Pesquisadores do Programa de Energia, Clima e Meio Ambiente do IIASA descobriram que os esforços agrícolas nos países a jusante da Ásia Central, tradicionalmente prejudicados pela falta de água para irrigação durante a estação de crescimento do verão, seriam significativamente impulsionados com um "esquema duplo de armazenamento de água e energia ”, o que também abre caminho para altas participações de geração de energia renovável na região.
Behnam Zakeri, principal autor do artigo de acesso aberto publicado no Journal of Energy Storage , explica o precedente histórico para a situação atual:

"Os cinco países que analisamos na Ásia Central já fizeram parte da União Soviética. Quando sua infraestrutura foi desenvolvida durante esse período, não havia nenhuma consideração de que um dia seriam cinco países separados e independentes. A separação levou a um descompasso entre seus interesses e seus recursos disponíveis”.

Zakeri explica ainda que os países a montante do Tajiquistão e Quirguistão controlam mais de 80% dos recursos de água doce da Ásia Central. Se eles usassem essa água apenas para suas próprias necessidades, a água iria principalmente para a geração de eletricidade em barragens hidrelétricas no inverno, quando a demanda de eletricidade é alta. Essa água fluiria durante as estações frias, quando os países a jusante não precisam de tanta água, mas os deixariam secos no verão, quando a estação agrícola de pico requer água para irrigação.

Julian Hunt, coautor do artigo, diz que a chave para a solução é o desenvolvimento do chamado "esquema duplo de armazenamento de água e energia". O esquema proposto estabelece dois ciclos hidrológicos diferentes em áreas a montante e a jusante ao longo do ano, o que separa a demanda sazonal de água para hidroeletricidade e irrigação.

"Isso pode ser alcançado construindo reservatórios hidrelétricos em áreas a montante, apoiados com armazenamento hidrelétrico bombeado sazonal (SPHS) para armazenar água para geração hidrelétrica e atender às necessidades de energia em países a montante no inverno. Quando essa água atinge altitudes mais baixas, os reservatórios existentes a jusante podem ser empregados. armazenar água até o verão para atender a demanda de água para irrigação em países a jusante", observa.

A nova reviravolta no plano usa o excesso de energia renovável gerada nos trechos mais baixos durante o verão, quando as provisões eólicas e solares são abundantes e a demanda de energia é baixa graças a um clima ameno, para bombear água de altitudes mais baixas de volta ao topo para reutilização em épocas menos abundantes do ano. Esse tipo de armazenamento de energia potencial é uma solução de longa duração muito além da capacidade das baterias, por exemplo. Explorar essa energia limpa abundante economizaria hidroeletricidade para o inverno, quando há menos potencial de geração solar, mas mais demanda por eletricidade, aquecimento e iluminação.

“Neste artigo, propomos soluções integradas de armazenamento intersetorial que podem resolver o descompasso temporal entre as necessidades e a disponibilidade de recursos, o que pode potencialmente resolver os conflitos transfronteiriços de água e energia na região”, diz Zakeri. “Nossa proposta mostra que, com cooperação política e econômica, os investimentos em infraestrutura podem ser feitos em um ou dois países a montante, enquanto os benefícios fluem por toda a região, incluindo a segurança hídrica e energética como viabilizadores do desenvolvimento sustentável”.

Os pesquisadores aplicaram o modelo de otimização de sistemas de código aberto do IIASA, MESSAGEix, para criar o cenário mais acessível para reduzir o CO₂ emissões da geração de eletricidade, garantindo o abastecimento de água.

Hunt também foi o principal autor de um estudo de 2020 publicado na Nature Communications que apresentou um mapa detalhado mostrando um grande número de locais que poderiam se beneficiar de sistemas hidrelétricos bombeados sazonais semelhantes.