Climate Change Could Lead To Blackouts & Higher Power Costs On West Coast

Переиздано Платоном

Читают: 0

Первоначально опубликовано Университет штата Северная Каролина.
By Лаура Оленяч

Два новых исследования, проведенные исследователем из Университета штата Северная Каролина, предлагают предварительный обзор того, что могут испытать потребители электроэнергии на Западном побережье в двух разных сценариях будущего: один, когда чрезмерное тепло из-за изменения климата создает нагрузку на энергоснабжение, и другой, когда энергосистема смещается в сторону возобновляемых источников энергии. энергии, в то время как климат следует историческим тенденциям. В обоих случаях они обнаружили, что затраты на электроэнергию и надежность остаются уязвимыми к экстремальным погодным условиям.

«Воздействие изменения климата и экстремальных погодных явлений на энергосистему, в основном в виде засух и волн жары, будет ухудшаться в условиях изменения климата», — сказал он. Джордан Керн, доцент кафедры лесного хозяйства и экологических ресурсов в штате Северная Каролина. «Даже несмотря на то, что энергосистема Западного побережья переходит от ископаемого топлива к ветру и солнечной энергии, эти экстремальные погодные явления по-прежнему будут влиять на надежность системы и цену на электроэнергию».

Опубликовано в журнале Будущее ЗемлиОба исследования прогнозируют будущее энергоснабжение и спрос по разным сценариям. в первое исследованиеИсследователи использовали компьютерные модели для моделирования воздействия изменения климата на нынешнюю энергосистему в Калифорнии и на северо-западе Тихого океана. Они оценили цену и надежность энергосистемы в рамках 11 различных климатических сценариев в период с 2030 по 2060 год, опираясь на многочисленные научные модели того, как климат изменится при «наихудшем сценарии» выбросов ископаемого топлива, а также при другом менее суровом сценарии.

«Стоит рассмотреть наихудший сценарий, даже если есть некоторые свидетельства того, что мир собирается сократить выбросы ископаемого топлива настолько, чтобы избежать этого», — сказал Керн.

Исследователи обнаружили повышенный риск отключений электроэнергии летом и в начале осени, во многом вызванный сильной жарой в Калифорнии, которая вызывает высокий спрос на электроэнергию, поскольку люди охлаждают свои дома. Они прогнозировали, что дефицит электроэнергии будет наблюдаться во всех сценариях, кроме одного, когда изменение климата повлияет на выработку электроэнергии в обоих регионах одновременно.

Однако они отметили, что подобные перебои с электроэнергией будут оставаться относительно редкими. Максимум в худшем случае составил 72 часа перебоев в электроснабжении по всему Западному побережью за 31 год.

«Поскольку становится все жарче, жарче и жарче, а спрос на электроэнергию растет, мы ожидаем, что сеть выйдет из строя», — сказал Керн. «Эти экстремальные жары станут гораздо более серьезными».

Экстремальная жара в Калифорнии также повлияет на цены и поставки электроэнергии на северо-западе Тихого океана. Исторически сложилось так, что регионы разделили власть.

«Если (и это большое «если») исторический обмен электроэнергией продолжится, а в Калифорнии будет высокий спрос на электроэнергию из-за жары, это может привести к тому, что на Тихоокеанском Северо-Западе закончится электричество, поскольку они не смогут удовлетворить их собственные требования», — сказал Керн.

Они также обнаружили, что изменение климата может напрямую повлиять на северо-запад Тихоокеанского региона, ограничив поставки гидроэлектроэнергии, то есть электроэнергии, вырабатываемой водой. Снег служит запасенной энергией, поэтому уменьшение количества снега или изменение сроков таяния снега уменьшают доступную летом энергию.

Наибольшие последствия изменения климата на северо-западе Тихого океана также окажутся в конце лета или начале осени, когда энергосистема уже перегружена. Даже небольшого уменьшения стока рек в сентябре, вызванного изменением климата, а также увеличения летнего спроса на электроэнергию, будет достаточно, чтобы вызвать новые случаи дефицита электроэнергии на северо-западе Тихого океана. Тем не менее, они также прогнозируют, что случаи дефицита электроэнергии на всем западном побережье из-за климатических воздействий только на северо-западе Тихого океана будут редкими.

Помимо вопросов надежности, исследователи также обнаружили, что изменение климата приведет к увеличению цен на электроэнергию. В худшем случае, когда изменение климата повлияет на предложение и спрос на электроэнергию как в Калифорнии, так и на северо-западе Тихого океана, они ожидали большего количества часов, в течение которых оптовая цена на электроэнергию достигнет предела в 1,000 мегаватт в час в Калифорнии, особенно в конце лета. Изменение климата в Калифорнии также окажет значительное влияние на цены на северо-западе Тихого океана.

«Когда цены вырастут до 1,000 долларов за мегаватт-час, это станет сигналом тревоги для сети», — сказал Керн. «Они делают электроэнергию такой дорогой отчасти для того, чтобы стимулировать людей потреблять меньше».

В второе исследованиеИсследователи оценили цены на электроэнергию до 2050 года с добавлением в сеть большего количества возобновляемых источников энергии, предполагая при этом, что электростанции, работающие на природном газе, все еще будут действовать в качестве резервных. Они сравнили пять сценариев для каждого рынка: два сценария, в которых сочетание солнечной и ветровой энергии различалось по стоимости; один сценарий с добавлением большего количества батарей для хранения энергии; сценарий, в котором многие люди переходят на электромобили; и тенденция статус-кво. Они оценили стоимость электроэнергии в этих различных системах за 100 репрезентативных лет как обычных, так и экстремальных погодных явлений, которые могли произойти в исторических климатических условиях – без дополнительного потепления климата.

«Теперь, имея сеть Западного побережья, мы знаем некоторые вещи о том, как она будет работать, поскольку она во многом зависит от гидроэнергетики: засушливый год — плохой, а влажный — хороший», — сказал Керн. «Мы хотели знать: если вы обезуглерожите энергосистему на Западе, добавив электромобили, батареи, солнечную и ветровую энергию, изменится ли эта ситуация вообще?»

Они обнаружили, что даже при использовании возобновляемых источников энергии сильная засуха и жара все равно будут вызывать экстремальные цены: «хорошие» годы самых низких цен обусловлены умеренными температурами и высоким стоком, а самые высокие цены обусловлены сильной жарой или засухой.

«Когда вы думаете о самых худших годах, эти условия по-прежнему будут определяться тем, что движет этими событиями сегодня: нехваткой воды или волной жары в середине лета», — сказал Керн. «Добавление возобновляемой энергии не меняет худший или лучший год, но оно как бы меняет ситуацию в середине».

В Калифорнии будущий сценарий с увеличением энергии ветра привел к самым низким ценам, за которыми следовала солнечная энергия. На северо-западе Тихого океана сценарии с наибольшим количеством ветровой и солнечной энергии имели самые низкие цены. Дефицит поставок будет наиболее частым на пути с наибольшим спросом на электромобили.

«Поскольку сеть использует больше энергии ветра и солнца, цена снижается, поскольку она дешевле и вытесняет природный газ», — сказал Керн. «Исключением является то, что когда у электромобилей высокий спрос на электроэнергию, спрос становится настолько высоким, что ломает систему. В наших моделях такое случается довольно редко, но случается, когда воды мало и стоит жара».

Керн сказал, что сокращение выбросов парниковых газов, которое они прогнозируют в рамках пяти сценариев, было «консервативным»; их модели предусматривают декарбонизацию до 50% к 2050 году, в то время как большинство штатов Западного побережья поставили перед собой цели добиться более существенных изменений как можно скорее.

«Наш ключевой вывод заключался в том, что по мере обезуглероживания энергосистемы вы по-прежнему будете оставаться уязвимыми к воде и теплу», — сказал Керн. «Это система, которая не может убежать от этого».

Учеба, "Влияние изменения климата на динамику межрегионального рынка электроэнергии на западном побережье США,» был опубликован в Интернете в Будущее Земли 7 декабря 2021 г. Помимо Керна, другими авторами были Джой Хилл, Дэвид Э. Рапп, Натали Вуазен и Грегори Чараклис. Исследование было поддержано программой INFEWS Национального научного фонда в рамках премий 1639268 T2 и 170082 T1.

Второе исследование, «Технологические пути могут помочь снизить подверженность сети Западного побережья США гидрометеорологической неопределенности», был опубликован в Интернете в Будущее Земли 28 декабря 2022 г. Помимо Керна, среди других авторов — Якоб Вессель, Натали Вуазен, Константинос Ойконому и Янник Хаас. Исследование финансировалось Управлением науки Министерства энергетики США в рамках программы моделирования многосекторной динамики, Земли и окружающей среды, а также гранта программы INFEWS 1639268 Национального научного фонда.

Источник:

- «Влияние изменения климата на динамику межрегионального рынка электроэнергии на западном побережье США»
- Авторы: Джой Хилл, Джордан Керн, Дэвид Э. Рапп, Натали Вуазен и Грегори Чараклис.
- опубликованный онлайн в Будущее Земли в декабре 7, 2021.
- DOI: 10.1029/2021EF002400
- «Технологические направления могут помочь снизить подверженность сети Западного побережья США гидрометеорологической неопределенности»
- Авторы: Джейкоб Вессель, Джордан Д. Крен, Натали Вуазен, Константинос Ойконому и Янник Хаас.
- опубликованный онлайн в Будущее Земли в декабре 28, 2022.
- DOI: /10.1029/2021EF002187