اکثر منابع آب روی زمین (۹۷ درصد) در اقیانوس‌ها و ۲.۵ درصد در مناطق قطبی و خاک ذخیره شده‌اند که غیر قابل دسترس هستند و نیم درصد باقی‌مانده توسط ۹۹ درصد از یک تریلیون گونه در کره‌ زمین استفاده می‌شود که مقدار نامتناسبی برای استفاده بشر است. در حال‌حاضر، جمعیت در حال رشد، زیرساخت‌های ضعیف موجود، روش‌های کشاورزی آسیب‌رسان و تغییرات آب‌وهوایی در تشدید این وضعیت و کم‌آبی سالانه نقش دارند.

دو روی سکه کمبود آب

کمبود آب از دو طریق رخ می‌دهد، کمبود فیزیکی آب، زمانی اتفاق می‌افتد که تامین آب از نظر فیزیکی تقاضا را برآورده نکند و ۲۰ درصد جمعیت جهانی را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد و کمبود آب اقتصادی زمانی ایجاد می‌شود که به دلیل کمبود بودجه نمی‌توان از منبع آب کافی استفاده کرد و اغلب ناشی از عدم حاکمیت خوب است. کمبود آب اقتصادی ۲۳ درصد از جمعیت جهان را تحت تاثیر قرار می‌دهد که بیشتر آن مربوط به آفریقاست، به همین دلیل طیف وسیعی از مشاغل نوآوری و فناوری به دنبال حل کمبود آب از طریق کانال‌های مختلف هستند.

تمرکز بر کاهش آب بدون درآمد

یک سوم کل آب آشامیدنی در سراسر جهان را به عللی مانند زیرساخت‌های قدیمی (نشتی لوله‌ها)، عوامل انسانی مانند خطاهای قرائت کنتور و سرقت و فساد از دست می‌دهیم که باعث ناکارآمدی می‌شوند. «آب بدون درآمد» (اختلاف بین حجم آب ورودی به سیستم (شبکه توزیع) و مصارف مجاز با درآمد طی یک سال) میلیون‌ها پوند برای کشورها هزینه دارد و معمولا قیمت به صرفه آن یک نگرانی است. خوشبختانه بسیاری از شرکت‌ها راه حل‌هایی را ایجاد کردند و در حال اجرا هستند که برخی از آنها در ذیل ذکر شده است:

Xylem SmartBallTM، ابزار چند حسگری که بدون نیاز به حفاری پرهزینه، نشت آب را شناسایی و مکان‌یابی می‌کند.

Rand Water، بزرگترین شرکت آب آفریقا با استفاده از این فناوری ۲۲۰۰ کیلومتر خط لوله را بررسی و هر نشت را تا نزدیکترین محل تعیین می‌کند.

شرکت‌های خدمات کم‌مصرف به ندرت بودجه‌ای برای جایگزینی زیرساخت‌ها دارند. در حقیقت، شرکت‌های ایالات‌متحده در ۲۵ سال آینده به یک تریلیون دلار برای جایگزینی تمام زیرساخت‌های نشتی موجود نیاز دارند. شرکت Aegion فناوری‌های آینده‌اندیشی را ابداع کرده که هدف امکان بازسازی موثر خط لوله به جای جایگزینی است.

برای جایگزینی سیستم‌های سنتی از فناوری‌های کنتور آب هوشمند مانند Badger Meters استفاده می‌شود. این فناوری هوشمند شرکت‌ها را قادر می‌سازد تا میزان مصرف آب را بررسی کنند، نشتی آب را شناسایی کرده و دستکاری را در زمان واقعی تشخیص دهند.

حرکت برای دسترسی ۹۷ درصدی

فناوری‌های نمک‌زدایی در مناطق خشک مانند خاورمیانه به کشورها کمک کرده است تا با کمبود فیزیکی آب مقابله کنند. در عربستان سعودی اکنون ۷۰ درصد از آب آشامیدنی با نمک‌زدایی تولید می‌شود. با این حال، نیروگاه‌های نمک‌زدایی با استفاده از ۴ کیلووات ساعت انرژی برای هر متر مکعب آب تولید شده، به انرژی نیاز دارند. اگر  طی دو دهه گذشته هزینه‌ها به‌طور قابل‌توجهی کاهش یافته باشد، باز هم این هزینه برای مشتریان پنج دلار در هر ۱۰۰۰ گالن در مقابل ۱.۵۰ دلار در هر ۱۰۰۰ گالن از یک تامین‌کننده آب معمولی شهری است.

افزایش تولید انرژی خورشیدی این هزینه را کاهش می‌دهد، اگرچه برخی از کارشناسان معتقدند که نمک‌زدایی باید با راه‌حل‌های دیگر همراه شود تا هزینه‌ها به‌طور قابل توجهی کاهش یابد. برای اینکه نمک‌زدایی واقعا مقرون به صرفه باشد، انرژی بازیابی، یک شرکت نوآورانه نمک‌زدایی، راه‌حل‌های بسیار کارآمد و مقیاس پذیر تولید می‌کند که مصرف انرژی و انتشار کربن گیاهان موجود را به حداقل می‌رساند. تا به امروز، ۲ میلیارد دلار در هزینه‌های انرژی صرفه‌جویی شده و ۱۱.۵ میلیون متر دی‌اکسیدکربن از بین رفته است.

گروه محققان در سنگاپور در حال بررسی روش‌های زیست‌تقلید (مبتنی بر طبیعت) هستند تا دریابند، چگونه گیاهان حرا قادر به استخراج آب شیرین از دریا با حداقل انرژی هستند. استفاده مجدد و بازیافت آب می‌تواند کمبود آب در سطح شهرداری و صنایع را کاهش دهد و برای آبیاری باغ‌ها، ذخیره آب‌های زیرزمینی و یا  شست‌وشوی وسایل نقلیه به کار رود.

در دهه گذشته، به‌طور چشمگیری فناوری تصفیه فاضلاب بهبود یافته است. صنایع آب کوریتا (Kurita Water) شرکت آب تایلندی، نمونه بارزی است که سیستم تخلیه مایع صفر (ZLD)، یک فرآیند حلقه بسته را ایجاد کرده است و بدون هیچ تخلیه، آب را تصفیه و استفاده مجدد می‌کند، البته بسیاری از افراد در مورد نوشیدن آب فاضلاب بازیافتی و تصفیه شده تردید دارند. آب خاکستری در استرالیا باعث صرفه‌جویی یک تریلیون لیتر آب شده است.

آبیاری‌ هوشمند

صنعت کشاورزی جهانی از ۷۰ درصد منابع آب شیرین استفاده می‌کند و قسمت عمده‌ای از آن به علت روش‌های ناکارآمد آبیاری به رواناب تبدیل می‌شود. در کشورهای در حال توسعه، سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد (فائو) ابتکاری با عنوان چارچوب جهانی اقدام در مورد کمبود آب در کشاورزی شروع شده است که به کشاورزان کمک می‌کند تا با اثرات تغییر اقلیم و کمبود آب سازگار شوند. در این میان، سیستم‌های آبیاری دقیق و الگوریتم‌های رایانه در کشورهای پیشرفته به امری عادی تبدیل شده و مصرف آب را ۱۰ برابر کاهش داده و از رواناب جلوگیری می‌کنند.

مقابله با کمبود آب در جنوب اروپا

آب با ارزش‌ترین منبع روی زمین است و به‌طور فزاینده‌ای تحت فشار قرار گرفته است. نوآوری، نقشی اساسی در طراحی و توسعه راه‌حل‌های جدید برای کمبود آب دارد که اجرای آنها همیشه آسان نیست. نوآوری برای شکوفایی جامعه ضروری است و بدون آن نمی‌توانیم آینده بهتری بسازیم.

کمبود آب یکی از مهمترین مشکلات به ویژه در جنوب اروپاست، با در نظر گرفتن تغییرات آب‌وهوایی، آب یکی از مهمترین منابع برای کشورهای صنعتی است. رویکرد اقتصاد دایره‌ای در سال ۲۰۲۰ با هدف اصلی کاهش مصرف آب و استفاده از فاضلاب مانند منبع اولیه برای مواد اولیه ثانویه مورد نیاز است. فناوری‌های جدید و رویکردهای نوآورانه برای تبدیل فاضلاب به آب با ارزش افزوده، با کاهش قابل توجه مصرف آب، آغاز می‌شوند.

پیش‌بینی کمبود آب، برای بسیاری از کشورهای پر باران دشوار است، اگرچه با افزایش دمای کره زمین، ممکن است این موارد نیز تکرار شوند. به منظور حل این وضعیت وخیم، سرمایه‌گذاری در شرکت‌های نوآورانه که از راه‌حل‌های برای مقابله با کمبود آب استفاده می‌کنند ضروری است.