Az éghajlatváltozás áramkimaradásokhoz és magasabb áramköltségekhez vezethet a nyugati parton

Újra kiadta Platón

Követő: 0

Eredetileg a Észak-Karolina Állami Egyetem.
By Oleniacz Laura

Az Észak-Karolinai Állami Egyetem kutatója által vezetett két új tanulmány bemutatja, hogy a nyugati parton mit tapasztalhatnak a villamosenergia-fogyasztók két különböző jövőbeli forgatókönyv szerint: az egyik, amikor az éghajlatváltozás miatti túlzott hőség megterheli az áramellátást, a másik pedig, amikor a hálózat a megújuló energia felé tolódik el. energia, míg az éghajlat a történelmi trendeket követi. Mindkét esetben azt találták, hogy az energiaköltségek és a megbízhatóság továbbra is érzékeny a szélsőséges időjárásra.

"Az éghajlatváltozás és a szélsőséges időjárási jelenségek hálózatra gyakorolt hatásai, főként aszályok és hőhullámok formájában, az éghajlatváltozás hatására egyre rosszabbak lesznek" Jordan Kern, az NC State erdészeti és környezeti erőforrások adjunktusa. "Még akkor is, ha a nyugati part hálózata a fosszilis tüzelőanyagoktól a szél és a napenergia felé tolódik el, ezek a szélsőséges időjárási események továbbra is hatással lesznek a rendszer megbízhatóságára és az energia árára."

Megjelent a folyóiratban A Föld jövője, a két tanulmány külön forgatókönyv szerint vetíti előre a jövőbeli energiaellátást és -keresletet. Ban,-ben első tanulmány, a kutatók számítógépes modellekkel szimulálták az éghajlatváltozás hatását a jelenlegi áramhálózatra Kaliforniában és a Csendes-óceán északnyugati részén. A hálózat árát és megbízhatóságát 11 különböző éghajlati forgatókönyv szerint értékelték 2030 és 2060 között, több tudományos modellre támaszkodva, hogy miként változna az éghajlat a fosszilis tüzelőanyag-kibocsátás „legrosszabb forgatókönyve” mellett, valamint egy másik kevésbé súlyos forgatókönyv.

"A legrosszabb forgatókönyvet érdemes megvizsgálni, még akkor is, ha van bizonyíték arra, hogy a világ eléggé csökkenteni fogja a fosszilis tüzelőanyagok kibocsátását ahhoz, hogy elkerülje" - mondta Kern.

A kutatók azt találták, hogy nyáron és kora ősszel nagyobb az áramkimaradás kockázata, amelyet nagyrészt a kaliforniai szélsőséges hőség okoz, amely nagy áramigényt okoz, amikor az emberek hűtik otthonaikat. Előrejelzésük szerint egy forgatókönyv kivételével az összes forgatókönyvben hiányesemények lesznek, amikor az éghajlatváltozás mindkét régióban egyszerre érinti az energiatermelést.

Megjegyezték azonban, hogy ezek a teljesítményhiányok viszonylag ritkák maradnak. A legrosszabb esetben a maximum 72 órás áramellátási hiány volt a nyugati parton 31 év alatt.

„Ahogy egyre melegebb és melegebb lesz, és egyre nagyobb a villamosenergia-igény, arra számítunk, hogy a hálózat meghibásodik” – mondta Kern. "A szélsőséges hőség sokkal súlyosabb lesz."

A kaliforniai szélsőséges hőség a Csendes-óceán északnyugati részén is befolyásolná az energia árát és kínálatát. Történelmileg a régiók megosztottak hatalmat.

„Ha – és ez egy nagy „ha” – folytatódik a történelmi villamosenergia-csere, és Kaliforniában nagy a villamosenergia-igény a hő miatt, akkor a Csendes-óceán északnyugati részén elfogyhat az áram, mivel nem lesznek képesek kielégíteni. saját igényük – mondta Kern.

Azt is megállapították, hogy az éghajlatváltozás közvetlenül érintheti a Csendes-óceán északnyugati részét azáltal, hogy korlátozza a vízenergia ellátását, amely a vízzel hajtott villamos energia. A hó tárolt energiaként szolgál, így a hó mennyiségének csökkenése vagy a hóolvadás időzítésének változása csökkenti a nyáron rendelkezésre álló energiát.

Az éghajlatváltozás legnagyobb hatásai a Csendes-óceán északnyugati részén szintén a nyár végén vagy kora ősszel jelentkeznének, amikor a hálózat már feszültség alatt van. Még az éghajlatváltozás okozta szeptemberi vízfolyás kismértékű csökkenése, valamint a nyári energiaigény növekedése is elegendő lenne ahhoz, hogy további kiesési eseményeket okozzon a Csendes-óceán északnyugati részén. Mindazonáltal azt is előrevetítették, hogy a nyugati part egészére kiterjedő, a Csendes-óceán északnyugati részének éghajlati hatások miatti hiányesemények ritkák.

A megbízhatóság kérdései mellett a kutatók azt is megállapították, hogy a klímaváltozás növeli az energia árát. A legrosszabb esetben, amikor az éghajlatváltozás hatással van az energiaellátásra és a keresletre Kaliforniában és a Csendes-óceán északnyugati részén is, arra számítottak, hogy több óra alatt az áram nagykereskedelmi ára eléri az 1,000 megawatt/óra felső határt Kaliforniában, különösen a nyár végén. A kaliforniai klímaváltozás jelentős hatással lenne az árakra a csendes-óceáni északnyugati térségben is.

"Ha az árak megawattóránként 1,000 dollárra emelkednek, akkor ez a hálózat kongatja a vészharangot" - mondta Kern. „Részben azért drágítják meg az áramot, hogy kevesebb fogyasztásra ösztönözzék az embereket.”

egy második tanulmány, a kutatók úgy értékelték az áram árát 2050-ig, hogy több megújuló energiaforrás kerüljön a hálózatba, miközben azt feltételezték, hogy a földgázerőművek továbbra is működnének tartalékként. Öt forgatókönyvet hasonlítottak össze minden egyes piacra vonatkozóan: két forgatókönyvet, amelyek költség szerint változtatták a nap- és szélenergia keverékét; egy forgatókönyv több akkumulátorral az energia tárolására; olyan forgatókönyv, amelyben sokan elektromos járműveket alkalmaznak; és a status quo trend. Felmérték az elektromos áram költségét ezekben a különböző rendszerekben 100 reprezentatív év alatt, mind a normál, mind a szélsőséges időjárási eseményeket tekintve, amelyek történelmi éghajlati viszonyok között előfordulhatnak – további éghajlati felmelegedés nélkül.

„A nyugati parti hálózattal most már tudunk bizonyos dolgokat arról, hogy hogyan fog teljesíteni, mert annyira támaszkodik a vízenergiára – hogy a száraz év rossz, a nedves év jó” – mondta Kern. „Amit tudni szerettünk volna: ahogy nyugaton dekarbonizálja a hálózatot, elektromos járműveket, akkumulátorokat, napenergiát és szélenergiát hozzáadva, megváltozik ez egyáltalán?

Még a megújuló energiaforrások esetében is azt találták, hogy a szélsőséges szárazság és hőség továbbra is a szélsőséges árakat eredményezi – a „jó” évekkel a legalacsonyabb árakat az enyhe hőmérséklet és a nagy áramlás, a legmagasabb árak pedig a szélsőséges hőség vagy aszály okozta.

„Ha a legrosszabb évekre gondolunk, ezeket a körülményeket továbbra is az fogja vezérelni, ami ma ezeket az eseményeket mozgatja: a vízhiány vagy a hőhullám a nyár közepén” – mondta Kern. „A megújuló energiaforrások hozzáadása nem változtatja meg a legrosszabb vagy legjobb évet, de egyfajta középre tolja a dolgokat.”

Kaliforniában a megnövekedett szélenergia jövőbeli forgatókönyve a legalacsonyabb árakhoz vezetett, ezt követte a napenergia. A Csendes-óceán északnyugati részén a szél- és a napenergia legnagyobb mennyiségét alkalmazó forgatókönyvek voltak a legalacsonyabb árak. A kínálati hiány a leggyakrabban az elektromos járművek iránti legnagyobb keresletet hordozó útvonalon lenne.

„Mivel a hálózat több szél- és napenergiát használ, az ára csökken, mert olcsóbb, és kiszorítja a földgázt” – mondta Kern. „A kivétel az, hogy amikor nagy az energiaigénye az elektromos járművek iránt, akkor az igény olyan magas lesz, hogy az összetöri a rendszert. Ez meglehetősen ritka a mi modelljeinkben, de akkor fordul elő, ha nincs sok víz és hőhullám van.”

Kern szerint az üvegházhatású gázok kibocsátásának előrejelzése az öt forgatókönyv szerint „konzervatív” volt; modelljeik akár 50%-os szén-dioxid-mentesítést is lehetővé tesznek 2050-ig, míg a legtöbb nyugati parti állam azt tűzte ki célul, hogy minél előbb jelentősebb változtatásokat hajtson végre.

„A legfontosabb megállapításunk az volt, hogy ahogy a hálózat dekarbonizálódik, továbbra is sérülékeny lesz a vízzel és a hővel szemben” – mondta Kern. "Ez egy olyan rendszer, amely nem menekülhet előle."

A tanulmány, "Az éghajlatváltozás hatásai az interregionális villamosenergia-piaci dinamikára az Egyesült Államok nyugati partján,”-ben jelent meg az interneten A Föld jövője 7. december 2021-én. Kern mellett a többi szerző Joy Hill, David E. Rupp, Nathalie Voisin és Gregory Characklis volt. A tanulmányt a National Science Foundation INFEWS programja támogatta a 1639268 T2 és 170082 T1 díjakkal.

A második tanulmány, „A technológiai utak segíthetnek abban, hogy az Egyesült Államok nyugati parti hálózata ki legyen téve a hidrometerológiai bizonytalanságnak” ban jelent meg az interneten A Föld jövője 28. december 2022-án. A többi szerző Kern mellett Jacob Wessel, Nathalie Voisin, Konstantinos Oikonomou és Jannik Haas. A tanulmányt az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériumának Tudományos Hivatala finanszírozta a MultiSector Dynamics, Earth and Environmental System Modeling Program kutatásának részeként, valamint a National Science Foundation INFEWS programjának 1639268-as díját.

Forrás:

- „Az éghajlatváltozás hatásai az interregionális villamosenergia-piaci dinamikára az Egyesült Államok nyugati partján”
- Szerzők: Joy Hill, Jordan Kern, David E. Rupp, Nathalie Voisin és Gregory Characklis
- Közzététel: online be A Föld jövője 7, 2021.
- Doi: 10.1029/2021EF002400
- „A technológiai utak segíthetnek abban, hogy az Egyesült Államok nyugati parti hálózata ki legyen téve a hidrometerológiai bizonytalanságnak”
- Szerzők: Jacob Wessel, Jordan D. Kren, Nathalie Voisin, Konstantinos Oikonomou és Jannik Haas
- Közzététel: online be A Föld jövője 28, 2022.
- Doi: /10.1029/2021EF002187