Le changement climatique pourrait entraîner des pannes d'électricité et des coûts d'électricité plus élevés sur la côte ouest

Initialement publié par Université d'État de Caroline du Nord.
By Laura Oleniacz

Deux nouvelles études menées par un chercheur de l'Université d'État de Caroline du Nord offrent un aperçu de ce que les consommateurs d'électricité de la côte ouest pourraient vivre dans deux scénarios futurs différents : l'un où la chaleur excessive due au changement climatique met à rude épreuve les alimentations électriques, et l'autre où le réseau se déplace vers les énergies renouvelables. l'énergie tandis que le climat suit les tendances historiques. Dans les deux cas, ils ont constaté que les coûts et la fiabilité de l'électricité restent vulnérables aux conditions météorologiques extrêmes.

"Les impacts du changement climatique et des phénomènes météorologiques extrêmes sur le réseau, principalement sous la forme de sécheresse et de vagues de chaleur, vont s'aggraver avec le changement climatique", a déclaré Jordan Kern, professeur adjoint de ressources forestières et environnementales à NC State. "Même si le réseau de la côte ouest s'éloigne des combustibles fossiles vers l'éolien et le solaire, ces événements météorologiques extrêmes auront toujours un impact sur la fiabilité du système et le prix de l'électricité."

Publiée dans la revue L'avenir de la Terre, les deux études projettent l'offre et la demande futures d'électricité selon des scénarios distincts. Dans le première étude, les chercheurs ont utilisé des modèles informatiques pour simuler les impacts du changement climatique sur le réseau électrique actuel en Californie et dans le nord-ouest du Pacifique. Ils ont évalué le prix et la fiabilité du réseau selon 11 scénarios climatiques différents entre 2030 et 2060, en s'appuyant sur de multiples modèles scientifiques pour déterminer comment le climat changerait dans un «scénario pessimiste» d'émissions de combustibles fossiles et un autre scénario moins grave.

"Le scénario du pire vaut la peine d'être examiné même s'il existe des preuves que le monde va suffisamment réduire les émissions de combustibles fossiles pour l'éviter", a déclaré Kern.

Les chercheurs ont constaté un plus grand risque de pannes d'électricité en été et au début de l'automne, principalement en raison de la chaleur extrême en Californie qui provoque une forte demande d'électricité lorsque les gens refroidissent leurs maisons. Ils ont prévu qu'il y aurait des événements de déficit dans tous les scénarios sauf un où le changement climatique affecterait simultanément la production d'électricité dans les deux régions.

Cependant, ils ont noté que ces pénuries de puissance resteraient relativement rares. Le maximum dans le pire des cas était de 72 heures de pénurie d'électricité sur l'ensemble de la côte ouest sur 31 ans.

"Alors qu'il fait de plus en plus chaud et que la demande d'électricité augmente, nous nous attendons à ce que le réseau tombe en panne", a déclaré Kern. "Ces épisodes de chaleur extrême vont devenir beaucoup plus graves."

La chaleur extrême en Californie affecterait également le prix et l'approvisionnement en électricité dans le nord-ouest du Pacifique. Historiquement, les régions ont partagé le pouvoir.

"Si, et c'est un grand" si ", les échanges historiques d'électricité se poursuivent et que la Californie a une forte demande d'électricité à cause de la chaleur, cela pourrait entraîner une panne d'électricité dans le nord-ouest du Pacifique, car ils ne pourront pas répondre leur propre demande », a déclaré Kern.

Ils ont également constaté que le changement climatique pourrait avoir un impact direct sur le nord-ouest du Pacifique en limitant l'approvisionnement en hydroélectricité, qui est de l'électricité alimentée par l'eau. La neige sert d'énergie stockée, de sorte que les réductions de neige ou les changements dans le moment de la fonte des neiges réduisent l'énergie disponible en été.

Les effets les plus importants du changement climatique sur le nord-ouest du Pacifique se produiraient également à la fin de l'été ou au début de l'automne, lorsque le réseau est déjà stressé. Même de petites diminutions du débit des cours d'eau en septembre causées par le changement climatique, ainsi que des augmentations de la demande d'électricité en été, suffiraient à provoquer davantage d'événements de pénurie dans le nord-ouest du Pacifique. Cependant, ils ont également prévu que les événements de déficit à l'échelle de la côte ouest dus aux impacts climatiques sur le nord-ouest du Pacifique seraient rares.

En plus des problèmes de fiabilité, les chercheurs ont également découvert que le changement climatique augmenterait le prix de l'électricité. Dans le pire des cas où le changement climatique aurait un impact sur l'offre et la demande d'électricité en Californie et dans le nord-ouest du Pacifique, ils s'attendaient à plus d'heures pendant lesquelles le prix de gros de l'électricité atteindrait le plafond de 1,000 XNUMX mégawatts par heure en Californie, en particulier à la fin de l'été. Le changement climatique en Californie aurait également un impact significatif sur les prix dans le nord-ouest du Pacifique.

"Lorsque les prix montent à 1,000 XNUMX $ par mégawattheure, c'est le réseau qui sonne l'alarme", a déclaré Kern. "Ils rendent l'électricité si chère en partie pour inciter les gens à consommer moins."

Dans un deuxième étude, les chercheurs ont évalué le prix de l'électricité jusqu'en 2050 avec davantage de sources d'énergie renouvelables ajoutées au réseau, tout en supposant que les centrales électriques au gaz naturel seraient toujours en place en secours. Ils ont comparé cinq scénarios pour chaque marché : deux scénarios qui variaient le mix solaire et éolien en fonction des coûts ; un scénario avec plus de batteries ajoutées pour stocker de l'énergie ; un scénario dans lequel de nombreuses personnes adoptent des véhicules électriques ; et la tendance au statu quo. Ils ont évalué le coût de l'électricité dans ces différents systèmes sous 100 années représentatives d'événements météorologiques normaux et extrêmes qui pourraient se produire dans des conditions climatiques historiques - sans réchauffement climatique supplémentaire.

"Avec le réseau de la côte ouest maintenant, nous savons certaines choses sur la façon dont il fonctionnera car il dépend tellement de l'hydroélectricité - qu'une année sèche est une mauvaise et une année humide est une bonne", a déclaré Kern. "Ce que nous voulions savoir, c'est : à mesure que vous décarbonez le réseau de l'Ouest, en ajoutant des véhicules électriques, des batteries, du solaire et de l'éolien, cela change-t-il du tout ?"

Même avec les énergies renouvelables, ils ont constaté que la sécheresse et la chaleur extrêmes entraîneraient toujours les prix extrêmes - avec de «bonnes» années de prix les plus bas entraînés par des températures douces et un débit élevé, et les prix les plus élevés entraînés par une chaleur ou une sécheresse extrême.

"Quand vous pensez aux pires années, ces conditions seront toujours motivées par ce qui motive ces événements aujourd'hui : le manque d'eau ou une vague de chaleur au milieu de l'été", a déclaré Kern. "L'ajout d'énergie renouvelable ne change pas la pire ou la meilleure année, mais cela change en quelque sorte les choses au milieu."

En Californie, le scénario futur avec une augmentation de l'énergie éolienne a conduit aux prix les plus bas, suivi du solaire. Dans le nord-ouest du Pacifique, les scénarios avec la plus grande quantité d'énergie éolienne et solaire avaient les prix les plus bas. Les pénuries d'approvisionnement seraient plus fréquentes dans le cadre de la voie la plus demandée en véhicules électriques.

"Comme le réseau utilise plus d'énergie éolienne et solaire, le prix baisse parce qu'il est moins cher, et il élimine le gaz naturel", a déclaré Kern. "L'exception est que lorsque vous avez une forte demande d'énergie des véhicules électriques, la demande devient si élevée qu'elle casse le système. C'est assez rare dans nos modèles, mais ça arrive quand il n'y a pas beaucoup d'eau et qu'il y a une canicule.

Kern a déclaré que les réductions prévues des émissions de gaz à effet de serre dans les cinq scénarios étaient "conservatrices" ; leurs modèles tracent jusqu'à 50% de décarbonisation jusqu'en 2050, tandis que la plupart des États de la côte ouest se sont fixé des objectifs pour effectuer des changements plus substantiels plus tôt.

"Notre principale conclusion était qu'à mesure que le réseau se décarbone, vous resterez toujours avec cette vulnérabilité à l'eau et à la chaleur", a déclaré Kern. "C'est un système qui ne peut pas fuir cela."

L'étude, "Les effets du changement climatique sur la dynamique du marché interrégional de l'électricité sur la côte ouest des États-Unis,» a été publié en ligne dans L'avenir de la Terre le 7 décembre 2021. Outre Kern, les autres auteurs étaient Joy Hill, David E. Rupp, Nathalie Voisin et Gregory Characklis. L'étude a été soutenue par le programme INFEWS de la National Science Foundation sous les prix 1639268 T2 et 170082 T1.

La deuxième étude, "Les voies technologiques pourraient contribuer à l'exposition du réseau de la côte ouest des États-Unis à l'incertitude hydrométéorologique", a été publié en ligne dans L'avenir de la Terre le 28 décembre 2022. Outre Kern, les autres auteurs incluent Jacob Wessel, Nathalie Voisin, Konstantinos Oikonomou et Jannik Haas. L'étude a été financée par le Bureau des sciences du Département américain de l'énergie dans le cadre de la recherche dans le cadre du programme de modélisation de la dynamique multisectorielle, de la terre et des systèmes environnementaux, ainsi que par le prix du programme INFEWS de la National Science Foundation 1639268.

La source:

• • "Les effets du changement climatique sur la dynamique du marché interrégional de l'électricité sur la côte ouest des États-Unis"
  • Auteurs: Joy Hill, Jordan Kern, David E. Rupp, Nathalie Voisin et Gregory Characklis
  • Publié le en ligne dans L'avenir de la Terre sur décembre 7, 2021.
  • DOI: 10.1029/2021EF002400
  • "Les voies technologiques pourraient contribuer à l'exposition du réseau de la côte ouest des États-Unis à l'incertitude hydrométéorologique"
  • Auteurs: Jacob Wessel, Jordan D. Kren, Nathalie Voisin, Konstantinos Oikonomou et Jannik Haas
  • Publié le en ligne dans L'avenir de la Terre sur décembre 28, 2022.
  • DOI: /10.1029/2021EF002187

 

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Source : https://cleantechnica.com/2022/01/19/climate-change-could-lead-to-blackouts-higher-power-costs-on-west-coast/