Зростаючі кліматичні ризики кліматичного рішення

Навіть коли пекуче сухе літо зникає назустріч зими, примара Засуха відмовилася виходити зі сцени. Хоча посуха визначається як брак водних ресурсів,про що свідчить історично низький рівень річки Міссісіпі минулого місяця– може легко метастазувати через брак електрики. Вода є «паливом» для гідроенергетики, яка все ще є провідним джерелом відновлюваної електроенергії, що виробляється на планеті, і посуха схожа на ембарго на це паливо.

Водні менеджери на річці Колорадо просто попередив про загрозливий «сценарій кінця світу».», де тривала посуха призведе до зупинки виробництва електроенергії на дамбі Глен-Каньйон. Цей сценарій вже надійшов Гребля Каріба, другий за величиною гідроенергетичний проект на півдні Африки, який забезпечує більше половини електроенергії, що споживається Замбією та Зімбабве. Водосховище Кариба—побудоване в 1959 році найбільше водосховище в світі за об'ємом— знаходиться на найнижчий рівень у своїй історії, внаслідок чого крайні відключення електроенергії в Зімбабве та нормування електроенергії в Замбії.

Оскільки водні кризи стають енергетичними кризами, тепер вони також є кризами кліматичних дій. Щоб допомогти досягти декарбонізації енергії, яка є центральною для досягнення кліматичних цілей, багато країн планують різке розширення гідроенергетики, а глобальні енергетичні агентства прогнозують подвоєння глобальної потужності до 2050 року. Проте через рівень кліматичних змін, які вже запеклися, ембарго на водне паливо для гідроенергетики, викликане посухою, ймовірно, стане більш частим і поширеним у найближчі десятиліття.

Іншими словами, одне з найбільш рекламованих рішень кліматичної кризи стає менш надійним через негативні наслідки зміни клімату, які вже мають місце. Ця складна реальність має важливі наслідки для того, як ми керуємо існуючими водними та енергетичними системами, а також для рішень щодо зміни клімату, які випливають із нещодавно завершеної Конференції ООН зі зміни клімату (COP27).

Минулого літа, Європа та Китай пережили історичні посухи, які знизили рівень річок і осушили водосховища, які гідроенергетичні системи використовують для виробництва електроенергії. Гідроенергетика забезпечує 80% електроенергії для китайської провінції Сичуань і подовжена посуха скоротила генерацію вдвічі. Хвиля спеки ускладнила проблему, тому в той же час, коли виробництво зменшувалося, попит на електроенергію для кондиціонування повітря різко зріс: попит на електроенергію в Сичуані був зросла на 25% порівняно з тим самим періодом 2021 року. У результаті десяткам тисяч комерційних споживачів у Сичуані було наказано відключитися за десять днів серпня.

У Європі посуха призвела до зниження виробництва гідроенергії Італія, Австрія, Іспанія та Португалія.

Південно-західні Сполучені Штати, здається, змінюються до загального більш сухого клімату, що сигналізує про довгострокові проблеми як для водопостачання, так і для гідроенергетики. Дамби гідроелектростанцій на річці Колорадо забезпечують електроенергією 5 мільйонів людей, а їхні водосховища десятиліттями зменшуються. У Бюро меліорації повідомили, що є майже один із трьох шансів, що рівень водойми впаде настільки низько до 2024 року його гребля Глен-Каньйон потужністю 1.3 гігават перестане виробляти електроенергію. Далі вниз по річці Колорадо посуха зменшилася річна генерація від дамби Гувера на 22% оскільки його резервуар також знижується до рівня «мертвого басейну» (без генерації).

Каліфорнія зазвичай отримує близько 13% своєї електроенергії з гідроенергії, але протягом a посуха, яка зменшилася лише до 6%. Цей рівень скорочення створює проблеми для таких місць, як Каліфорнія та Європа, але завдяки диверсифікованим мережам вони можуть адаптуватися. А як щодо країн, де гідроенергетика домінує в системі? Посуха 2015 року зменшила виробництво гідроенергії в Замбії так само, як і в Каліфорнії, Крім того, гідроенергетика забезпечує майже всю електроенергію Замбії! Це означає, що посуха спричинила національне електропостачання генерація знизиться на 40%, спричиняючи постійні відключення електроенергії та величезні економічні зриви. Цей рік має бути гіршим.

Ці приклади демонструють, як посуха може виявити вразливі місця в енергетичних та економічних системах, які зараз залежать від гідроенергетики. Що справді має привернути нашу увагу, так це майбутні прогнози: глобальна гідроенергетика подвоїться, щоб уникнути зміни клімату, а також те, що в майбутньому буде більше посухи та дефіциту води через наслідки зміни клімату, які зараз неминучі (мінімізація майбутнього потепління має вирішальне значення щоб уникнути ще більших збоїв).

Команда Міжнародне енергетичне агентство прогнозує, що південна Африка зіткнеться з підвищеним ризиком посухи через зміну клімату, що супроводжуватиметься перебоями в роботі гідроенергетики. Крім періодичної посухи, зміна клімату зробить Замбію більш сухою в цілому, зі зниженням середнього стоку річки та скороченням виробництва гідроенергії на 20%.

Цей зростаючий ризик не обмежується лише Африкою. Недавній вчитися в Зміна клімату природи виявили, що навіть за найоптимістичнішого кліматичного сценарію понад 60% існуючих гідроенергетичних проектів знаходяться в «регіонах, де прогнозується значне зниження стоку» до 2050 року, що зросте до 74% проектів із більшим потеплінням. я був провідний автор дослідження який виявив, що приблизно одна третина глобальних гідроенергетичних проектів здійснюється в регіонах, які, за прогнозами, мають підвищений ризик дефіциту води. Два дослідження виявили подібні регіони найбільшого ризику, причому обидва вказували на Китай, південний захід Сполучених Штатів, Мексику, Південну Європу та Близький Схід.

Водночас чверть усіх запланованих гідроелектростанцій знаходяться в регіонах із середнім і дуже високим рівнем ризику дефіциту води.

Ці поточні та зростаючі ризики посухи та дефіциту води мають інформувати про плани боротьби зі зміною клімату, включно з тими, що випливають із COP27. Країни повинні планувати свої низьковуглецеві енергетичні системи з огляду на рівень ризиків посухи та дефіциту, які вже «приготовані» та/або ймовірно за поточними траєкторіями. Вплив посухи на електромережі в південній Африці ілюструє вразливість системного рівня енергетичних систем, які сильно залежать від джерела, настільки чутливого до кліматичних збоїв

Диверсифікація джерел генерації та стійкість до зміни клімату мають стати головними цілями планувальників у сфері енергетики. Наприклад, сонячні батареї, як правило, працюють майже на максимальній потужності під час спекотних, сонячних періодів посухи, коли інші джерела генерації перебувають у навантаженні (окрім гребель гідроелектростанцій, атомних і теплових станцій також може спостерігатися скорочення виробництва під час посухи через виснаження охолоджувальної води джерела).

Гідроенергію часто пропонують як спосіб стабілізації мереж, які значною мірою залежать від відновлюваних джерел енергії, таких як вітер і сонце, які коливаються залежно від таких змінних, як погода та цикл день-ніч. ГАЕС– який піднімає воду з нижнього резервуара до «батареї» верхнього резервуару, готової генерувати, коли це необхідно, – може надавати ту саму послугу, як із меншим ризиком від посухи та дефіциту, так і з набагато меншим негативним впливом на річки, рибальство та громади порівняно з до традиційної гідроенергетики.

Гідроенергетика відіграє певну роль у вирішенні кліматичних проблем, але важливо розуміти, що гідроенергетика сама по собі є набагато більш вразливою до збоїв, спричинених кліматом, порівняно з іншими відновлюваними джерелами енергії, такими як вітрова та сонячна. Диверсифіковані мережі з низьким вмістом вуглецю забезпечують більшу стійкість перед обличчям зміни клімату та гідрології, і нам потрібна нова урядова політика, планування електроенергії та фінансові потоки для підтримки їх майбутнього розвитку.