Perjanjian Iklim Paris terkait pemanasan global memperingatan kelangkaan air merupakan bentuk lain dari perubahan iklim serta dampaknya bagi dunia.

Desalinasi skala besar atau desalinasi air adalah suatu proses di mana air laut diangkut ke fasilitas khusus di mana garam diekstraksi dari air untuk menghasilkan air tawar untuk keperluan esensial dan keperluan minum.

Desalinasi yang memproses air laut dengan tingkat kadar garam yang tinggi sehingga tidak layak konsumsi menjadi air tawar yang dapat dikonsumsi merupakan salah satu alternatif mengatasi krisis ketersediaan air bersih yang sering kali terjadi di Indonesia.

Dengan memanfaatkan air laut dan mengolahnya sebagai air minum berarti juga mengurangi pemakaian air bawah tanah yang diyakini sebagai penyebab utama penurunan tanah di berbagai tempat. Bahkan, tingkat penurunan tanah akibat eksploitasi air tanah yang berlebihan, membuat kita was-was.

Berdasarkan laporan Organisasi Geologi AS, antara tahun 2002 hingga 2015 tercatat 12.500 di 120 negara dunia menghasilkan 14 juta meter kubik air tawar setiap hari. Ini sebenarnya kurang dari 1% dari total konsumsi air di dunia. Negara-negara yang sangat tergantung pada pabrik desalinasi termasuk Arab Saudi, Kuwait, Uni Emirat Arab, Qatar, Bahrain, Libya dan Aljazair. Sebaliknya, di antara negara-negara maju, Amerika Serikat adalah konsumen terbesar pabrik desalinasi, dengan sebagian besar pabrik desalinasi di California dan bagian dari Florida.

 Menurut studi pemasaran yang dilakukan oleh Pike Research Institute, investasi di sektor air tawar pada 2010 berjumlah  8,3 miliar dolar per tahun, naik menjadi 16,6 miliar dolar pada 2016. Ada prediksi kuat bahwa dalam waktu dekat Timur Tengah dan Afrika Utara akan menjadi pusat global untuk pabrik desalinasi.

Tetapi salah satu masalah utama dengan desalinasi adalah bahwa desalinasi mengkonsumsi banyak energi dan karenanya membutuhkan banyak biaya, dan apa yang tidak diragukan lagi mengarah pada pelepasan jumlah gas rumah kaca yang tinggi mempercepat tren perubahan iklim saat ini. Akibatnya, banyak pakar lingkungan dan aktivis bereaksi terhadap pembangunan pabrik sebesar itu.

Namun pada tahun 2011, Uni Emirat Arab mulai menguji sistem desalinasi air tenaga surya yang tidak hanya lebih hijau, tetapi juga lebih murah. Saat ini, startup WaterFX yang berbasis di California telah mengembangkan sistem desalinasi surya yang bisa menjadi langkah maju.

Dua metode utama desalinasi air adalah: pertama, desalinasi termal (menggunakan energi termal untuk memisahkan produk destilasi dari air payau), yang mencakup distilasi multi-tahap (MED), distilasi multi-tahap rapid distilasi (MSF) dan distilasi dengan kepadatan uap mekanis ( MVC). Metode lain adalah pemisahan membran reverse osmosis (RO), yang menggunakan pompa membran dan energi untuk memisahkan garam dari air. Metode ini umum di rumah dan bisnis.

Listrik digunakan dalam sistem berbasis membran dan energi termal digunakan untuk sistem destilasi. Beberapa pembangkit listrik hibrida menggunakan metode berbasis membran dan berbasis distilasi dalam kombinasi. Sebagian besar pabrik desalinasi di dunia menggunakan bahan bakar fosil untuk energi, tetapi lebih baik menggunakan energi nuklir daripada bahan bakar fosil. Reaktor modular kecil (SMR) ideal untuk ini; Karena mereka menyediakan energi panas dan listrik tanpa menghasilkan gas rumah kaca.

Hanya 15 dari ribuan pembangkit listrik air tawar di dunia saat ini yang menggunakan energi nuklir. Kapal-kapal Angkatan Laut yang menggunakan energi nuklir juga menggunakan energi yang sama untuk menghilangkan garam air laut. Reaktor modular kecil seperti NuScale memungkinkan lokasi grid yang lebih kecil dan infrastruktur yang lebih terbatas untuk menambah air dan kapasitas listrik baru ke koleksi mereka dalam skala kecil, memungkinkan negara untuk memilikinya di mana pun mereka dibutuhkan. Siapkan area yang berbeda.

Metode lain yang direkomendasikan untuk kelangkaan air adalah "mengekstrak air dari kabut," yang mungkin tampak aneh pada awalnya. Tetapi ada beberapa jenis kumbang malam di Gurun Namib di Afrika Selatan yang menyediakan air yang mereka butuhkan. Tenebrionidae adalah serangga kecil yang hidup dalam kondisi gurun yang keras dan kering, dan cangkang keras serangga membuatnya menjadi pengumpul air.

Cangkang keras kumbang memiliki alur kecil di mana air dikompresi dan dipindahkan ke mulut kumbang. Kumbang dapat menjebak kelembaban udara atau kabut dengan meletakkannya di atas angin. Dalam hal ini, posisinya sama pentingnya dengan permukaan yang menyerap air. Selain itu, cangkang kumbang ini terbuat dari lilin yang lembut mirip dengan Teflon, sehingga air mudah mengalir dari tubuh ke mulut kumbang.

Setiap panel dapat mengekstraksi 150 hingga 750 liter air tawar per hari. Dengan cara yang sama, proses serupa dapat digunakan secara artifisial. Alat untuk menjebak kabut pada dasarnya adalah jaring besar atau jaring yang meniru perilaku kumbang yang jelek. Dalam beberapa dekade terakhir, metode seperti ini telah digunakan di Pegunungan Andes di Amerika Latin, menyediakan air yang signifikan bagi kota-kota dengan curah hujan rendah. Metode ini bahkan telah berhasil diuji di daerah paling kering di dunia, termasuk Gurun Atacama di Chili.

Teknologi ini telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir, dan sebuah perusahaan Kanada ingin meluncurkan mesinnya di beberapa daerah kering dan lembab di dunia. Menurut penelitian oleh para peneliti di Universitas Columbia, antara 2 dan 100 jaring jala digunakan dalam proyek pengumpulan air, dan tergantung pada lokasinya, setiap panel fogging dapat menyimpan dan mengekstraksi 150 hingga 750 liter air tawar per hari selama musim kabut.

Selain itu air yang berhasil dikumpulkan melalui metode ini selaras dengan standar yang dikeluarkan Organisasi Kesehatan Dunia (WHO) terkait air sehat dan organisasi ini mengakui air yang dihasilkan dari proses pengumpulan embun.

Selain sistem ekstraksi air dari kabut, ada mesin yang mampu memproduksi air dari udara. Sistem ini dapat digunakan di wilayah yang iklimnya kurang tepat bagi kabut. Sistem ini mengumpulkan air dari kelembaban udara dan embun. Salah satu perusahaan yang aktif di bidang ini, meski terbukti mampu mengumpulkan air dari beragam iklim, namun terkait mekanisme pemanfaatan teknologinya bertindak tertutup.

Pejabat perusahaan ini hanya menjelaskan bahwa sistem mereka mampu mengumpulkan air ratusan hingga ribuan galon perhari dari udara. Mereka menempatkan mesin raksasanya di wilayah seperti Haiti dan Arab Saudi. Wilayah yang menurut perwakilan perusahaan ini setiap harinya berhasil dikumpulkan 600 galon air minum.

Hujan buatan, metode lain bagi dunia yang kekurangan air. Saat ini ada perusahaan yang meyakini mampu melawan kekeringan dengan hujan buatan. Mereka mengklaim bahwa dengan memanfaatkan teknologi Ionisasi dan jaringan menara, mampu menciptakan hujan buatan di radius 24 km seperti metode alami dan meningkatkan tingkat curah hujan dari 50 hingga 400 persen.

Ide hujan buatan dapat dimanfaatkan untuk menjamin kebutuhan air  bagi pertanian atau air minum tanpa membutuhkan bahan kimia dan awan.

Cloud Seeding (penyemaian buatan atau hujan buatan), yang telah diuji di banyak negara di dunia, adalah pendekatan cerdas untuk cloud dan sistem cloud untuk meningkatkan curah hujan di awan di mana proses presipitasi terbentuk dan berjalan. Dengan kata lain, produksi hujan disebut "penyemaian awan" menggunakan tindakan artifisial apa pun yang terkait dengan stimulasi dan perubahan dalam proses internal awan. Cloud fertility biasanya dilakukan dengan menambahkan zat tertentu yang disebut agen kesuburan.

Untuk membuat hujan rekayasa harus diperhatikan sejumlah faktor seperti awan, kelembaban, suhu dan seluruh kondisi iklim. Penyemaian awan secara teratur dapat meningkatkan tingkat curah hujan 5-25 persen. Terkait penyemaian awan buatan, faktor penyemaian berbeda berdasarkan suhu udara. Bahan kimia yang paling umum digunakan untuk penyemaian awan meliputi perak iodida, kalium iodida, dan es kering (karbon dioksida padat). Propana cair, yang mengembang menjadi gas, juga telah digunakan. Ini dapat menghasilkan kristal es pada suhu yang lebih tinggi daripada perak iodida. Setelah penelitian yang menjanjikan, penggunaan bahan higroskopis, seperti garam dapur, menjadi lebih populer.

Namun teknologi ini memiliki beberapa masalah. Banyak ahli telah menyarankan bahwa penggunaan metode penyemaian awan dapat menyebabkan perubahan dalam pola iklim. Juga, kesuburan awan tidak bisa sangat berguna dalam kasus kekeringan parah. "Karena kurangnya awan, tidak cukup air yang dapat disuplai ke daerah kering," kata Arlan Hoggins, seorang ilmuwan iklim di Desert Research Institute di Nevada. Juga, waktu terbaik untuk menyuburkan awan adalah ketika ada kebutuhan untuk curah hujan normal dan lebih tinggi, setelah itu air tambahan dapat disimpan untuk waktu kekeringan.