Rosnące ryzyko klimatyczne związane z rozwiązaniem klimatycznym

Nawet gdy upalne, suche lato przechodzi w zimę, widmo susza odmówiła opuszczenia sceny. Podczas gdy suszę definiuje się jako brak zasobów wodnych –o czym świadczy historycznie niski poziom rzeki Mississippi w zeszłym miesiącu– może łatwo dać przerzuty jako brak elektryczności. Woda jest „paliwem” dla elektrowni wodnych, wciąż wiodącego źródła odnawialnej energii elektrycznej wytwarzanej na planecie, a susza jest jak embargo na to paliwo.

Zarządcy wody na rzece Kolorado po prostu ostrzegł przed zbliżającym się „scenariuszem zagłady”.”, gdzie ciągła susza zatrzymałaby wytwarzanie energii elektrycznej w zaporze Glen Canyon. Ten scenariusz już nadszedł Zapora Kariba, drugi co do wielkości projekt hydroenergetyczny w południowej Afryce, który dostarcza ponad połowę energii elektrycznej zużywanej przez Zambię i Zimbabwe. Zbiornik Kariby – zbudowany w 1959 r największy zbiornik na świecie pod względem objętości— jest na najniższy poziom w swojej historii, powodując ekstremalne przerwy w dostawie prądu do Zimbabwe i racjonowanie energii w Zambii.

Ponieważ kryzysy wodne stają się kryzysami energetycznymi, są teraz również kryzysami działań na rzecz klimatu. Aby pomóc w dekarbonizacji energii, która ma kluczowe znaczenie dla osiągnięcia celów klimatycznych, wiele krajów planuje radykalną ekspansję energii wodnej, a globalne agencje energetyczne przewidywać podwojenie globalnej zdolności produkcyjnej do 2050 r. Jednak ze względu na poziom zmian klimatycznych, które już się zagoiły, spowodowane suszą embarga na paliwo wodne dla elektrowni wodnych prawdopodobnie staną się częstsze i bardziej rozpowszechnione w nadchodzących dziesięcioleciach.

Innymi słowy, jedno z najbardziej reklamowanych rozwiązań kryzysu klimatycznego staje się coraz mniej niezawodne z powodu już trwających negatywnych skutków zmian klimatycznych. Ta skomplikowana rzeczywistość ma istotne implikacje dla sposobu, w jaki zarządzamy istniejącymi systemami wodnymi i energetycznymi, a także dla rozwiązań dotyczących zmian klimatu, wynikających z niedawno zakończonej Konferencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian klimatu (COP27).

Zeszłego lata Europie i Chiny przetrwały historyczne susze, które obniżyły poziom rzek i osuszyły zbiorniki wodne, które wykorzystują systemy hydroenergetyczne do wytwarzania energii elektrycznej. Energia wodna dostarcza 80% energii elektrycznej dla chińskiej prowincji Syczuan i wydłużone cięcie suszy o połowę. Fala upałów spotęgowała wyzwanie, więc w tym samym czasie, gdy produkcja spadała, gwałtownie wzrastało zapotrzebowanie na energię elektryczną do klimatyzacji: zapotrzebowanie na energię elektryczną w Syczuanie było wzrost o 25% w porównaniu z tym samym okresem w 2021 r. W rezultacie dziesiątkom tysięcy konsumentów komercyjnych w Syczuanie nakazano zamknięcie przez dziesięć dni w sierpniu.

W Europie susza spowodowała spadek produkcji energii wodnej Włochy, Austria, Hiszpania i Portugalia.

Wydaje się, że południowo-zachodnie Stany Zjednoczone się zmieniają w kierunku ogólnie bardziej suchego klimatu, sygnalizując długoterminowe wyzwania zarówno dla zaopatrzenia w wodę, jak i energii wodnej. Tamy hydroenergetyczne na rzece Kolorado dostarczają elektryczność 5 milionom ludzi, a ich zbiorniki podupadają od dziesięcioleci. Biuro Rekultywacji poinformowało, że jest blisko jedna trzecia szans na to, że poziom w zbiornikach spadnie do tak niskiego poziomu do 2024 r. jego tama Glen Canyon o mocy 1.3 gigawata przestanie generować energię. W dole rzeki Kolorado susza się zmniejszyła roczna generacja z Zapory Hoovera o 22% ponieważ jego zbiornik również spada w kierunku poziomu „martwej puli” (brak generacji).

Kalifornia zwykle uzyskuje około 13% swojej energii elektrycznej z energii wodnej, ale w ciągu ok susza, która spadła do zaledwie 6%. Taki poziom redukcji stanowi wyzwanie dla miejsc takich jak Kalifornia i Europa, ale dzięki zróżnicowanym sieciom mogą się one dostosować. A co z krajami, w których energia wodna dominuje w sieci? Susza z 2015 roku zmniejszyła produkcję energii wodnej w Zambii w podobnym stopniu jak w Kalifornii, z wyjątkiem energii wodnej zapewnia prawie całą energię elektryczną Zambii! Oznacza to, że susza spowodowała krajową energię elektryczną spadek generacji o 40%, powodując ciągłe przerwy w dostawie prądu i ogromne zakłócenia gospodarcze. Ten rok zapowiada się gorzej.

Te przykłady pokazują, w jaki sposób susza może ujawnić słabe punkty w systemach energetycznych i ekonomicznych, które obecnie zależą od energii wodnej. To, co naprawdę powinno przykuć naszą uwagę, to prognozy na przyszłość: że globalna energia wodna podwoi się, aby pomóc uniknąć zmian klimatu, ale także, że w przyszłości zobaczymy więcej susz i niedoborów wody z powodu skutków zmian klimatycznych, których obecnie nie da się uniknąć (minimalizacja przyszłego ocieplenia ma kluczowe znaczenie aby uniknąć jeszcze większych zakłóceń).

Połączenia Międzynarodowa Agencja Energii przewiduje, że południowa Afryka stanie w obliczu zwiększonego ryzyka suszy z powodu zmiany klimatu, z towarzyszącymi zakłóceniami w elektrowniach wodnych. Oprócz okresowych susz, zmiany klimatyczne spowodują, że Zambia będzie bardziej sucha, ze spadkiem średniego przepływu rzek i 20% redukcją produkcji energii wodnej.

To rosnące ryzyko nie ogranicza się do Afryki. niedawny Studiować w Zmiany klimatyczne natura odkryli, że nawet w najbardziej optymistycznym scenariuszu klimatycznym ponad 60% istniejących projektów hydroenergetycznych znajduje się w „regionach, w których przewiduje się znaczne spadki przepływu” do 2050 r., wzrastając do 74% projektów z większym ociepleniem. byłem główny autor badania z którego wynika, że ​​około jedna trzecia globalnych projektów hydroenergetycznych jest realizowana w regionach, w których przewiduje się zwiększone ryzyko niedoboru wody. W dwóch badaniach zidentyfikowano podobne regiony najbardziej zagrożone, przy czym oba wskazywały na Chiny, południowo-zachodnie Stany Zjednoczone, Meksyk, południową Europę i Bliski Wschód.

Tymczasem jedna czwarta wszystkich planowanych tam hydroenergetycznych znajduje się w regionach o średnim lub bardzo wysokim ryzyku niedoboru wody.

Te obecne i rosnące zagrożenia suszą i niedoborem wody powinny stanowić podstawę planów przeciwdziałania zmianom klimatycznym, w tym zmian wynikających z COP27. Kraje powinny planować swoje niskoemisyjne systemy energetyczne z uwzględnieniem poziomu ryzyka suszy i niedoborów, które już są „upieczone” i/lub prawdopodobnie znajdują się w ramach obecnych trajektorii. Wpływ suszy na sieci w południowej Afryce ilustruje podatność systemów elektroenergetycznych na poziomie systemowym, które są w dużym stopniu zależne od źródła tak podatnego na zakłócenia klimatyczne

Dywersyfikacja źródeł wytwarzania i odporność klimatyczna powinny stać się głównymi celami planistów energetycznych. Na przykład panele fotowoltaiczne zazwyczaj działają w pobliżu szczytowej wydajności podczas gorących, słonecznych okresów suszy, kiedy inne źródła wytwarzania są obciążone (poza zaporami wodnymi, w elektrowniach jądrowych i cieplnych również produkcja może być ograniczona podczas susz z powodu wyczerpanie wody chłodzącej źródła).

Energia wodna jest często proponowana jako sposób na stabilizację sieci, które są w dużym stopniu uzależnione od odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce, które zmieniają się w zależności od zmiennych, takich jak pogoda i cykl dnia i nocy. Elektrownie szczytowo-pompowe– który podnosi wodę z dolnego zbiornika do „baterii” zbiornika górnego gotowej do wytworzenia w razie potrzeby – może świadczyć tę samą usługę, zarówno przy niższym ryzyku suszy i niedoborów, jak i ogólnie znacznie mniejszym negatywnym wpływie na rzeki, łowiska i społeczności w porównaniu do konwencjonalnej energii wodnej.

Energia wodna odgrywa rolę w rozwiązywaniu problemów klimatycznych, ale konieczne jest zrozumienie, że sama energia wodna jest znacznie bardziej podatna na zakłócenia spowodowane klimatem w porównaniu z innymi odnawialnymi źródłami energii, takimi jak wiatr i słońce. Zdywersyfikowane, niskoemisyjne sieci zapewniają większą odporność na zmieniający się klimat i hydrologię. Potrzebujemy nowych polityk rządowych, planowania energetycznego i przepływów finansowych, aby wesprzeć ich przyszły rozwój.