Растущие климатические риски климатического решения

Даже когда палящее сухое лето переходит в зиму, призрак засуха отказалась сойти со сцены. В то время как засуха определяется как нехватка водных ресурсов –о чем свидетельствуют исторически низкие уровни реки Миссисипи в прошлом месяце.– это может легко метастазировать в виде недостатка электричества. Вода является «топливом» для гидроэнергетики, которая по-прежнему является ведущим источником возобновляемой электроэнергии, вырабатываемой на планете, и засуха подобна эмбарго на это топливо.

Менеджеры по водоснабжению на реке Колорадо только что предупредил о надвигающемся «сценарии конца света».», где продолжительная засуха остановит выработку электроэнергии на плотине Глен-Каньон. Этот сценарий уже наступил для Плотина Кариба, второй по величине гидроэнергетический проект на юге Африки, который обеспечивает более половины электроэнергии, потребляемой Замбией и Зимбабве. Водохранилище Кариба — построено в 1959 году. самое большое водохранилище в мире по объему- находится на самый низкий уровень в своей истории, что приводит к экстремальным отключение электроэнергии в Зимбабве и нормирование электроэнергии в Замбии.

Поскольку водные кризисы становятся энергетическими кризисами, теперь они также являются кризисами для действий по борьбе с изменением климата. Чтобы помочь добиться обезуглероживания энергии, что имеет решающее значение для достижения климатических целей, многие страны планируют резкое расширение гидроэнергетики, и глобальные энергетические агентства прогнозируют удвоение мировых мощностей к 2050 г.. Тем не менее, из-за уровня изменения климата, который уже назрел, эмбарго на водное топливо для гидроэнергетики, вызванное засухой, вероятно, станет более частым и более распространенным явлением в ближайшие десятилетия.

Другими словами, одно из самых разрекламированных решений климатического кризиса становится менее надежным из-за негативных последствий изменения климата, которые уже происходят. Эта сложная реальность имеет важные последствия для того, как мы управляем существующими водными и энергетическими системами, а также для решений в области изменения климата, выработанных на недавно завершившейся Конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата (COP27).

Прошлым летом, Европе и Китай пережили исторические засухи, которые привели к понижению уровня рек и осушению водохранилищ, которые гидроэнергетические системы используют для выработки электроэнергии. Гидроэнергетика обеспечивает 80% электроэнергии китайской провинции Сычуань и продленная засуха сократила генерацию наполовину. Жара усугубляла проблему, поэтому в то время, когда генерация падала, спрос на электроэнергию для кондиционирования воздуха резко возрастал: спрос на электроэнергию в провинции Сычуань был на 25% по сравнению с тем же периодом 2021 года. В результате десятки тысяч коммерческих потребителей в провинции Сычуань были вынуждены закрыться. на десять дней в августе.

В Европе из-за засухи производство гидроэлектроэнергии сократилось в Италия, Austria, Испания и Португалия.

Юго-запад Соединенных Штатов, похоже, смещается к общему более сухому климату, сигнализируя о долгосрочных проблемах как для водоснабжения, так и для гидроэнергетики. Плотины гидроэлектростанций на реке Колорадо обеспечивают электроэнергией 5 миллионов человек, а их резервуары сокращаются на протяжении десятилетий. Бюро мелиорации сообщило, что почти один из трех шансов, что уровень водохранилища упадет так низко к 2024 году его плотина Глен-Каньон мощностью 1.3 гигаватт перестанет генерировать энергию. Ниже по реке Колорадо засуха уменьшилась. годовая выработка на плотине Гувера на 22% поскольку его резервуар также снижается до уровня «мертвого пула» (отсутствия генерации).

Калифорния обычно получает около 13% своей электроэнергии от гидроэлектростанций, но в засуха, которая снизилась всего до 6%. Такой уровень сокращения создает проблемы для таких мест, как Калифорния и Европа, но с диверсифицированными сетями они могут адаптироваться. А как насчет стран, где гидроэнергетика доминирует в энергосистеме? Засуха 2015 года снизила выработку гидроэлектроэнергии в Замбии в той же степени, что и в Калифорнии. за исключением того, что гидроэнергетика обеспечивает почти всю электроэнергию Замбии! Это означает, что засуха вызвала национальное электричество генерация сократится на 40%, вызывая веерные отключения электроэнергии и огромные экономические потрясения. Этот год обещает быть хуже.

Эти примеры демонстрируют, как засуха может выявить уязвимые места в энергетических и экономических системах, которые в настоящее время зависят от гидроэнергетики. Что действительно должно привлечь наше внимание, так это прогнозы на будущее: что глобальная гидроэнергетика удвоится, чтобы помочь избежать изменения климата, но также и то, что в будущем будет больше засух и нехватки воды из-за последствий изменения климата, которые сейчас неизбежны (сведение к минимуму будущего потепления имеет решающее значение). чтобы избежать еще больших сбоев).

Ассоциация Международное энергетическое агентство прогнозирует, что юг Африки столкнутся с повышенным риском засухи из-за изменения климата и связанными с этим перебоями в гидроэнергетике. В дополнение к периодической засухе изменение климата сделает Замбию в целом более засушливой, что приведет к снижению среднего речного стока и сокращению выработки гидроэлектроэнергии на 20%.

Этот растущий риск не ограничивается Африкой. Недавний учиться в Изменение климата, природы обнаружили, что даже при самом оптимистичном климатическом сценарии более 60% существующих гидроэнергетических проектов находятся в «регионах, где прогнозируется значительное снижение речного стока» к 2050 году, увеличившись до 74% проектов с более сильным потеплением. Я был ведущий автор исследования это показало, что примерно одна треть глобальных гидроэнергетических проектов находится в регионах, где прогнозируется повышенный риск нехватки воды. В двух исследованиях были выявлены схожие регионы, подверженные наибольшему риску, причем оба указывали на Китай, юго-запад США, Мексику, южную Европу и Ближний Восток.

Между тем, четверть всех запланированных гидроэлектростанций приходится на регионы со средним и очень высоким уровнем риска нехватки воды.

Эти нынешние и растущие риски засухи и нехватки воды должны учитываться в планах по борьбе с изменением климата, в том числе вытекающих из COP27. Странам следует планировать свои энергосистемы с низким уровнем выбросов углерода с учетом уровня рисков засухи и дефицита, которые уже «испечены» и/или вероятны при текущих траекториях. Воздействие засухи на энергосистемы в южной части Африки иллюстрирует уязвимость энергосистем на системном уровне, которые сильно зависят от источника, столь уязвимого для климатических нарушений.

Диверсификация источников генерации и устойчивость к изменению климата должны стать основными задачами специалистов по энергетическому планированию. Например, солнечные батареи обычно работают почти на пике своей мощности в жаркие солнечные периоды засухи, когда другие источники выработки электроэнергии испытывают нагрузку (помимо плотин гидроэлектростанций, атомные и тепловые электростанции также могут сокращать выработку электроэнергии во время засухи из-за истощение охлаждающей воды источники).

Гидроэнергетика часто предлагается как способ стабилизации сетей, которые сильно зависят от возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнечная энергия, которые колеблются в зависимости от таких переменных, как погода и цикл дня и ночи. ГАЭС– который поднимает воду из нижнего резервуара в верхний резервуарный «аккумулятор», готовый к работе, когда это необходимо, – может предоставить ту же услугу, с меньшим риском засухи и дефицита, а также в целом с гораздо меньшим негативным воздействием на реки, рыбные хозяйства и сообщества по сравнению к обычной гидроэнергетике.

Гидроэнергетика играет роль в решении климатической проблемы, но крайне важно понимать, что гидроэнергетика сама по себе гораздо более уязвима для климатических изменений по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии, такими как ветер и солнечная энергия. Диверсифицированные низкоуглеродные сети обеспечивают большую устойчивость перед лицом меняющегося климата и гидрологии, и нам нужны новая государственная политика, планирование энергопотребления и финансовые потоки для поддержки их будущего развития.