Sebuah studi MIT baru menggarisbawahi kebutuhan untuk memeriksa pertukaran sebelum memilih teknologi energi.
Dalam memutuskan bagaimana cara terbaik untuk memenuhi kebutuhan energi dunia yang berkembang, jawabannya sangat bergantung pada bagaimana pertanyaan itu dibingkai. Mencari jalan yang paling hemat biaya memberikan satu set jawaban; termasuk kebutuhan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca memberikan gambaran yang berbeda. Menambah kebutuhan untuk mengatasi kekurangan air segar, ternyata, mengarah ke serangkaian pilihan yang sangat berbeda.
Kredit gambar: kevin dooley
Itulah satu kesimpulan dari studi baru yang dipimpin oleh Mort Webster, seorang profesor sistem rekayasa di MIT, yang diterbitkan dalam jurnal Nature Climate Change. Studi ini, katanya, menjelaskan bahwa sangat penting untuk memeriksa kebutuhan ini bersama sebelum membuat keputusan tentang investasi dalam infrastruktur energi baru, di mana pilihan yang dibuat hari ini dapat terus mempengaruhi lanskap air dan energi selama beberapa dekade mendatang.
Persimpangan dari isu-isu ini sangat penting karena kontribusi kuat dari industri pembangkit listrik untuk emisi gas rumah kaca secara keseluruhan, dan ketergantungan yang kuat dari sebagian besar sistem pembangkit saat ini pada pasokan air yang berlimpah. Selain itu, sementara pembangkit listrik merupakan kontributor yang kuat untuk perubahan iklim, salah satu hasil yang diharapkan dari perubahan iklim adalah perubahan signifikan pola curah hujan, kemungkinan mengarah pada kekeringan regional dan kekurangan air.
Anehnya, kata Webster, perhubungan ini adalah bidang penelitian yang hampir tidak dijelajahi. “Ketika kami memulai pekerjaan ini,” katanya, “kami berasumsi bahwa pekerjaan dasar telah dilakukan, dan kami akan melakukan sesuatu yang lebih canggih. Tapi kemudian kami menyadari tidak ada yang melakukan hal yang sederhana dan bodoh ”- yaitu, melihat pertanyaan mendasar apakah menilai tiga masalah bersama-sama akan menghasilkan serangkaian keputusan yang sama dengan memandangnya secara terpisah.
Jawabannya, mereka temukan, adalah jawaban tegas. “Apakah Anda akan membangun hal yang sama, perpaduan teknologi yang sama, untuk mendapatkan emisi karbon rendah dan mendapatkan penggunaan air yang rendah?” Tanya Webster. "Tidak, kamu tidak akan."
Kredit foto: Nrbelex
Untuk menyeimbangkan berkurangnya sumber daya air dengan meningkatnya kebutuhan akan listrik, serangkaian pilihan yang sangat berbeda perlu dibuat, katanya - dan beberapa dari pilihan itu mungkin memerlukan penelitian ekstensif di bidang-bidang yang saat ini hanya mendapat sedikit perhatian, seperti pengembangan sistem pendingin pembangkit listrik yang menggunakan air jauh lebih sedikit, atau tidak sama sekali.
Bahkan ketika teknologi yang dibutuhkan benar-benar ada, keputusan yang akan digunakan untuk produksi listrik sangat dipengaruhi oleh proyeksi biaya masa depan dan peraturan tentang emisi karbon, serta batasan ketersediaan air di masa depan. Sebagai contoh, tenaga surya saat ini tidak bersaing dengan sumber daya listrik lainnya di sebagian besar lokasi - tetapi ketika diseimbangkan dengan kebutuhan untuk mengurangi emisi dan konsumsi air, itu mungkin berakhir sebagai pilihan terbaik, katanya.
"Anda perlu menggunakan sistem pendingin yang berbeda, dan berpotensi lebih banyak energi angin dan matahari, ketika Anda memasukkan penggunaan air daripada jika pilihannya hanya didorong oleh emisi karbon dioksida saja," kata Webster.
Studinya berfokus pada pembangkit listrik pada tahun 2050 di bawah tiga skenario berbeda: pilihan murni berdasarkan biaya; dengan persyaratan pengurangan emisi karbon 75 persen; atau dengan persyaratan gabungan untuk pengurangan emisi dan pengurangan 50% dalam penggunaan air.
Untuk menghadapi ketidakpastian besar dalam banyak proyeksi, Webster dan rekan penulisnya menggunakan simulasi matematika di mana mereka mencoba 1.000 kemungkinan berbeda untuk masing-masing dari tiga skenario, memvariasikan masing-masing variabel secara acak dalam kisaran ketidakpastian yang diproyeksikan. Beberapa kesimpulan muncul di ratusan simulasi, meskipun ketidakpastian.
Berdasarkan biaya saja, batubara akan menghasilkan sekitar setengah dari listrik, sedangkan di bawah skenario terbatas emisi yang akan turun menjadi sekitar seperlima, dan di bawah batasan gabungan, itu akan turun menjadi dasarnya nol. Sementara tenaga nuklir akan membentuk sekitar 40 persen dari campuran dalam skenario terbatas emisi, hampir tidak ada peran sama sekali dalam skenario biaya-sendiri atau emisi-plus-air.
“Kami benar-benar menargetkan tidak hanya pembuat kebijakan, tetapi juga komunitas penelitian,” kata Webster. Para peneliti "telah banyak berpikir tentang bagaimana kita mengembangkan teknologi rendah karbon ini, tetapi mereka kurang memikirkan bagaimana melakukannya dengan jumlah air yang rendah," katanya.
Sementara telah ada beberapa studi tentang potensi sistem pendingin udara untuk pembangkit listrik, sejauh ini tidak ada pembangkit yang telah dibangun, dan penelitian tentang mereka telah dibatasi, kata Webster.
Sekarang setelah mereka menyelesaikan studi awal ini, Webster dan timnya akan melihat skenario yang lebih terperinci tentang "bagaimana cara mendapatkan dari sini ke sana." Sementara studi ini melihat campuran teknologi yang dibutuhkan pada tahun 2050, dalam penelitian masa depan mereka akan memeriksa diperlukan langkah-langkah di sepanjang jalan untuk mencapai titik itu.
"Apa yang harus kita lakukan dalam 10 tahun ke depan?" Tanyanya. "Kita harus melihat implikasinya bersama-sama."