A tiszta energiarendszerre való átállás enyhíti a vízválságot, de bizonyos kulcsfontosságú technológiák és a fosszilis termelés vízfelhasználásának visszafogása nélkül az energiaátmenet még akár súlyosbíthatja is a vízstresszt, és utóbbi az átállást is korlátozhatja.

A természeti erőforrások fokozódó kihasználásának egyik legsúlyosabb következménye az, hogy várhatóan a világ számos régiójában tovább romlik az ivóvízhez való hozzáférés. Az erdők és más természetes ökoszisztémák pusztulása, a környezetszennyezés, illetve annak legsúlyosabb következménye, a klímaváltozás miatt a vízkészletek sok helyen elszennyeződnek, az éltető elem körforgása pedig a korábbiaknál kiszámíthatatlanabbá válik. A probléma már ma is világszerte érzékelhető. A Föld népességének megközelítőleg negyede nem fér hozzá biztonságos ivóvízhez, kétharmada pedig az év legalább egy hónapjában megtapasztalja a súlyos vízhiányt. A klímaváltozás tovább rontja a helyzetet.

Közben a világ energiaigényével együtt az energiarendszer vízigénye is növekszik; a globális energiaipar vízfelhasználása 2021-ben az emberiség teljes édesvízkivonásának mintegy 10 százalékát tette ki 370 milliárd köbméterrel. (Vízkivonáson a tágabb értelemben vett felhasználás értendő, amely után az adott víztömeg egy része továbbra is elérhető, míg a vízkivonás részhalmazát képező vízfogyasztást követően a víz egyéb célokra már nem vehető igénybe például szennyeződés miatt.) A víz az energiaellátás majdnem minden területén nélkülözhetetlen a bioenergia (biomassza, bioüzemanyag és -gáz) alapanyagát adó növények termesztésétől az olaj- és gáziparon keresztül a villamosenergia-termelésig.

Fenntartható energiarendszer = fenntartható vízgazdálkodás?

Vízre a megújulóenergia-technológiák gyártásához is szükség van (lásd például akkumulátorgyártás), ami akár jelentősen is megterhelheti a helyi vízellátást, ezért az ilyen üzemek telepítését gondos, átlátható és a környezetvédelmi szempontokat messzemenően figyelembe vevő tervezésnek kell megelőznie. Összességében azonban a tiszta, karbonsemleges energiarendszerre való átállás enyhíti a már ma is létező vízválságot, ilyen értelemben is közelítve az emberiséget a fenntarthatóság állapotához, ami egyben annak is feltétele, hogy megőrizzük a bolygó élhetőségét. Mindehhez azonban további lépésekre van szükség.

Az eddig végrehajtott vagy folyamatban lévő intézkedések alapján ugyanis az energiarendszer vízigénye a következő években is tovább emelkedik majd. A teljes felhasználás (vízkivonás) mennyisége 2030-ra közel 400 milliárd köbméterre nőhet, nagyrészt az atomerőművek hűtési és a bioenergia-alapanyagok öntözési igényétől hajtva. A növekedés így is kisebb lesz annál, mintha a megújulókra való átállás el sem kezdődött volna. Egy részét ugyanis ellensúlyozza a fosszilis tüzelőanyagokról nap- és szélenergiára történő váltás – prognosztizálja a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA).

Az elemzés szerint ennél jóval kedvezőbb eredménnyel kecsegtetne a vízfelhasználás szempontjából is, ha a világ képes lenne a 2050-es klímasemlegesség eléréséhez szükséges tempóra gyorsítani a tisztaenergia-gazdaság kiépítését. Ez esetben összességében közel 20 milliárd köbméterrel csökkenne az energiaszektor vízkivonása 2030-ig a 2021-es 370 milliárd köbméterről. Ezen belül a legnagyobb mértékben, közel 15 százalékkal a villamosenergia-termelés vízigénye mérséklődne a szénerőművek termelésből való kivezetésének, valamint a nap- és szélerőmű-kapacitás gyors bővülésének köszönhetően. De az energiahatékonyság javulása is jelentős mértékben hozzájárulhatna a folyamathoz.

A bioenergia-termelés húzza maga után a vízfogyasztást

Persze, az üvegházhatású gázok kibocsátásának visszaszorítása nem egyetlen módon történhet. A különféle tisztaenergia-technológiák súlya az egyes forgatókönyvekben eltérő lehet, ahogyan az átállás ütemezése is, ami sokféle kombinációt és klímasemlegesség-elérési útvonalat tesz lehetővé. Bizonyos technológiáknak – a bioüzemanyagoknak, a koncentrált naperőműveknek, a szén-dioxid-leválasztásnak vagy az atomerőműveknek – magasabb a vízigényük, mint másoknak. Az ezekhez és a fosszilis technológiákhoz kapcsolódó vízfelhasználásnak további visszafogása nélkül az energiaátmenet még akár súlyosbíthatja is a vízstresszt, avagy utóbbi korlátozhatja az átállást – figyelmeztet az IEA.

Ezért, bár az energiaszektor teljes vízfelhasználása mérséklődhet a klímaszempontból legkedvezőbb, egyben legkönnyebben végrehajtható forgatókönyv megvalósulása esetén, mégis a kapcsolódó vízfogyasztás növekedése várható 2030-ig (vagyis azé a felhasználásé, amikor a víz más célra már nem használható). A közel 5 százalékos, 5 milliárd köbméteres növekedés annak következtében állhat elő, hogy bár a fosszilis energiához fűződő vízigény csökkenne, de ezt több mint ellensúlyozná a gyorsan felfutó bioenergia-termelés vízfelhasználása. Jó hír viszont, hogy miközben e szerint a forgatókönyv szerint a globális bioenergia-ellátás körülbelül 85 százalékkal bővülne, az ehhez kapcsolódó vízfogyasztás lassabban, 70 százalékkal nőne, főként a szerves hulladékok és az alacsonyabb vízigényű növények e célra való nagyobb felhasználásának köszönhetően.

Alapos tervezés kell a hidrogéngazdaság kiépítéséhez

A víz a hidrogéngazdaság kiépítéséhez is elengedhetetlen. A jelenlegi, nagyrészt fosszilis alapú hidrogénellátás vízfogyasztása világszinten hozzávetőleg 1,5 milliárd köbméter (kevesebb, mint 5 százaléka az energiaszektor teljes fogyasztásának). A fő klímasemlegességi forgatókönyv megvalósulása esetén ez 2030-ig 3 milliárd köbméterre emelkedik a hidrogéntermelés gyors felfutásával párhuzamosan, ám mivel az előállításban várhatóan jelentősen nő a nap- és szélenergia aránya, a fajlagos (előállított tonnánkénti) vízfogyasztás 25 százalékkal csökkenhet. A megújuló energiában gazdag, de vízhiányos régiókban azonban a hidrogén elektrolízissel (vízbontással) történő termelését alapos értékelésnek kell megelőznie. Különösen ott, ahol tengervíz és sótalanítási lehetőség nem áll rendelkezésre az édesvízkészlet kimerülésének korlátozására.

Az áramszektor különösen sérülékeny a vízstresszel szemben, a száraz régiók fokozódó vízhiánya pedig az energiaellátás-biztonság szempontjából is aggodalomra ad okot. Legközvetlenebbül a vízerőművek érintettek, a vízenergia-termelés pedig jelentősen csökkenhet azokban a régiókban, ahol a vízhozam valószínűleg csökken a klímaváltozás hatására. A latin-amerikai vízenergia-termelés visszaesése 2021-ben hozzájárult a cseppfolyósított földgáz (LNG) iránti globális kereslet erősödéséhez, ezáltal a gázárak emelkedéséhez is. 2022 pedig a dél-európai vízerőművek számára volt rendkívül gyenge év, fokozva az európai gáz- és árampiacokon – elsősorban az orosz gázszállítás visszafogása miatt – jelentkező feszültségeket.

A hőerőművek, például az atomerőművek hűtése gyakran szintén vízzel történik, az erre használt folyók alacsony vízállása és/vagy felmelegedése pedig közvetve (környezetvédelmi okok miatt) és közvetlenül is a termelés csökkenéséhez, akár teljes leállításához vezethet. A fontos hajózási útvonalakként is szolgáló nagyobb folyók szélsőségesen alacsony vízállása a tüzelőanyagok szállítását is kedvezőtlenül befolyásolhatja. 

A víz elérhetősége tehát egyre fontosabb szempont az energiaprojektek fizikai, gazdasági és környezeti életképességének felmérése során. Az energia- és a vízellátás integrált megközelítése mindkét fronton segíthet mérsékelni a kockázatokat. Már napjainkban is sok energiatermelő a víz újrahasznosítása felé fordul, a vízhasználat hatékonyságának egyéb új technológiákkal történő javítása egyre nagyobb jelentőségűvé válik, miközben a szennyvíz maga is energiaforrásként szolgálhat. A tisztaenergia-technológiák, például a naperőművek képesek a drágább dízelszivattyúk helyébe lépni. Csökkenthetik a felszíni vízkészletek párolgását, miközben termelési hatékonyságuk meghaladja a szárazföldi rendszerekét. Az alapvetően a lokális – a központi hálózattól akár teljesen független – energiaellátást biztosítani hivatott mikrogridekbe pedig akár víztisztító berendezések is integrálhatók, növelve a vízellátás biztonságát. A kihívások és lehetőségek egyaránt abba az irányba mutatnak, hogy az energia- és vízgazdálkodásnak a jövőben mindinkább kéz a kézben kell járnia, a tisztaenergia-technológiáknak pedig központi szerepet kell játszaniuk a vízellátás fenntarthatóságának biztosításában is.