대규모로 글로벌 물 안보를 지속 가능하게 해결하기 위해 담수 공급 증가

Dec 07, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 20262(2022) 이 기사 인용

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세계의 상당 지역이 이미 상당한 담수 부족에 직면해 있는 반면, 증가하는 세계 인구와 경제 성장을 유지하고 기후 변화에 적응하기 위해 더 많은 담수의 필요성이 증가할 것으로 예상됩니다. 소비 수요와 경제 성장에 재앙적인 결과를 초래할 가능성이 있는 이 문제를 해결하기 위한 현재의 접근 방식은 기존 자원의 효율적인 사용을 늘리는 데 의존합니다. 그러나 과도한 개발과 기후 변화로 인해 담수 자원의 가용성이 급격히 감소하고 있으며, 이에 따라 미래 요구 사항을 지속적으로 충족할 가능성이 낮으며, 이를 위해서는 솔루션 및 관련 투자를 재고해야 합니다. 여기서 우리는 바다 위의 습한 공기를 포집하여 담수를 크게 증가시키는 실행 가능성을 확립함으로써 기존 접근 방식에서 과감한 출발을 제시합니다. 우리는 육지에 인접한 해양 위의 대기가 적절하게 설계된 구조물을 사용하여 전 세계의 대규모 인구 중심지를 지원하기에 충분한 상당한 담수를 생산할 수 있음을 보여줍니다. 바다에서는 실질적으로 무제한의 수증기가 공급되기 때문에 이러한 접근 방식은 기후 변화에도 지속 가능하며 현재와 미래의 물 안보 문제를 해결하는 능력을 변화시킬 수 있습니다. 이러한 접근 방식은 현재와 미래 세대에게 경제적으로 실행 가능한 담수 안보를 지속 가능하게 제공하기 위한 메커니즘을 구축하는 데 있어 획기적인 전환을 가져올 것으로 예상됩니다.

전 세계의 광대한 지역1,2에 걸쳐 담수에 대한 적절한 접근이 부족하다는 점은 대담하고 즉각적인 해결책이 필요한 우리 시대에 큰 과제를 제기합니다. 주로 수요를 줄이고 관리함으로써 이 문제를 해결하기 위한 현재 접근 방식은 인구와 경제 성장이 이러한 조치를 통해 생성된 모든 역량을 빠르게 흡수하기 때문에 부적절하다는 것이 입증되었습니다4,5,6,7. 물의 재활용과 재사용은 눈에 띄는 성공을 거두었지만8 근본적으로 이용 가능한 공급량에 의해 제약을 받기 때문에 확장성이 제한적입니다9,10. 공급을 늘리기 위한 효과적인 솔루션은 현재 제한적이거나, 모든 자원이 지속 가능한 용량 이상으로 활용되고 있거나 기후 변화로 인해 급속히 감소하고 있기 때문에 실질적으로 존재하지 않습니다. 예를 들어, 지하수는 재생 가능한 비율보다 훨씬 더 많이 추출되고 있으며, 담수가 가장 필요한 지역에서는 지하수위가 놀라운 속도로 떨어지고 있습니다11. 급수탑 역할을 하는 눈덩이와 빙하는 기후 변화로 인해 얇아지거나 줄어들고 있으며, 눈이 녹는 현상은 이전보다 봄 시즌에 더 일찍 발생합니다12. 이미 물이 제한된 지역은 기후로 인한 변화로 인해 강수량 감소, 증발량 증가 또는 두 가지 모두를 통해 물 부족 현상이 더욱 심화되고 있습니다13. 원거리로부터의 운송을 통해 증가된 수요를 충족시키기 위한 옵션 또한 공급원 지역의 물 가용성 감소로 인해 점점 더 실행 가능성이 낮아지고 있습니다. 미국 남서부는 지난 10년 동안 콜로라도 강 저수지의 수위가 감소하여 2021년 여름에 매우 낮은 수준에 도달하여 수자원과 전력 시스템을 모두 위협하는 이러한 문제의 강력한 예입니다14,15. 이러한 계단식 영향의 많은 예가 전 세계에 존재합니다16,17,18,19.

담수 공급을 급격하게 늘리기 위한 잠재적인 해결책은 실질적으로 무한한 해양 자원을 활용하는 것입니다. 담수화는 그러한 기술을 제공하지만 심각한 환경 문제에 부딪혔으며 그 결과 글로벌 물 안보 문제를 해결하기 위한 확장 가능한 솔루션으로 채택되지 않았습니다. 세계의 지역은 과소평가될 수 없습니다20,21. 담수화는 에너지 집약적일 뿐만 아니라; 또한 폐기 비용으로 인해 심각한 환경 문제를 야기하는 농축된 염수 및 기타 부산물이 생성됩니다22,23. 여기서 우리는 경제적으로 실행 가능하고 환경 친화적인 방식으로 해양 수원을 활용하기 위한 대체 접근 방식의 타당성을 확립합니다. 우리는 제안된 방법이 임의적으로 많은 인구의 요구를 충족시키기 위해 구현될 수 있다는 점에서 확장 가능하며, 따뜻한 기후에서 더 많은 물을 사용할 수 있게 하여 미래 기후 시나리오에서 실용적이라는 점을 보여줍니다. 기후변화에 대한 회복력을 키우는 것.