Rastući klimatski rizici klimatskog rješenja

Čak i dok žarko, suho ljeto blijedi prema zimi, avet suša je odbila izaći s pozornice. Dok se suša definira kao nedostatak vodnih resursa –kao što je tipizirano povijesno niskim razinama rijeke Mississippi prošlog mjeseca– lako može metastazirati kao nedostatak struje. Voda je "gorivo" za hidroenergiju, još uvijek vodeći izvor obnovljive električne energije proizvedene na planetu, a suša je poput embarga na to gorivo.

Upravitelji vode na rijeci Colorado upravo upozorio na prijeteći “scenarij sudnjeg dana” gdje bi daljnja suša zaustavila proizvodnju električne energije na brani Glen Canyon. Taj scenarij je već stigao za brana Kariba, drugi najveći hidroenergetski projekt u južnoj Africi, koji osigurava više od polovice električne energije koju koriste Zambija i Zimbabve. Rezervoar Kariba—izgrađen 1959. godine je najveći rezervoar na svijetu po volumenu— nalazi se na najnižu razinu u svojoj povijesti, što je rezultiralo ekstremnim isključenja struje u Zimbabveu i racionalizacija struje u Zambiji.

Budući da krize vode postaju energetske krize, one su sada i krize klimatskih mjera. Kako bi pomogle u postizanju dekarbonizacije energije koja je ključna za postizanje klimatskih ciljeva, mnoge zemlje planiraju dramatično širenje hidroenergije, a globalne energetske agencije predviđaju udvostručenje globalnog kapaciteta do 2050. Ipak, zbog razine klimatskih promjena koja je već zahvaćena, embargo na vodeno gorivo zbog suše vjerojatno će postati sve češći i rašireniji u nadolazećim desetljećima.

Drugim riječima, jedno od najhvaljenijih rješenja za klimatsku krizu postaje sve manje pouzdano zbog negativnih učinaka klimatskih promjena koji su već prisutni. Ta komplicirana stvarnost ima važne implikacije na način na koji upravljamo postojećim vodnim i energetskim sustavima te na rješenja klimatskih promjena koja proizlaze iz nedavno završene Konferencije Ujedinjenih naroda o klimatskim promjenama (COP27).

Prošlog ljeta, ŠIROM Europe i Kina pretrpio povijesne suše koje su spustile rijeke i isušile akumulacije koje hidroenergetski sustavi koriste za proizvodnju električne energije. Hidroenergija osigurava 80% električne energije za kinesku pokrajinu Sichuan i produžena suša smanjiti proizvodnju za pola. Toplinski val je pogoršao izazov, tako da je u isto vrijeme dok je proizvodnja opadala, potražnja za električnom energijom za klimatizaciju naglo rasla: potražnja za električnom energijom u Sichuanu bila je za 25% u usporedbi s istim razdobljem 2021. Kao rezultat toga, desecima tisuća komercijalnih potrošača u Sečuanu rečeno je da se isključe deset dana u kolovozu.

U Europi je suša smanjila proizvodnju hidroenergije Italy, Austrija, Španija i Portugal.

Čini se da se jugozapad Sjedinjenih Država mijenja prema ukupnoj sušoj klimi, signalizirajući dugoročne izazove za opskrbu vodom i hidroenergiju. Brane hidroelektrana na rijeci Colorado opskrbljuju električnom energijom 5 milijuna ljudi, a njihove akumulacije opadaju već desetljećima. Ured za reklamaciju je izvijestio da postoji gotovo jedna od tri šanse da će razine rezervoara pasti tako nisko do 2024. da će njegova brana Glen Canyon snage 1.3 gigavata prestati proizvoditi. Dalje niz rijeku Colorado, suša se smanjila godišnja proizvodnja iz Hooverove brane za 22% jer njegov rezervoar također opada prema razini "mrtvog bazena" (bez proizvodnje).

Kalifornija inače dobiva oko 13% svoje električne energije iz hidroelektrana, ali tijekom a suša koja se smanjila na samo 6%. Ta razina smanjenja predstavlja izazov za mjesta poput Kalifornije i Europe, ali s raznolikim mrežama mogu se prilagoditi. Što je sa zemljama u kojima hidroenergija dominira mrežom? Suša 2015. smanjila je proizvodnju hidroenergije u Zambiji u sličnoj mjeri kao u Kaliforniji, osim što hidroenergija osigurava gotovo svu električnu energiju u Zambiji! To znači da je suša uzrokovala nacionalnu električnu energiju generacija pasti za 40 posto uzrokujući kontinuirane nestanke struje i ogromne ekonomske poremećaje. Ova godina će biti još gora.

Ovi primjeri pokazuju kako suša može otkriti ranjivosti energetskih i gospodarskih sustava koji trenutno ovise o hidroenergiji. Ono što bi zaista trebalo privući našu pozornost su buduće prognoze: da će se globalna hidroenergija udvostručiti kako bi se izbjegle klimatske promjene, ali i da će u budućnosti biti više suša i nestašice vode zbog utjecaja klimatskih promjena koji su sada neizbježni (minimiziranje budućeg zatopljenja je ključno kako bi se izbjegli još veći poremećaji).

Korištenje električnih romobila ističe Međunarodna agencija za energiju predviđa da južna Afrika će se suočiti s povećanim rizikom od suše zbog klimatskih promjena, s povezanim poremećajima u hidroenergiji. Uz povremene suše, klimatske promjene će učiniti Zambiju sveukupno sušnijom, s padom prosječnih riječnih tokova i smanjenjem proizvodnje hidroenergije za 20%.

Ovaj rastući rizik nije ograničen samo na Afriku. Nedavno učiti u Priroda klimatskih promjena otkrili da je, čak i pod najoptimističnijim klimatskim scenarijem, više od 60% postojećih hidroenergetskih projekata u "regijama u kojima se predviđaju znatni padovi protoka" do 2050., što se povećava na 74% projekata s većim zagrijavanjem. bio sam glavni autor studije koji je otkrio da se otprilike jedna trećina globalnih hidroenergetskih projekata odvija u regijama za koje se predviđa da imaju povećan rizik od nestašice vode. Dvije studije identificirale su slične regije koje su najviše izložene riziku, a obje su ukazale na Kinu, jugozapad Sjedinjenih Država, Meksiko, južnu Europu i Bliski istok.

U međuvremenu, četvrtina svih planiranih hidroelektrana nalazi se u regijama sa srednjim do vrlo visokim razinama rizika od nestašice vode.

Ovi trenutni i rastući rizici od suše i nestašice vode trebali bi poslužiti kao osnova za planove za rješavanje klimatskih promjena, uključujući one koji proizlaze iz COP27. Zemlje bi trebale planirati svoje energetske sustave s niskim udjelom ugljika za razinu rizika od suše i nestašice koji su već „zapečeni“ i/ili vjerojatno prema trenutnim putanjama. Utjecaj suše na mreže u južnoj Africi ilustrira ranjivost na razini sustava elektroenergetskih sustava koji su jako ovisni o izvoru toliko osjetljivom na klimatske poremećaje

Diverzifikacija izvora proizvodnje i otpornost na klimu trebali bi postati glavni ciljevi energetskih planera. Na primjer, solarni paneli općenito rade blizu svog vrhunskog kapaciteta tijekom vrućih, sunčanih sušnih razdoblja kada su drugi izvori proizvodnje pod stresom (osim brana hidroelektrana, nuklearne i termoelektrane također mogu doživjeti smanjenje proizvodnje tijekom suša zbog iscrpljivanje vode za hlađenje izvori).

Hidroenergija se često predlaže kao način za stabilizaciju mreža koje uvelike ovise o obnovljivim izvorima energije poput vjetra i sunca, a koje fluktuiraju na temelju varijabli poput vremena i ciklusa dan-noć. Crpna hidroelektrana– koji podiže vodu iz donjeg rezervoara u gornju „bateriju” rezervoara spremnu za generiranje kada je to potrebno – može pružiti istu uslugu, uz niži rizik od suša i nestašice, kao i općenito daleko manje negativne utjecaje na rijeke, ribarstvo i zajednice u usporedbi na konvencionalnu hidroenergiju.

Hidroenergija ima ulogu u rješavanju klimatskih izazova, ali imperativ je razumjeti da je hidroenergija sama po sebi mnogo osjetljivija na poremećaje izazvane klimom u usporedbi s drugim obnovljivim izvorima energije poput vjetra i sunca. Diverzificirane mreže s niskim udjelom ugljika pružaju veću otpornost u uvjetima promjenjive klime i hidrologije – a potrebne su nam nove vladine politike, planiranje energije i financijski tokovi kako bismo podržali njihov budući razvoj.