LEAP-WEAP analysis of urban energy-water dynamic nexus in Beijing (China)

Resumo

Com base nos modelos LEAP e WEAP, este artigo estabelece um modelo integrado de energia e água para cidades. Utilizando Pequim como estudo de caso, foram desenvolvidos 26 cenários para explorar a economia de energia, a economia de água e os efeitos de interação entre esses recursos sob diferentes políticas futuras para a cidade, incluindo uma análise de sensibilidade dos resultados. Os resultados mostram que o consumo total de energia em Pequim crescerá lentamente ao longo dos anos. As emissões de carbono atingirão o pico em 2020 e, após 2035, apresentarão oscilações seguidas de um aumento gradual até 2050. A demanda total de água permanecerá estável entre 3,6 e 4,1 bilhões de metros cúbicos. De acordo com a capacidade prevista de fornecimento de água, não haverá déficit entre oferta e demanda. A participação da água subterrânea como fonte de abastecimento cairá para 27%, enquanto a proporção da água proveniente do Projeto de Transferência de Água Sul-Norte aumentará para 40%. A economia total de energia proporcionada pela política de economia de água do “13º Plano Quinquenal” será de 1,003 milhão de toneladas de carvão equivalente, correspondendo a aproximadamente 8,165 bilhões de kWh de eletricidade. A política de economia de energia resultará em uma economia de 276 milhões de metros cúbicos de água, equivalente a 140 Lagos Kunming. A demanda energética relacionada ao consumo residencial, ao setor de serviços, à construção civil e à indústria manufatureira tradicional apresenta forte correlação com a demanda hídrica, demonstrando que esses setores são importantes componentes do nexo água-energia. Em relação aos efeitos de economia de energia e água em diferentes cenários e períodos de curto e longo prazo, a política de otimização da estrutura industrial apresentou bom potencial de economia de energia no curto prazo, porém seus efeitos de longo prazo não foram significativos, além de estar associada ao aumento do consumo de água. Os cenários de inovação tecnológica na irrigação e otimização da estrutura de plantio no setor agrícola apresentaram melhores efeitos de economia de energia e água no curto prazo. Entretanto, com a ocorrência e expansão da escassez hídrica, no médio e longo prazo o efeito de economia de água permanece limitado, enquanto o efeito de economia de energia não é significativo. A análise de sensibilidade mostrou que parâmetros relacionados a cenários como desaceleração econômica, otimização da estrutura industrial, desenvolvimento do transporte público e otimização da estrutura de plantio apresentam maior sensibilidade. Quanto ao efeito sinérgico entre a conservação de água e energia, observou-se que a sinergia é mais evidente nos cenários de economia de energia dos setores de serviços e industrial. Para políticas dentro de um mesmo setor, o efeito de economia conjunta é mais evidente em situações de melhoria da intensidade energética. Considerando a dificuldade de implementação das políticas e seus efeitos gerais, as políticas de economia de água e energia no setor industrial apresentam maiores desafios de execução. Por outro lado, políticas de regulação externa de energia e políticas voltadas ao aumento da conscientização da população sobre a economia de água apresentam bom desempenho tanto em termos de facilidade de implementação quanto de efeitos gerais.