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Soluciones integradas

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El nexo de hoy día entre la energía y el agua existe como dos sistemas interdependientes que comparten problemas y vulnerabilidades, pero los sistemas integrados pueden resolver problemas en ambos sectores. Por ejemplo, las instalaciones de tratamiento de agua residual consumen energía para bombear, filtrar, mezclar y para la radiación ultravioleta. A medida que los estándares de tratamiento son mayores, los requisitos de tratamiento generalmente aumentan. Sin embargo, las instalaciones de tratamiento de agua residual pueden convertirse en proveedores de energía en lugar de consumidores de energía. Manejan grandes volúmenes de contenido orgánico en el lodo que se puede enviar a través de digestores anaeróbicos para producir biogas, una mezcla de metano y dióxido de carbono. Las plantas con grandes flujos y mayor generación potencial de biogas pueden convertirse en prácticamente autosuficientes.1 A. S. Stillwell, D. C. Hoppock y M. E. Webber, “Energy Recovery from Wastewater Treatment Plants in the United States: A Case Study of the Energy-Water Nexus”, Sustainability (edición especial de energía y sostenibilidad) 2 (2010).

Al usar una combinación de energía eólica y producción de biogas en el lugar, la compañía de servicios públicos alemana Hamburg Wasser espera producir 15% más electricidad de lo que consume en su centro de tratamiento de agua residual.

Si es integrada, el agua salobre producida de la extracción de petróleo y gas natural puede compensar las necesidades de agua dulce en las aplicaciones industriales, por ejemplo en el enfriamiento de centrales eléctricas. De igual manera, algunos pozos vecinos pueden usar el agua producida junto con el petróleo y el gas para evitar recolectar y transportar agua dulce. Si se combina con tecnologías de tratamiento de agua residual distribuida, los centros de producción de gas y petróleo pueden generar agua dulce en el sitio de perforación. Al ampliar esta idea, las compañías de gas y petróleo quizás puedan algún día convertirse en compañías de gas, petróleo y agua.

Otro enfoque utiliza el calor de desecho de las centrales eléctricas convencionales para precalentar el agua de alimentación para la desalinización. Las centrales eléctricas de gas natural en Abu Dhabi hierven una corriente entrante de agua de mar, produciendo tanto electricidad como agua dulce.2Comunicación personal, Departamento de Desarrollo Económico, Emiratos Árabes Unidos, 2010. Intercambiar la energía por agua en las regiones ricas en energía y pobres en agua presenta una ventaja significativa, e integrar el sistema de manera eficiente satisface ambas necesidades. Sin embargo, debido a que la producción de agua ocurre cuando hay producción de electricidad, la central produce agua adicional en el verano (cuando la demanda de electricidad para los aires acondicionados es mayor). Ya que la mayor producción para satisfacer la demanda de verano produce exceso de agua sin una infraestructura existente para almacenarla, el agua se utiliza para propósitos que lucen despilfarradores como regar los campos de golf y los cultivos que no son nativos del desierto. Desde el punto de vista de la ingeniería, la integración de la producción de electricidad y el tratamiento de agua dulce permite mejoras de rendimiento, pero las decisiones humanas malgastan el agua en el verano (debido al exceso de consumo de electricidad) y la electricidad en el invierno (debido al exceso de consumo de agua).

El Proyecto Shuaibah-III IWPP es la primera central integrada de agua y electricidad creada en Arabia Saudita y representa un gran desarrollo en el sector del agua y electricidad de ese país para ayudar a satisfacer la cada vez mayor demanda nacional de estos recursos.3“Shuaibah IWPP”, ACWA Power, accedido el 7 de septiembre de 2016, enlace.

Las ideas a nivel de sistemas y los diseños integrados pueden mejorar la eficiencia, confiabilidad, costo y envergadura. Lamentablemente, las barreras políticas y las decisiones aisladas a menudo hacen que esos enfoques sean difíciles de poner en práctica. Como con todos los problemas, las soluciones técnicas no son suficientes para sobrepasar las barreras humanas, como las malas políticas, los mercados mal diseñados y la indiferencia cultural. Necesitamos soluciones que no sean técnicas también.

Image Credits: Frank Schwichtenberg (Schwicht de Burgh Photography)/CC BY-SA 3.0; Andrea Izzotti/Shutterstock.com.

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