تحدي واجهه إدارة المياه في قطاع الطاقة هو عدم توافر موارد المياه بشكل كافٍ لتلبية الاحتياجات المتزايدة للقطاع الطاقي. بالإضافة إلى ذلك، تشمل التحديات الأخرى:
1- التلوث الناجم عن إنتاج الطاقة: لإنتاج الطاقة بشكل فعال، يحتاج المصنعون إلى استخدام المياه بشكل كبير، وهو ما يزيد من تلوث المياه.
2- الديناميكية العالية للاستهلاك: يتزايد الطلب على الطاقة بشكل مستمر، وبالتالي يتزايد الاستهلاك الإجمالي للمياه، وهو ما يجعل من الصعب إدارة الموارد المائية بشكل فعال.
3- الزيادة في درجة الحرارة: يزيد ارتفاع درجة الحرارة من تبخر المياه، وبالتالي يتم تخصيص كميات أصغر من المياه للاستخدام في الصناعات الأخرى.
4- شمولية الطلبات: لتغطية الاحتياجات التي يتبعها القطاع الطاقي، يحتاج المصنعون إلى موارد مائية شاملة، والتي قد تؤدي إلى تنافس بين مختلف الصناعات على الموارد المائية.
5- تغيرات المناخ: يؤثر تغير المناخ وعدم التنبؤ بالأحداث المناخية على الموارد المائية، وبالتالي قد يتسبب في تقليل إنتاج الطاقة بشكل كبير.