能源-水关系的趋势

以下是摘自《中国日报》“趋势”一章“渴为力量。”

“气候变化”可能会更好地命名为“水改”。而这些变化的各种方式，如海平面升高，升高的海洋温度，更频繁和密集的洪水，更频繁和密集的干旱，以及扭曲的融雪方式显示出来。

这些变化可能对文明显著的影响，因为我们的社会已经在特定的位置，并根据建在几个世纪里的水会期望具体配置为自己建造。在哪里，是多少水可用在哪一年的时间一直在为产业结构，农业的选择等诸多社会因素，我们今天认为理所当然的驱动力。大多数社会都期望水资源的可获得性保持不变，这使得他们很容易受到突如其来的巨大变化的影响。

这些漏洞意味着社会可以延长改变水的供应脸上居然崩溃。升高的海平面是世界人口的40％，直接威胁的是约六十英里的海岸线内生活。更高的海平面提高对海岸线的侵蚀，有价值的财产和基础设施的淹没和海水入侵的风险转化为淡水含水层。

要缓和所有这些问题都需要付出高昂的代价。海洋温度升高会对生态系统造成影响，这可能不利于渔业、水产养殖和电厂降温。由于明显的原因，更加频繁和密集的洪水对社会来说是难以管理的。

洪水很难控制，会造成很大的破坏。更多的洪水意味着更多的累积损失，更大的强度意味着每一次洪水可能比平常更具有破坏性和突发性。将建筑物移出扩大的洪泛区或加固堤防，保护能够吸收水的土地，或建造水库，使其保持空状态，仅用于在洪水期间截留多余的水，这些都将花费大量的资金。

另一方面，更频繁和更严重的干旱将成为洪水的讽刺搭档。随着地表水的枯竭和不可再生地下水资源的过度开采增加，缓解干旱需要昂贵的储水基础设施，长距离的输水管道，更强大的水泵从更深的井中抽水。

扭曲的融雪模式将是气候变化的另一个后果。积雪可能会变薄，融化得更早，从而影响水的供应、灌溉、作物轮作和其他几个世纪以来形成的模式。

在世界70十亿人当中，约1.5十亿依靠单从喜马拉雅山脉融雪。添加在融雪那些生活在落基山脉，安第斯山脉和其它主要山脉，和理货将增长。乞力马扎罗山周围的村庄已经标记为特别脆弱。2015年5月29日，在加利福尼亚州的积雪被正式报道为零，这意味着水为数以千万计的人源和国家水果，坚果和蔬菜种植的广阔优势是处于危险之中。

管理这些变化的模式，可能会导致对大型蓄水基础设施(如能在更长的一段时间内蓄水的水库)进行有效、昂贵和能源密集型投资。

所有这些结果都可以以这种或那种方式，或者拿起并移动到将在气候变化抽奖更好的赔率另一个位置得到缓解，既可以通过在新的基础设施，改变有关社会的工业和农业混合投资。

所有这些选择都是艰难的选择。而其中的一些选择，由于它们的能源需求，可能会在长期内使情况恶化。与此同时，这些选择往往对最贫穷的社会造成最严重的影响。这意味着，全球最富裕国家的排放将给最贫穷国家带来代价高昂的问题。这种情况下的道德挑战令人难以接受。排放上的不平等(主要是由富人造成的)和苦难(主要是由穷人造成的)给世界带来了一个需要解决的关键困境。

不幸的是，能源-水-气候之间的关系有一个正反馈循环。我们的能源消耗会导致气候变化，从而改变水文循环，引发对能源密集型水资源解决方案的投资，从而加剧气候变化，等等。令人沮丧的是，全球变暖导致的更高温度降低了全球光合作用的效率。这意味着我们将使用更多能源密集型的灌溉、施肥和能源投入的收获来克服对效率的打击。

气候变化也可能减少我们从无排放的水电中获得的能源。在美国，全国一半以上的水力发电发生在加利福尼亚州、俄勒冈州和华盛顿州。该地区对气候变化也特别敏感:随着气候变暖，融雪和降水模式会以有害的方式扭曲。

而且，这些变化的累积影响是非线性的，而且被放大了。对于像科罗拉多河这样的大流域来说，降雨量的小幅下降会导致严重的干旱，这反过来会极大地减少整个水电大坝的发电量。

降水减少每1％，导致水流2-3％的下降，而在水流每1％的下降在科罗拉多河流域产生发电3％的下降。

与此同时，数百万人依靠该盆地的水进行灌溉、饮用、商业活动、工业生产，当然还有发电。降水的前景可能会变得更糟。

较高的温度也意味着将有更多的蒸发，减少储存在水库的水。在多年的干旱期间，在加利福尼亚州减少水电2011至2015年造成电费增加：水电从18％下降到混合燃料的12％，公用事业花额外的钱购买天然气，以弥补差异erence。

但也有一线希望，因为融雪量高于正常水平，水力发电最初可能会增加。

除了对水和能源的总消费需求增加的趋势外，我们还在向耗水更多的能源迈进。这一趋势在运输燃料方面尤其明显，出于国家安全、环境和经济方面的原因，好用的买球外围app网站美国强烈希望摆脱对石油的依赖。首选的替代能源是国内低碳和可持续的燃料。对许多人来说，尤其是农业部门，这意味着用玉米生产乙醇。但它也可能意味着天然气、甲醇或电力。

我们正朝着更耗水量大的能量移动。

我们面临的挑战是，许多这些燃料的是更多的水比传统petroleumbased燃料如汽油和柴油密集。由于生物燃料需要大量的水，联邦政府通过可再生燃料标准(RFS，要求每年使用一定数量的生物燃料)来推动更多的生物燃料，实质上已经成为了交通燃料用水量的强制性增加。好用的买球外围app网站推动电动汽车还带来了发电厂冷却用水增加的意外后果。

该RFS和电动汽车的激励是一方面忽略，另一方面水后果能源政策的典型例子。加起来被授权将导致水的需求显著增加生物燃料的量。

在2005年，需要的基于石油的汽油约250十亿加仑的水，以产生燃料140十亿加仑。切换到从玉米乙醇 - 与需要灌溉作物的只是15％ - 意味着我们将需要两个十年内超过一万亿加仑每年的水。

仅仅是生物燃料的一小部分灌溉用水就会导致轻型运输燃料的用水量增加四倍或更多。好用的买球外围app网站试想一下，如果我们种植的所有玉米都需要灌溉，情况会有多糟糕。

再加上对纤维素乙醇、煤制油和其他燃料的期望，又增加了一万亿加仑的水消耗。请记住，美国名义上的年耗水量约为36万亿加仑，这2万亿多加仑每年的额外耗水量是相当可观的。它使运输成为美国最好用的买球外围app网站大的用水大户之一。

作为一个国家，我们更喜欢让中西部农民富裕起来，而不是让中东的独裁者富裕起来，这是一个令人钦佩的目标。然而，使用可再生资源的做法对水的影响是显著的;从根本上说，我们正在从进口石油转向国内用水。在开始这样一个雄心勃勃的任务之前，也许我们应该先检查一下，确保我们有水。世界其他地区的情况也类似，它们正试图用更迫切的选择取代传统石油。

大多数社会都期望水资源的可获得性保持不变，这使得他们很容易受到突如其来的巨大变化的影响。

与耗水量大的趋势类似，我们也在向耗水量大的方向发展。这一转变有几个不同的组成部分，包括更严格的水/废水处理标准、更深的含水层生产、长途管道和海水淡化。每一种元素都比今天传统的管道水更耗能，而且似乎是未来更普遍的选择。瓶装水的市场趋势也可以被认为是能源密集型的选择之一。

随着社会变得更加富裕，他们关注的焦点从经济增长转向了环境保护。这一现象可以用沿着环境库兹涅茨曲线的运动来描述。在美国，我们经历了类似的轨迹。第二次工业革命后的头一百年，能源消耗大幅增加。然后，自20世纪60年代以来，环境保护变得更加重要，在20世纪70年代早期产生了几项具有里程碑意义的环境立法:《清洁水法》、《清洁空气法》、《濒危物种法》，以及环境保护局的成立。

此后，许多其他重要的环境法规也得到了实施。为了公共健康而保护饮用水质量不受水处理厂输出的影响，以及为了生态系统而从废水处理厂排放水质是这一趋势的两个重要部分。但是水和废水处理需要大量的能源。此外，满足更严格标准的先进治疗方法比低标准治疗更耗能。例如，具有硝化作用的废水的高级处理系统需要的能量大约是滴流过滤系统的两倍。

正如我们收紧水和污水处理的标准，我们基本上是朝着能源消耗增加边。虽然新的治疗技术和方法的初步实施后，随着时间的推移更加高效，标准收紧并行。这些结余如何还不清楚。

与此同时，进入水和污水处理厂的水越来越多污染随时间。随着人口的增长，有更多的排入水道。那些排放含有并非总是有在这样高浓度的成分。例如，已经有越来越多约药品（包括避孕药和止痛药）在污水流是困难的废水处理厂，以除去顾虑。这样做需要新的设备和能源的持续投资。

在能源，水关系具有讽刺意味的例子，我们的一些能源选择创建需要额外的能量来治疗水质的影响。例如，美国中部地区增加的玉米生物燃料产量预计会造成氮肥的额外流失和其他污染。随后，我们将需要更多的能源来消除污染。

许多家庭用水户依靠自己的水井来获取未经处理的、清洁的地下水。如果污染渗入地下水，就像在玉米带发生的那样，用户可能需要增加处理系统，增加他们的水电费。