribuída e consumida do lado da oferta e chegar ao resultado mais desejável para o sector da água. Além disso, o padrão de cultivo ideal poderia ser avaliado com base no consumo de energia.

A procura global de recursos está a crescer devido às alterações climáticas, à urbanização e ao crescimento populacional. A procura de Água, Energia e Alimentos (WEF) aumentará 50% até 2050 em comparação com 20151,2,3. Ao reconhecer recursos limitados, o aumento alarmante da procura pode sobrecarregar os recursos do FEM. A extracção de combustíveis fósseis como petróleo, gás, carvão, etc. para fornecer mais energia prejudica os recursos naturais ao longo do tempo4.

Foi relatado que muitas pessoas sofrem de desnutrição. As estatísticas mostram que cerca de 784 e 821 milhões de pessoas sofreram de fome em 2014 e 2017, respetivamente5,6. Mais terras foram cultivadas para atender à demanda global de alimentos. A desflorestação e as alterações na utilização dos solos conduziram a alterações climáticas, o que é indesejável7,8. Além disso, a Organização Mundial da Saúde (OMS) estima que mais de 785 milhões de pessoas não têm acesso adequado à água potável e mais de 884 milhões não têm água potável segura9. Mais 1,4 mil milhões de pessoas utilizaram serviços essenciais e cinco mil milhões utilizaram água potável. Além disso, mais de 206 milhões de pessoas subsistiam com serviços limitados, 435 milhões dependiam de fontes não melhoradas e 144 milhões ainda utilizavam águas superficiais10. O stress hídrico fará com que 700 milhões da população mundial migrem para uma região com água suficiente, resultando numa guerra entre nações se não conseguirem entrar numa área com água suficiente11.

Além disso, as estatísticas mostram que 840 milhões de pessoas em todo o mundo não têm acesso à electricidade nas zonas rurais e três mil milhões de pessoas não têm acesso a combustíveis limpos para cozinhar11. A temperatura aumentará 1 °C em comparação com o padrão do acordo de Paris12. Se a tendência de derretimento continuar, os oceanos, mares e lagos aumentarão. De acordo com esta previsão, 150 milhões de pessoas estarão abaixo da linha da maré até 2050 e 360 ​​milhões enfrentarão fenómenos perigosos até 210013. A taxa de emissões de gases com efeito de estufa deve ser reduzida em cerca de 55% em comparação com 2010 se a temperatura do planeta for limitada a 1,5°C7.

As estatísticas e relatórios chocantes levaram à proposta de soluções. A Organização para a Alimentação e a Agricultura (FAO) desenvolveu a “abordagem dupla” para resolver a escassez de alimentos na década de 200014,15,16. Várias abordagens para a sua gestão abrangente foram propostas em relação aos recursos hídricos, incluindo a Gestão Integrada de Recursos Hídricos (GIRH), mas nenhuma examinou a sua relação com outros recursos17. Um recurso tem uma política de gestão separada dos outros dois, resultando em resultados contraditórios. Além disso, a concorrência é maior porque os recursos do FEM são considerados as suas interações críticas. Abordagens anteriores, como a abordagem Twin e a GIRH, são agora criticadas como incompreensíveis no novo ambiente onde a população cresce excessivamente, os estilos de vida mudam e a procura de recursos aumenta dinamicamente18.