问答：要解决水问题，我们需要解决能源问题

在政策圈内，人们经常对“水-能源关系”一词大加讨论。就像大多数专家的说法一样，这是表达简单关系的一种相当复杂的方式。能源生产需要大量的水，几乎与灌溉农业相当。而水的生产需要大量的能源，用于抽水、处理和运输。它们是相互依存的。问题就在这里。我们请教了美国能源部的迈克尔·诺特克，他是负责科学和能源的副部长，也是一名科学家，他如何规划未来我们对水和能源的需求。

为什么要担心水和能源之间的关系呢？

放眼世界，水与能源的关系是各国政府首先谈论的话题，尤其是发展中国家。未来 40 年，人口将不断增长，气候系统也将不断演变。因此，我们几乎会实时面临一系列不断变化的挑战。

这可能会在地缘政治上造成重大问题。如果你想知道世界上的大冲突将在哪里发生，你可以去那些目前处于边缘的地方。例如，印度和中国的部分地区目前依赖极少的水源。它们可能会受到气候变化的严重影响。随着人口的增长和经济生产力的提高，它们将比我们更接近危机点。更接近。

那么美国这边的情况怎么样？

美国西部也有类似的问题。当人口不断增长，气候模型显示该地区将面临严重问题时，我们该如何管理用水需求？我们必须让整个国家做好准备来应对这一问题。在未来 30 到 50 年内，我们可能需要在全国范围内调运大量水。

“未来 30 到 50 年内，我们可能需要在全国范围内输送大量的水。”

我们从哪里开始？

我们要做的第一件事是研究重大挑战。这些挑战从新技术的基础材料到系统分析，无所不包。但我们还需要足够的数据和数据管理系统来了解这个国家的水-能源界面。一旦你理解了它，问题就是，你打算怎么做？

美国能源部对此采取了什么措施？

我们有一个水能技术团队，它贯穿了我们所有的项目。它也与我们的国家实验室系统相交叉。海水淡化在水能方面占有重要地位。我们还在研究热电循环的新动力系统——例如，用超临界二氧化碳而不是蒸汽作为发电厂涡轮机的驱动力。

除了水力发电外，大多数可再生能源根本不需要太多水。而且，回收或生产的水很多，而且这些水非常有用。在水力压裂的情况下，这些水可能是一个问题，人们必须学会如何再次使用它或以另一种方式处理它。

气候变化处于什么位置？

如果未来世界受气候影响更大，干旱和洪水就会增多。因此，一切都必须加强以抵御极端天气。这将成为我们所有系统的一个特点。看看飓风桑迪的遭遇。它是否是气候变化事件尚有争议，但它确实表明了沿海人口和基础设施的脆弱性。它一出现就造成了混乱。

我们还能做什么？

我已经研究新能源系统问题 40 多年了。我的心态一直是，如果你能理解问题，你就能解决它们。但你最好先理解它们。你最好有一种紧迫感。我们必须开始为未来做准备。我们不能再只是在墓地旁吹口哨。

本文最初刊登于《大众科学》杂志2014年6月号。

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