（1） 原水提取及輸送：除少量采用重力流取水的地表水源，絕大多數(shù)水源（包括地表水、地下水、海水、再生水及外調水）都需要泵站將原水提升輸送至自來水廠。由于取水點和受水點往往存在一定的高差，外調水的輸水能耗一般較高。例如，美國加州西岸城市調水工程的輸水能耗約2.5kWh/m3。
（2） 制水：常規(guī)自來水廠通過沉淀、過濾、消毒等工藝流程將原水進行凈化并達到國家飲用水標準，其主要能耗來自泵站（將原水提升進入反應池、出場水加壓輸送至市政管網(wǎng)）和制水工藝流程。海水淡化和再生水利用由于制水工藝不同，制水能耗比常規(guī)自來水要高。
（3） 配水：自來水配水系統(tǒng)通過泵站加壓將自來水輸送至用水戶。主要能耗為泵站能耗。
（4） 污水的收集、處理及排放：污水通過污水管網(wǎng)被輸送至污水處理廠進行物化和生化處理。主要的耗能環(huán)節(jié)為泵站、風機、生化處理及深度處理（如臭氧或紫外消毒、膜處理等）。不同供水基礎設施建設的能耗和碳足跡差異較大，由于數(shù)據(jù)信息獲取有限，本研究僅考慮取水和制水過程中的運行消耗，以下簡稱制水能耗。
城市水系統(tǒng)的能源消耗及其能源管理在歐美國家已經(jīng)受到關注。以英國為例，自來水制水能耗為0.12kWh/m3，污水處理能耗約為0.21kWh/m3，但是居民生活（主要是熱水）能耗卻高達2.66kWh/m3，占到了整個城市水系統(tǒng)的89%。為了幫助實現(xiàn)英國低碳發(fā)展目標，英國水務辦公室（Ofwat）從2008年開始要求所有城市水基礎設施規(guī)劃必須評估各類水源的供水能耗及碳排放。為此，英國環(huán)境保護署發(fā)布《水務行業(yè)溫室氣體排放測算指南》（以下簡稱《指南》）以及“水資源碳足跡計算工具”，用于指導水務企業(yè)核算壽命周期（包括項目建設、原料獲取及生產(chǎn)過程等）的溫室氣體排放。該計算器內(nèi)嵌了多種計算模型，能夠測算包括常規(guī)水資源（地下水、地表水）、非常規(guī)水資源（海水/苦咸水淡化、雨水利用、再生水）及配水系統(tǒng)（配水壓力、管網(wǎng)漏損）的相關能耗，并將碳排放成本自動納入項目的總體預算。通過碳排放核算，水務行業(yè)不僅能幫助實現(xiàn)政府主導的碳減排計劃，而且能通過降低能耗節(jié)省運行費用。英國南方水務集團在制定其水務發(fā)展計劃（2010-2015年）時就利用水資源碳足跡計算工具測算了70多種情景之下的供水碳排放，并作為其決策支持的重要依據(jù)（專欄1）。
無論是外調水工程，還是非常規(guī)水資源的開發(fā)，城市的水資源結構已經(jīng)在悄然發(fā)生變化，而且城市的水資源戰(zhàn)略也將隨著人口增長與經(jīng)濟發(fā)展變得更加多元化和復雜化。應當注意的是，城市供水水源類型的改變不僅僅是一個簡單的供水問題，同時也將牽涉到城市供水系統(tǒng)的能源消耗和碳排放問題。不同類型的水資源具有不同的能耗，例如，海水淡化的單位制水能耗是常規(guī)地表水源的5-10倍。圖2-3是美國加州大學對南加州各類水源的能耗分析14，可以看到不同水源的制水能耗差距高達10倍之多15。而加州目前20%的電力和30%的天然氣被消耗于水的生產(chǎn)、運輸和使用16，所以說城市水系統(tǒng)對能源需求的影響已經(jīng)不容忽視。
因而，城市水源選擇不僅是一個單純的水問題，更是一個能源問題。不同的水源組合會對城市的能源需求及溫室氣體排放產(chǎn)生影響。供水系統(tǒng)將成為城市低碳發(fā)展不可缺少的重要組成部分，尤其是嚴重缺水的城市。對于青島市這樣的海灣缺水城市，雖然目前制水能耗只占全社會用電量的1%（如果考慮配水能耗以及污水處理，則城市水系統(tǒng)的總能耗估計可以達到全社會用電量的4%-5%）17，但隨著調水和海水淡化的增加，若水源配置不合理，將會導致供水系統(tǒng)碳足跡的激增，從而加劇城市發(fā)展與水源供給、能源消耗之間的矛盾。因此，在青島市開展城市水源選擇配置中的水資源-能源關聯(lián)對于青島市的低碳發(fā)展以及其他缺水城市的水資源管理都具有重要的現(xiàn)實意義。
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