Naraščajoča podnebna tveganja podnebne rešitve

Tudi ko žgoče, suho poletje bledi proti zimi, je prizor Drought ni hotel zapustiti odra. Medtem ko je suša opredeljena kot pomanjkanje vodnih virov –kar je značilno za zgodovinsko nizko gladino reke Mississippi prejšnji mesec– lahko zlahka metastazira kot pomanjkanje elektrike. Voda je »gorivo« za hidroenergijo, ki je še vedno vodilni vir obnovljive električne energije, proizvedene na planetu, in suša je kot embargo na to gorivo.

Upravljavci voda na reki Kolorado pravkar opozoril na grozeči »scenarij sodnega dne”, kjer bi nadaljnja suša ustavila proizvodnjo električne energije na jezu Glen Canyon. Ta scenarij je že prišel za Jez Kariba, drugi največji hidroenergetski projekt v južni Afriki, ki zagotavlja več kot polovico električne energije, ki jo porabita Zambija in Zimbabve. Karibin rezervoar - zgrajen leta 1959 je največji rezervoar na svetu po prostornini— je pri najnižjo raven v svoji zgodovini, kar ima za posledico ekstremne izpadi električne energije v Zimbabveju in racionalizacija električne energije v Zambiji.

Ker vodne krize postanejo energetske krize, so zdaj tudi krize podnebnih ukrepov. Da bi pomagali doseči razogljičenje energije, ki je ključnega pomena za doseganje podnebnih ciljev, številne države načrtujejo dramatično širitev hidroenergije, svetovne energetske agencije pa napovedujejo podvojitev svetovne zmogljivosti do leta 2050. Vendar pa bodo zaradi stopnje podnebnih sprememb, ki so že vpete, embargi na vodno gorivo zaradi suše verjetno postali pogostejši in bolj razširjeni v prihodnjih desetletjih.

Z drugimi besedami, ena najbolj oglaševanih rešitev za podnebno krizo postaja vse manj zanesljiva zaradi negativnih vplivov podnebnih sprememb, ki se že pojavljajo. Ta zapletena realnost ima pomembne posledice za to, kako upravljamo z obstoječimi vodnimi in energetskimi sistemi ter za rešitve glede podnebnih sprememb, ki izhajajo iz nedavno zaključene konference Združenih narodov o podnebnih spremembah (COP27).

Preteklo poletje, Evropa in Kitajska prestale zgodovinske suše, ki so znižale reke in izsušile rezervoarje, ki jih hidroenergetski sistemi uporabljajo za proizvodnjo električne energije. Hidroelektrarne zagotavljajo 80 % električne energije za kitajsko provinco Sečuan in podaljšana suša zmanjša proizvodnjo za polovico. Vročinski val je še povečal izziv, tako da je hkrati z zmanjševanjem proizvodnje močno naraslo povpraševanje po električni energiji za klimatske naprave: povpraševanje po električni energiji v Sečuanu je bilo 25 % več kot v enakem obdobju leta 2021. Posledično je bilo na desettisoče komercialnih potrošnikov v Sečuanu naročeno, naj zaprejo za deset dni v avgustu.

V Evropi je suša zmanjšala proizvodnjo hidroelektrarn Italija, Avstrija, Španija in Portugalska.

Zdi se, da se jugozahod Združenih držav spreminja v smeri splošnega bolj suhega podnebja, kar nakazuje dolgoročne izzive za oskrbo z vodo in hidroenergijo. Hidroelektrarne na reki Kolorado oskrbujejo z elektriko 5 milijonov ljudi, njihovi rezervoarji pa že desetletja upadajo. Urad za reklamacijo je poročal, da je skoraj ena od treh možnosti, da bodo ravni rezervoarjev padle tako nizko do leta 2024, da bo njen 1.3-gigavatni jez Glen Canyon prenehal proizvajati. Dlje po reki Kolorado se je suša zmanjšala letna proizvodnja iz Hooverjevega jezu za 22 % saj se njegov rezervoar prav tako zmanjšuje proti ravni "mrtvega bazena" (brez proizvodnje).

Kalifornija običajno pridobi približno 13 % svoje električne energije iz hidroelektrarn, vendar med a suša, ki se je zmanjšala na samo 6 %. Ta stopnja zmanjšanja predstavlja izziv za kraje, kot sta Kalifornija in Evropa, vendar se lahko z raznolikimi omrežji prilagodijo. Kaj pa države, kjer v omrežju prevladuje hidroelektrarna? Suša leta 2015 je zmanjšala proizvodnjo hidroelektrarne v Zambiji v podobnem obsegu kot v Kaliforniji, le da vodna energija zagotavlja skoraj vso električno energijo v Zambiji! To pomeni, da je nacionalno elektriko povzročila suša proizvodnja upadla za 40 %. povzročajo neprekinjene izpade električne energije in ogromne gospodarske motnje. Letos se obeta slabše.

Ti primeri kažejo, kako lahko suša razkrije ranljivosti v energetskih in gospodarskih sistemih, ki so trenutno odvisni od hidroenergije. Tisto, kar bi moralo resnično pritegniti našo pozornost, so prihodnje napovedi: da se bo svetovna hidroenergija podvojila, da bi se izognili podnebnim spremembam, pa tudi, da bo v prihodnosti zaradi vplivov podnebnih sprememb, ki so zdaj neizogibni (zmanjšanje prihodnjega segrevanja je ključnega pomena, več suše in pomanjkanja vode). da bi se izognili še večjim motnjam).

O Mednarodna agencija za energijo predvideva, da južna Afrika se bodo zaradi podnebnih sprememb soočili s povečanim tveganjem suše, s tem povezanimi motnjami v hidroelektrarnah. Poleg občasne suše bo Zambija zaradi podnebnih sprememb postala bolj suha, z upadom povprečnih rečnih tokov in 20-odstotnim zmanjšanjem proizvodnje hidroenergije.

To naraščajoče tveganje ni omejeno na Afriko. Nedavna študij v Narava Podnebne spremembe ugotovili, da je tudi po najbolj optimističnem podnebnem scenariju več kot 60 % obstoječih hidroenergetskih projektov v "regijah, kjer se predvideva znatno zmanjšanje pretoka vodotoka" do leta 2050, kar se bo povečalo na 74 % projektov z večjim segrevanjem. jaz sem bil glavni avtor študije ki je ugotovil, da je približno ena tretjina svetovnih hidroenergetskih projektov v regijah, za katere predvidevajo povečano tveganje za pomanjkanje vode. Obe študiji sta identificirali podobne regije, ki so najbolj ogrožene, pri čemer sta obe pokazali na Kitajsko, jugozahodne ZDA, Mehiko, južno Evropo in Bližnji vzhod.

Medtem je četrtina vseh načrtovanih hidroelektrarn v regijah s srednjo do zelo visoko stopnjo tveganja pomanjkanja vode.

Ta sedanja in naraščajoča tveganja za sušo in pomanjkanje vode bi morala biti podlaga za načrte za boj proti podnebnim spremembam, vključno s tistimi, ki izhajajo iz COP27. Države bi morale načrtovati svoje nizkoogljične energetske sisteme glede na raven tveganja suše in pomanjkanja, ki so že »prižgana« in/ali verjetno na sedanjih poteh. Vplivi suše na omrežja v južni Afriki ponazarjajo ranljivost na sistemski ravni elektroenergetskih sistemov, ki so zelo odvisni od vira, tako dovzetnega za podnebne motnje

Diverzifikacija virov proizvodnje in odpornost na podnebne spremembe bi morala postati glavna cilja energetskih načrtovalcev. Na primer, sončni kolektorji na splošno delujejo blizu svoje največje zmogljivosti v vročih, sončnih sušnih obdobjih, ko so drugi viri proizvodnje obremenjeni (poleg jezov hidroelektrarn, jedrskih in termoelektrarn se proizvodnja med sušami lahko zmanjša tudi zaradi izčrpanost hladilne vode viri).

Hidroenergija se pogosto predlaga kot način za stabilizacijo omrežij, ki so močno odvisna od obnovljivih virov, kot sta veter in sonce, ki nihajo glede na spremenljivke, kot sta vreme in cikel dan-noč. Črpalna hidroelektrarna– ki dviguje vodo iz spodnjega rezervoarja v »baterijo« zgornjega rezervoarja, ki je pripravljena za ustvarjanje, ko je to potrebno, lahko zagotovi isto storitev, tako z manjšim tveganjem zaradi suše in pomanjkanja kot tudi na splošno z veliko manjšimi negativnimi vplivi na reke, ribištvo in skupnosti v primerjavi na konvencionalno hidroelektrarno.

Hidroenergija ima vlogo pri reševanju podnebnih izzivov, vendar je nujno razumeti, da je hidroenergija sama veliko bolj občutljiva na podnebne motnje v primerjavi z drugimi obnovljivimi viri energije, kot sta veter in sonce. Raznolika omrežja z nizkimi emisijami ogljika zagotavljajo večjo odpornost glede na spreminjajoče se podnebje in hidrologijo – in potrebujemo nove vladne politike, načrtovanje električne energije in finančne tokove za podporo njihovega prihodnjega razvoja.