在政策圈内，人们经常会用“水-能源关联”这个词。和大多数术语一样，它是一种表达简单关系的方式。能源生产需要大量的水，几乎与灌溉农业相当。而水资源的生产也需要大量能源，用于抽水、处理和运输。它们是相互依存的。问题也由此产生。我们采访了美国能源部的 Michael Knotek，他是主管科学和能源的副副部长，本人也是一名科学家，请他就如何在我们对水和能源需求都非常高的未来进行规划发表看法。
为什么我们要关心水-能源关联问题？
放眼全球，水-能源关联是外国政府，尤其是在发展中国家，首先谈论的话题。在接下来的 40 年里，我们将面临人口增长和气候系统演变。因此，我们将几乎实时地面对一系列不断变化的挑战。
这可能会导致重大的地缘政治问题。如果您想知道未来世界发生重大冲突的地方，那就去那些目前正处于边缘的地区。以印度和中国目前依赖极少数水源的地区为例。它们可能受到气候变化的影响。随着人口增长和经济生产力的提高，它们将比我们更接近危机点。非常接近。
在美国国内情况如何？
美国西部也面临类似的问题。随着人口增长和气候模型显示该地区将面临严重问题，我们将如何管理水资源需求？我们必须让整个国家做好应对准备。未来 30 到 50 年，我们可能不得不将大量水资源调运到全国各地。
“未来 30 到 50 年，我们可能不得不将大量水资源调运到全国各地。”
我们从哪里开始？
我们首先需要做的是审视重大的挑战。这些挑战涵盖了新技术的基础材料到系统分析。但我们也需要足够的数据和数据管理系统来了解全国的水-能源界面。一旦了解了这一点，问题就来了，我们要怎么做？
能源部正在采取哪些措施？
我们有一个水-能源技术团队，这涉及到我们所有的项目。它也与我们的国家实验室系统相交叉。在能源换水方面，海水淡化是重头戏。我们也在研究用于热电循环的新型发电系统——例如，以超临界二氧化碳代替蒸汽作为发电厂涡轮机的驱动介质。
大多数可再生能源，除了水力发电，几乎不需要水。而且有大量的回收水或生产出来的水被证明是非常有用的。在水力压裂的情况下，当水可能成为一个问题时，人们必须学会如何再次利用它或以其他方式处理它。
气候变化在其中扮演什么角色？
如果未来世界受气候变化影响更大，那么干旱和洪水将会增多。因此，所有系统都必须能够抵御极端天气。这只是我们所有系统的一个特征。看看“桑迪”飓风发生的情况。它是否是气候变化事件尚有争议，但它确实暴露了沿海人口和基础设施的脆弱性。它造成了巨大的破坏。
我们还能做些什么？
我在新的一次能源系统方面工作了 40 多年。人们的思维模式一直认为，只要能理解问题，就能解决问题。但首先你最好理解它们。并且你最好有一种紧迫感。我们必须开始为未来做准备。我们不能再敷衍了事了。
本文最初发表于 2014 年 6 月的《大众科学》杂志.
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