Rastúce klimatické riziká klimatického riešenia

Aj keď sa spaľujúce, suché leto vytráca k zime, strašidlo sucho odmietlo opustiť javisko. Zatiaľ čo sucho je definované ako nedostatok vodných zdrojov –ako je typické pre historicky nízke hladiny rieky Mississippi minulý mesiac– môže ľahko metastázovať ako nedostatok elektriny. Voda je „palivom“ pre vodnú energiu, stále je hlavným zdrojom obnoviteľnej elektriny vyrábanej na planéte a sucho je ako embargo na toto palivo.

Vodohospodári na rieke Colorado práve varoval pred hroziacim „scenárom súdneho dňa“, kde by pokračujúce sucho zastavilo výrobu elektriny na priehrade Glen Canyon. Tento scenár už prišiel Priehrada Kariba, druhý najväčší hydroenergetický projekt v južnej Afrike, ktorý poskytuje viac ako polovicu elektriny spotrebovanej Zambiou a Zimbabwe. Vodná nádrž Kariba – postavená v roku 1959 objemovo najväčšia nádrž na svete— je pri najnižšiu úroveň vo svojej histórii, čo má za následok extrém výpadky elektriny v Zimbabwe a rozdelenie elektriny v Zambii.

Pretože vodné krízy sa stávajú energetickými krízami, sú teraz aj krízami pre opatrenia v oblasti klímy. S cieľom pomôcť dosiahnuť dekarbonizáciu energie, ktorá je kľúčová pre splnenie klimatických cieľov, mnohé krajiny plánujú dramatický rozvoj vodnej energie a globálnych energetických agentúr. predpovedá zdvojnásobenie globálnej kapacity do roku 2050. Avšak vzhľadom na úroveň klimatickej zmeny, ktorá je už zapečená, embargá na vodné palivo z vodnej energie vyvolané suchom budú v nasledujúcich desaťročiach pravdepodobne častejšie a rozšírenejšie.

Inými slovami, jedno z najviac propagovaných riešení klimatickej krízy sa stáva menej spoľahlivým v dôsledku negatívnych dopadov klimatických zmien, ktoré už prebiehajú. Táto komplikovaná realita má dôležité dôsledky na to, ako spravujeme existujúce vodné a energetické systémy, a na riešenia v oblasti zmeny klímy, ktoré vyplynuli z nedávno skončenej konferencie OSN o zmene klímy (COP27).

Toto minulé leto, Európa a Čína vydržali historické suchá, ktoré znížili rieky a vyprázdnili nádrže, ktoré vodné elektrárne využívajú na výrobu elektriny. Vodná energia poskytuje 80 % elektriny pre čínsku provinciu Sichuan a provinciu Sichuan predĺžila generáciu sucha o polovicu. Výzvu znásobila vlna horúčav, takže v rovnakom čase ako výroba klesala, dopyt po elektrine pre klimatizáciu prudko stúpal: dopyt po elektrine v S'-čchuane vzrástol nárast o 25 % v porovnaní s rovnakým obdobím v roku 2021. V dôsledku toho bolo desiatkam tisíc komerčných spotrebiteľov v Sichuane povedané, aby zatvorili na desať dní v auguste.

V Európe stlačilo sucho výrobu vodnej energie Taliansko, Rakúsko, španielsko a Portugalsko.

Zdá sa, že juhozápad Spojených štátov amerických sa posúva smerom k celkovo suchšiemu podnebiu, čo signalizuje dlhodobé výzvy pre zásobovanie vodou aj vodnú energiu. Vodné priehrady na rieke Colorado dodávajú elektrinu 5 miliónom ľudí a ich zásoby už desaťročia klesajú. Bureau of Reclamation oznámil, že tam je takmer jedna z troch je pravdepodobné, že hladiny nádrží klesnú tak nízko do roku 2024, že jej 1.3 gigawattová priehrada Glen Canyon Dam prestane vyrábať. Ďalej po rieke Colorado sa sucho zmenšilo ročná produkcia z priehrady Hoover Dam o 22 % keďže jeho nádrž tiež klesá k úrovni „mŕtveho bazéna“ (žiadna generácia).

Kalifornia bežne získava asi 13 % svojej elektriny z vodnej energie, ale počas a sucho, ktoré kleslo len na 6 %. Táto úroveň zníženia predstavuje výzvy pre miesta ako Kalifornia a Európa, ale s diverzifikovanými sieťami sa môžu prispôsobiť. A čo krajiny, kde vodná energia dominuje v sieti? Sucho v roku 2015 znížilo výrobu vodnej energie v Zambii v podobnom rozsahu ako v Kalifornii, okrem vodnej energie zabezpečuje takmer všetku elektrinu Zambie! To znamená, že sucho spôsobilo národnú elektrinu generácie klesnúť o 40 %, čo spôsobuje postupné výpadky prúdu a obrovské ekonomické narušenie. Tento rok má byť ešte horší.

Tieto príklady ukazujú, ako môže sucho odhaliť zraniteľnosť energetických a ekonomických systémov, ktoré v súčasnosti závisia od vodnej energie. To, čo by skutočne malo upútať našu pozornosť, sú budúce predpovede: že globálna vodná energia sa zdvojnásobí, aby sa zabránilo klimatickým zmenám, ale aj to, že v budúcnosti dôjde k väčšiemu suchu a nedostatku vody v dôsledku vplyvov klimatických zmien, ktorým sa teraz nedá vyhnúť (minimalizácia budúceho otepľovania je rozhodujúca aby sa predišlo ešte väčším poruchám).

Medzinárodná energetická agentúra predpokladá, že južná Afrika bude čeliť zvýšenému riziku sucha v dôsledku klimatických zmien, s ktorými sú spojené prerušenia vodnej energie. Okrem periodického sucha spôsobí klimatická zmena celkovo suchšiu Zambiu s poklesom priemerných prietokov riek a 20 % znížením výroby vodnej energie.

Toto rastúce riziko sa neobmedzuje len na Afriku. Nedávna študovať Príroda Zmena klímy zistili, že aj pri najoptimistickejšom klimatickom scenári sa viac ako 60 % existujúcich hydroenergetických projektov nachádza v „regiónoch, v ktorých sa predpokladá značný pokles prietoku“ do roku 2050, čo sa zvýši na 74 % projektov s väčším otepľovaním. bol som hlavný autor štúdie zistilo sa, že približne jedna tretina globálnych hydroenergetických projektov sa nachádza v regiónoch, u ktorých sa predpokladá zvýšené riziko nedostatku vody. Tieto dve štúdie identifikovali podobné regióny, ktoré sú najviac ohrozené, pričom obe poukazovali na Čínu, juhozápad Spojených štátov, Mexiko, južnú Európu a Blízky východ.

Medzitým sa štvrtina všetkých plánovaných vodných elektrární nachádza v regiónoch so strednou až veľmi vysokou úrovňou rizika nedostatku vody.

Tieto súčasné a rastúce riziká pre sucho a nedostatok vody by mali byť základom plánov na riešenie klimatických zmien vrátane tých, ktoré vychádzajú z COP27. Krajiny by mali plánovať svoje nízkouhlíkové energetické systémy na úroveň rizík sucha a nedostatku, ktoré sú už „zapečené“ a/alebo pravdepodobné pri súčasných trajektóriách. Vplyv sucha na rozvodné siete v južnej Afrike ilustruje zraniteľnosť energetických systémov na úrovni systému, ktoré sú vysoko závislé od zdroja, ktorý je náchylný na klimatické poruchy.

Diverzifikácia výrobných zdrojov a klimatická odolnosť by sa mali stať hlavnými cieľmi energetických plánovačov. Napríklad solárne panely vo všeobecnosti pracujú v blízkosti svojej maximálnej kapacity počas horúcich a slnečných období sucha, keď sú iné zdroje výroby zaťažené (okrem priehrad s vodnými elektrárňami, jadrovými a tepelnými elektrárňami môže dôjsť aj k obmedzeniu výroby počas sucha v dôsledku vyčerpanie chladiacej vody zdroje).

Vodná energia sa často navrhuje ako spôsob stabilizácie sietí, ktoré sú silne závislé od obnoviteľných zdrojov energie, ako je vietor a slnko, ktoré kolíšu na základe premenných, ako je počasie a cyklus deň-noc. Prečerpávacia vodná energia– ktorá zdvíha vodu z dolnej nádrže do „batérie“ hornej nádrže pripravenej na výrobu v prípade potreby – môže poskytnúť rovnakú službu s nižším rizikom sucha a nedostatku, ako aj vo všeobecnosti oveľa nižšími negatívnymi vplyvmi na rieky, rybolov a komunity v porovnaní na konvenčnú vodnú energiu.

Vodná energia zohráva úlohu pri riešení klimatickej výzvy, je však nevyhnutné pochopiť, že samotná vodná energia je oveľa zraniteľnejšia voči narušeniam spôsobeným klímou v porovnaní s inými obnoviteľnými zdrojmi, ako je veterná a solárna energia. Diverzifikované nízkouhlíkové siete poskytujú väčšiu odolnosť voči zmene klímy a hydrológie – a na podporu ich budúceho rozvoja potrebujeme nové vládne politiky, energetické plánovanie a finančné toky.