الحق في المياه هو موضوع تعمل (إعادة) المصادر على تعزيزه والدفاع عنه منذ عام 2005، باعتباره حقًا أساسيًا للتنمية البشرية.
إذا أخذنا جميع تقنيات المعالجة معًا، فإن إمداد الشخص بمياه الشرب وجمع مياه الصرف الصحي ومعالجتها على مدار العام يستهلك في المتوسط 102 كيلوواط ساعة. يُستخدم حوالي 40% من هذه الطاقة لتوفير مياه الشرب و60% لمعالجة مياه الصرف الصحي.
إن استهلاك الطاقة حساس للغاية لاختيار البنية التحتية والموارد وعمليات المعالجة، لذلك من الضروري أخذ الطاقة في الاعتبار منذ بداية المشروع إذا أردنا تحقيق التوازن الأمثل للطاقة.
وتبلغ تكلفة خدمات الصرف الصحي ضعف تكلفة مياه الشرب، ولكن بشكل عام، لا تستهلك خدمات المياه والصرف الصحي طاقة كبيرة. فالطاقة التي تستهلكها هاتان الخدمتان تمثل نسبة ضئيلة جدًا من الطاقة التي تستهلكها الأسر المعيشية: 1.2% من الطاقة التي يستهلكها ساكن في منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية و2.9% من تلك التي يستهلكها ساكن في الشرق الأوسط. ويمثل إمداد شخص واحد بالمياه والصرف الصحي لمدة عام 0.7% (35 كجم مكافئ ثاني أكسيد الكربون) من إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لسكان الأرض. وحتى لو كان هذا لا يمثل سوى نسبة ضئيلة جدًا من الانبعاثات، إلا أننا بحاجة إلى إيجاد طرق لخفضها، لأن هدف "العامل 4" هو الوصول إلى 2 تكافؤ من ثاني أكسيد الكربون المنبعث من ثاني أكسيد الكربون لكل فرد من سكان الأرض سنويًا بحلول عام 2050.
تحسين كفاءة الضخ هي الطريقة الأولى للقيام بذلك. تحسين تهوية الأحواض هو النهج الثاني: يمكن أن يؤدي تقليل التهوية عن طريق تنفيذ تعليمات التحكم والمعدات الأكثر كفاءة إلى توفير ما بين 20% إلى 25% من استهلاك الطاقة في محطة معالجة مياه الصرف الصحي.
نحن بحاجة إلى تطوير تقنيات لإعادة تدوير مياه الصرف الصحي، وبناء محطات معالجة مكتفية ذاتيًا قدر الإمكان، وتطوير تقنيات جديدة لتحلية المياه تستهلك طاقة أقل وتستخدم التوليد المشترك للطاقة. كل هذا هو حالياً موضوع أنشطة بحث وتطوير كبيرة، سواء في القطاع العام أو في الشركات الخاصة.
أما فيما يتعلق بالشبكات، فإن تقليل الفاقد من مياه الشرب يساعد أيضًا على تحسين أداء الطاقة في البنى التحتية، حيث يجب سحب كميات أقل من المياه من المورد ومعالجتها وضخها.
يجري تطوير العديد من الحلول المبتكرة لإعادة التدوير وإعادة الاستخدام، مثل إعادة تدوير مياه الإنتاج ومياه الحقن، ومعالجة مياه الصرف الصحي وإعادة استخدامها. على سبيل المثال، يعني تطوير محطات الطاقة الكهروحرارية الحرارية مع تبريد الدائرة المغلقة، على سبيل المثال، أنه يمكن استخدام مياه أقل بما يصل إلى 25 مرة.
المشاكل محلية أولاً وقبل كل شيء. سواء من حيث الإنتاج أو التوزيع. ويتطلب ذلك فهماً أوضح للتفاعلات بين المياه والطاقة من خلال الجهات الفاعلة المحلية، سواء أكانوا صناعيين أو مشغلين أو سلطات محلية أو ممولين.
من واجب الجهات الفاعلة المحلية إشراك وإعلام المجتمع المدني والمجتمعات المحلية بالقضايا التي ينطوي عليها الحفاظ على الموارد، فضلاً عن التكاليف الحقيقية للخدمات.
على سبيل المثال، في بعض البلدان تدفع الكهرباء مقابل المياه. فتدفع تعريفة الكهرباء في عقد واحد ثمن المياه التي تخضع لتعريفة اجتماعية أقل بكثير من تكلفة إنتاجها.
وبالمثل، يبدو من الضروري دمج المياه والطاقة في سياسات استخدام الأراضي والتخطيط متعددة القطاعات.
تنطوي تحديات إدارة الطاقة في خدمات المياه والصرف الصحي على عدد من الوسائل المختلفة للعمل:
ترشيد المرافق الحالية
إن تقليل الفاقد في خطوط المياه في شبكة المياه لا يساعد فقط على إمداد المزيد من الناس بنفس كمية المياه المنتجة في المحطة، بل يحسن أيضًا من أداء الطاقة في البنية التحتية.
في حالة تحلية المياه، عندما يتم اختيار العمليات الحرارية، يتم تركيب محطات تحلية المياه إلى جانب منشآت الكهرباء القائمة، مما يتيح إعادة استخدام الطاقة المتبقية (البخار الناتج عن وحدات إنتاج الكهرباء). وقد شهدت تكنولوجيا الأغشية مثل التناضح العكسي، وهي الأحدث، انخفاضًا في احتياجاتها من الطاقة إلى النصف بفضل التحسينات التي أجريت على مدى السنوات العشرين الماضية.
استخدام الطاقة المتجددة
واليوم، يتزايد عدد محطات مياه الشرب ومحطات معالجة مياه الصرف الصحي التي تعد أمثلة على كفاءة الطاقة. ففي سيدني، أستراليا، تم تركيب مزرعة رياح في محطة تحلية المياه في سيدني، أستراليا، مما يتيح تعويض احتياجات المحطة من الكهرباء بالكامل أو حتى تجاوزها.
استعادة الطاقة غير المستخدمة
تتمتع محطات معالجة مياه الصرف الصحي بإمكانيات كبيرة لإنتاج الطاقة: استعادة الحرارة الموجودة في مياه الصرف الصحي هو أحد الخيارات. كما أن الطاقة الناتجة عن هضم الحمأة خيار آخر أكثر استخدامًا: فهي تنتج الغاز الحيوي الذي يمكن استخدامه مباشرة في غلاية أو حرقه في محرك التوليد المشترك لإنتاج الكهرباء. يمكن للكهرباء المنتجة بهذه الطريقة أن تلبي جزءًا من احتياجات الطاقة لمحطة معالجة مياه الصرف الصحي.
- تتمتع معالجة مياه الصرف الصحي بإمكانيات كبيرة للطاقة بفضل تحويل المواد العضوية إلى غاز حيوي
- على المستوى الدولي، نحتاج إلى دعم تشريعات أكثر صرامة بشأن معايير تصريف المياه الملوثة وإعادة تدوير المياه الصناعية.
- ينبغي إعطاء الأولوية لتمويل مشاريع البنية التحتية المشتركة للمياه والكهرباء مع التركيز على كفاءة الطاقة.