Des chercheurs du programme IIASA sur l'énergie, le climat et l'environnement ont découvert que les efforts agricoles dans les pays en aval d'Asie centrale, traditionnellement entravés par un manque d'eau pour l'irrigation pendant la saison de croissance estivale, seraient considérablement stimulés par un "système de double stockage de l'eau et de l'énergie". ", ce qui ouvre également la voie à des parts élevées de production d'énergie renouvelable dans la région.

Behnam Zakeri, auteur principal de l'article en libre accès publié dans le Journal of Energy Storage , explique le précédent historique à la situation actuelle :

"Les cinq pays que nous avons examinés en Asie centrale faisaient autrefois partie de l'Union soviétique. Lorsque leur infrastructure a été développée au cours de cette période, il n'était pas envisagé qu'ils seraient un jour cinq pays distincts et indépendants. La séparation a conduit à un décalage entre leurs intérêts et leurs ressources disponibles."

Zakeri explique en outre que les pays en amont du Tadjikistan et du Kirghizistan contrôlent plus de 80% des ressources en eau douce de l'Asie centrale. S'ils n'utilisaient cette eau que pour leurs propres besoins, l'eau servirait principalement à produire de l'électricité dans des barrages hydroélectriques en hiver, lorsque la demande d'électricité est élevée. Cette eau s'écoulerait pendant les saisons froides, lorsque les pays en aval n'ont pas besoin d'autant d'eau, mais les laisseraient au sec en été lorsque leur haute saison agricole nécessite de l'eau pour l'irrigation.

Julian Hunt, co-auteur de l'article, affirme que la clé de la solution est le développement d'un soi-disant "système de stockage double eau-énergie". Le schéma proposé établit deux cycles hydrologiques différents dans les zones en amont et en aval tout au long de l'année, ce qui démêle la demande saisonnière en eau pour l'hydroélectricité et l'irrigation.

"Cela peut être réalisé en construisant des réservoirs hydroélectriques dans les zones en amont soutenus par un stockage hydroélectrique par pompage saisonnier (SPHS) pour stocker l'eau pour la production d'hydroélectricité et répondre aux besoins énergétiques des pays en amont en hiver. Lorsque cette eau atteint des altitudes plus basses, les réservoirs existants en aval peuvent être utilisés. pour stocker l'eau jusqu'à l'été afin de répondre à la demande en eau pour l'irrigation dans les pays en aval », note-t-il.

La nouvelle tournure du plan utilise l'énergie renouvelable excédentaire générée dans les parties inférieures pendant l'été, lorsque les provisions éoliennes et solaires sont abondantes et que la demande d'énergie est faible grâce à un climat doux, pour pomper l'eau des altitudes inférieures vers le haut pour la réutiliser. à des périodes moins abondantes de l'année. Ce type de stockage d'énergie potentielle est une solution de longue durée bien au-delà de la capacité des batteries, par exemple. L'exploitation de cette énergie propre et abondante permettrait d'économiser de l'hydroélectricité pour l'hiver, lorsque le potentiel de production solaire est moindre, mais que la demande d'électricité, de chauffage et d'éclairage est supérieure.

"Dans cet article, nous proposons des solutions de stockage intégrées et intersectorielles qui peuvent résoudre l'inadéquation temporelle entre les besoins et la disponibilité des ressources, ce qui peut potentiellement résoudre les conflits transfrontaliers de l'eau et de l'énergie dans la région", déclare Zakeri. "Notre proposition montre qu'avec une coopération politique et économique, les investissements dans les infrastructures peuvent être réalisés dans un ou deux pays en amont, tandis que les avantages se répercutent dans toute la région, y compris la sécurité de l'eau et de l'énergie en tant que catalyseurs du développement durable."

Les chercheurs ont appliqué le modèle d'optimisation des systèmes open source de l'IIASA, MESSAGEix, pour créer le scénario le plus abordable pour réduire le CO₂ émissions liées à la production d'électricité, tout en garantissant l'approvisionnement en eau.

Hunt était également l'auteur principal d'une étude de 2020 publiée dans Nature Communications qui présentait une carte détaillée montrant un grand nombre d'emplacements qui pourraient bénéficier de systèmes hydroélectriques à pompage saisonniers similaires.