Woda to surowiec absolutnie kluczowy dla życia. Bez niej niemożliwe byłyby rozwój roślin, hodowla zwierząt i powstawanie pierwszych cywilizacji. Dziś znaczenie wody jeszcze bardziej się uwydatnia. Coraz częściej słyszymy, że to właśnie dostęp do czystej wody zdecyduje o przyszłym dobrobycie i bezpieczeństwie ludzkości. Z jednej strony woda to spoiwo– wiele państw dzieli wspólne rzeki, akweny i systemy hydrologiczne. Muszą współpracować, by uniknąć kryzysów lub konfliktów. Z drugiej strony rośnie zainteresowanie nowymi technologiami, żeby lepiej gospodarować wodą, odzyskiwać ją z nietypowych źródeł i ograniczać straty w procesach przemysłowych. W efekcie woda jest inspiracją dla innowacji i katalizatorem międzynarodowej dyplomacji.

Spis treści

Podstawa życia i energii

W historii ludzkości woda miała szerokie zastosowanie: od najważniejszego napoju podtrzymującego życie, poprzez surowiec do irygacji pól, aż po fundament rozwoju przemysłu. Cywilizacje egipskie i mezopotamskie rozkwitały w dolinach wielkich rzek, gdzie rolnictwo kwitło dzięki stałemu dopływowi wody. Dzięki budowie kanałów nawadniających i prostym systemom retencyjnym uprawiano znacznie większe obszary. Wraz z upływem czasu wodę zaczęto wykorzystywać także w manufakturach i warsztatach, np. przy napędzaniu młynów.
W okresie rewolucji przemysłowej duże zakłady potrzebowały wielkich ilości wody do chłodzenia maszyn, barwienia, garbowania skór i innych gałęzi produkcji. Potem doszły do tego zagadnienia energetyki: budowa elektrowni wodnych, zarówno tych wielkoskalowych w postaci tam na wielkich rzekach, jak i elektrowni szczytowo-pompowych. Woda zaczęła pełnić funkcję jednego z filarów bezpieczeństwa energetycznego – daje czystą, odnawialną energię, o ile warunki hydrologiczne na to pozwalają. Dziś, przy szybko rosnącej populacji i postępującej urbanizacji, zarządzanie zasobami wodnymi jest jeszcze trudniejsze. Dodatkowo zmiany klimatu powodują zmiany w występowaniu opadów – tam, gdzie do tej pory notowano regularne deszcze, częściej goszczą dotkliwe susze, a tam, gdzie opadów było mało, zdarzają się niszczycielskie ulewy. Wszystko to sprawia, że długofalowe planowanie gospodarki wodnej to już nie tylko domena inżynierów rolnych, ale zagadnienie strategiczne – dotyka struktur państwa, wspólnot międzynarodowych i globalnych korporacji.

Woda łączy ludzi – technologie i rozwiązania przyszłości

Rzeki i jeziora to często naturalne granice między państwami, ale zarazem wymuszają współpracę. Najdłuższe i najważniejsze cieki jak Nil w Afryce, Mekong w Azji Południowo-Wschodniej czy Dunaj w Europie, przecinają różne kraje. Każdy kraj ma swoje potrzeby odnośnie nawadniania pól, pozyskiwania wody pitnej i wytwarzania energii. Odpowiedzialna polityka wodna oznacza, że państwa bądź prowincje dzielące to samo dorzecze muszą się porozumieć co do budowy tam, elektrowni wodnych i poboru wody do rolnictwa. Zbyt jednostronne działania, np. wznoszenie wielkiej zapory bez konsultacji, skutkują gwałtownymi protestami i napięciami politycznymi. Wtedy dolny bieg rzeki może wyschnąć lub dość do powodzi w chwili niekontrolowanego spuszczania wody z zapory.
Z drugiej strony wspólne projekty w zakresie zarządzania wodą są fundamentem przyjaznej koegzystencji. Racjonalny podział zasobów i współpraca przy nawadnianiu, transport rzeczny i turystyka generują obopólne zyski. W czasach narastających kryzysów klimatycznych to właśnie potrzeba solidarności w kontekście wody pociąga za sobą budowanie mostów politycznych i społecznych. W razie skrajnej suszy lub powodzi szybka pomoc humanitarna i wymiana technologii (np. pomp wysokowydajnych, systemów odsalania) ratują życie i stabilizują region.

Postęp technologiczny w obszarze gospodarowania wodą jest wyjątkowo dynamiczny i zróżnicowany. Niektóre innowacje wyrastają z prostych, tradycyjnych metod udoskonalonych przez współczesne narzędzia, inne są odpowiedzią do skomplikowanych wyzwań nowoczesnej cywilizacji. Do pierwszych zaliczamy np. rozwój systemów filtracyjnych. Filtry membranowe, odwróconej osmozy, nanofiltracja i ultrafiltracja pozwalają uzyskać wodę pitną ze źródeł powierzchniowych. W skali przemysłowej rośnie wykorzystanie inteligentnych sieci wodociągowych z czujnikami monitorującymi wycieki i straty w czasie rzeczywistym; wystarczy jedna nieszczelna rura, by zmarnowały się tysiące litrów dziennie, a dzięki sensorom i algorytmom sztucznej inteligencji można wyłapać takie problemy i od razu je naprawić.

Wybrane innowacje w dziedzinie wody

Odsalanie membranowe z wykorzystaniem nowoczesnych membran grafenowych lub nanoporowatych
Recykling wody szarej – instalacje pozwalające użyć wody z prysznica lub prania do spłukiwania toalet i nawadniania terenów zielonych.
Monitoring– inteligentne liczniki i czujniki wykrywają przecieki, można automatycznie zamknąć zawór w razie awarii.
Technologie wodorowe –woda pełni kluczową rolę w procesie elektrolizy, podstawie napędu wodorowego.

Rolnictwo też zyskuje na innowacjach – sterowanie kroplowym nawadnianiem przez czujniki wilgotności i systemy satelitarne ułatwia ograniczenie zużycia wody na polach nawet o kilkadziesiąt procent. Są też eksperymentalne rozwiązania, gdzie woda morska jest częściowo filtrowana i doprowadzana do szklarni w strefie przybrzeżnej. Taki model gospodarki cyrkularnej otwiera nowe horyzonty dla obszarów pustynnych, tradycyjnie niezdatnych pod rolnictwo. W miarę postępu nauk materiałowych i automatyki innowacje będą bardziej dostępne i przystępne cenowo.

Wyzwania przyszłości

Światowa populacja przekracza już 8 miliardów, a prognozuje się dalszy wzrost aż do połowy stulecia. Więcej ludzi oznacza większe zapotrzebowanie na żywność, energię i usługi komunalne – wszystkie te sektory wchłaniają ogromne ilości wody. Równocześnie zmienny klimat sprawia, że regiony kiedyś bogate w opady dziś cierpią na niedobory, a tam, gdzie deszcze były rzadkie, pojawiają się intensywne ulewy, powodzie i erozja gleby. W obliczu tych paradoksów racjonalne korzystanie z wód powierzchniowych i podziemnych będzie priorytetem dla lokalnych rządów.
Jednak globalne wyzwania wykraczają poza skalę jednego państwa. To, co dzieje się w dorzeczu Amazonki i Kongo, oddziałuje na kondycję ekosystemów w całej Ameryce Południowej lub Środkowej Afryce, a intensywny pobór wód gruntowych w rejonach intensywnego rolnictwa doprowadza do zapadania terenów i zanieczyszczenia wód solanką. Organizacje międzynarodowe: jeśli nic nie zmienimy, już w najbliższych dekadach deficyt wody mocno się pogłębi. Potrzebujemy programów adaptacyjnych w miastach (budowa infrastruktury retencyjnej, poprawa wydajności sieci) i na obszarach wiejskich (unowocześnienie nawadniania, ochrona mokradeł) oraz ustalania reguł współpracy transgranicznej. Samo promowanie oszczędzania wody na poziomie gospodarstw domowych jest niezwykle ważne, ale to jedynie część układanki – duże rolnictwo, przemysł i energetyka odpowiadają za ogromną część globalnego zużycia.

Wielu ekspertów uważa, że odsalanie będzie jedną z głównych metod pozyskiwania wody w regionach nadmorskich. Technologie odwróconej osmozy już teraz są coraz bardziej wydajne, a innowacyjne filtry grafenowe i membrany nanostrukturalne obiecują dalsze ograniczenie kosztów energii. Z jednej strony oznacza to, że miasta w strefach pustynnych blisko morza (jak w Zatoce Perskiej czy Kalifornii) będą kontynuować budowę stacji odsalających. Z drugiej jednak, pozostaje pytanie, co robić z solanką i czy wystarczająco czyste odnawialne źródła energii pozwolą zasilić te procesy.
Przyszłość to również rozbudowa retencji. Wiele państw widzi w tym klucz do łagodzenia skutków suszy i powodzi: tworzenie sztucznych zbiorników, oczek wodnych i kanalizacji deszczowej. Koncepcja tzw. „miasta gąbki” sprawdza się w praktyce w kilku metropoliach w Chinach, gdzie intensywne opady wywołują już tak gwałtownych powodzi, bo znaczna część wody jest zmagazynowana w podziemnych cysternach, parkach retencyjnych i rowach infiltracyjnych.
Coraz głośniej o recyklingu wody w zamkniętym obiegu – np. w Singapurze woda z oczyszczalni ścieków, po przejściu przez ultra dokładną filtrację i dezynfekcję promieniami UV jest wykorzystywana szeroko w przemyśle.

Innowacje i świadomość ekologiczna

Globalna skala problemu z dostępem do czystej wody pobudza rozwój różnego rodzaju start-upów i akceleratorów technologicznych. Inżynierowie i wynalazcy projektują nowe filtry, systemy uzdatniania i urządzenia do zbierania mgły. Firmy zaczynają wdrażać politykę Water Stewardship – badają swój ślad wodny i starają się zmniejszać go w łańcuchu dostaw. Działania PR w koncernach spożywczych lub odzieżowych coraz częściej uwzględniają analizę, ile litrów wody zużywają do wytworzenia danego produktu, a klienci są zachęcani do wybierania dóbr bardziej przyjaznych środowisku.
Istotna jest rola mediów i kampanii społecznych. Wpajanie codziennych nawyków, typu zakręcanie kranu podczas mycia zębów i wykorzystywanie wody z mycia warzyw do podlewania kwiatów, realnie przekłada się na spadek zużycia wody w skali gospodarstwa domowego. Kampanie przeciwko marnotrawstwu wody w rolnictwie i procesach przemysłowych przypominają o istnieniu alternatywnych technologii, zaś nacisk opinii publicznej zmusza firmy do inwestycji w bardziej eko-rozwiązania. Co więcej, coraz popularniejsze inicjatywy mobilizują społeczności lokalne do rewitalizacji rzek, tworzenia zbiorników retencyjnych i poprawy jakości wody w kąpieliskach. Edukacja i świadomość konsumentów są jak motor napędzający innowacje – gdy społeczeństwo oczekuje poszanowania zasobów wodnych, przedsiębiorcy i politycy szybciej reagują i wdrażają nowe pomysły. Dowiedz się więcej o zrównoważonym rozwoju na dafi.pl/blog.