Ученые, занимающиеся изменением климата, предупреждают, что продолжающееся сжигание ископаемого топлива, вероятно, вызовет серьезные нарушения в глобальной климатической системе, что приведет к более экстремальным погодным условиям, повышению уровня моря и утрате биоразнообразия. Изменения также поставят под угрозу нашу способность производить электроэнергию. В последние десятилетия потери мощности на электростанциях США происходили нечасто, но ученые предупреждают, что потепление климата может усилить их регулярность и масштабы. Эта нестабильность может привести к перебоям в подаче электроэнергии в дома, больницы, транспортные системы и другие важные учреждения и инфраструктуру с потенциально высокими финансовыми затратами.
Новая статья, написанная учеными Городского университета Нью-Йорка (CUNY) «Воздействие изменения климата и водных ресурсов и потенциал адаптации для энергоснабжения США», опубликованная в журнале Nature Climate Change, показала, что изменение климата в конечном итоге будет иметь негативное влияние на надежность производства электроэнергии в Соединенных Штатах, но сегодняшняя инфраструктура может быть более приспособленной к будущим климатическим условиям, чем считалось ранее.
Улучшение отказоустойчивости во многом является результатом усилий, обусловленных политическими и экономическими возможностями, которые делают электроснабжение США более чистым и эффективным, заявили ученые из Центра перспективных научных исследований (ASRC) в Центре выпускников CUNY. Современные электростанции используют меньше природных ресурсов, таких как вода, для производства электроэнергии, что делает их более приспособленными к более теплым и сухим условиям, чем старые электростанции. И они лучше способны поддерживать резервы энергоснабжения во время пиковых нагрузок. По словам Ариэля Миара, научного сотрудника ASRC и ведущего автора статьи, в то время как некоторые регионы подвержены ограничениям производства электроэнергии, связанным с изменением климата, избыток резервов в других менее пострадавших регионах может помочь тем, где запасы уменьшились.
«Изменение климата повлияет почти на все электростанции, но мы не требуем, чтобы все электростанции работали на полную мощность 24/7», - сказала Миара, также кандидат наук в Городском колледже Нью-Йорка Гроув. Инженерная школа. «Снижение доступной мощности из-за воздействия на климат на некоторых станциях может быть незначительным, поскольку совокупная располагаемая мощность остается достаточной для удовлетворения потребностей в электроэнергии».
Миара и другие ученые ASRC работали с исследователями из Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и Национальной лаборатории Сандиа над проведением исследования. Команда проанализировала 1080 теплоэлектростанций на территории Соединенных Штатов в будущих климатических условиях и оценила их индивидуальную и коллективную производительность в 19 субрегионах Североамериканской корпорации по обеспечению надежности электроснабжения (NERC). Предыдущие исследования по проектированию мощности электроснабжения учитывали только возможности отдельных станций.
«Это исследование демонстрирует, как традиционный подход к изучению отдельных электростанций не позволяет оценить наш истинный уровень уязвимости», - сказал Чарльз Дж. Вёрёсмарти, директор Инициативы наук об окружающей среде в ASRC и соавтор. «Общесистемный региональный взгляд необходим, потому что он позволяет нам увидеть всевозможные факторы и синергии, которые невозможно сформулировать, сосредоточив внимание на поведении отдельных растений. Наши выводы о всей системе предлагают многообещающий результат среди других сложных проблем изменения климата. - что при правильном поиске можно найти возможности адаптироваться к изменениям."
Хотя результаты исследования обнадеживают, авторы статьи заявили, что необходимо дальнейшее понимание коллективных сильных сторон и уязвимостей энергосистемы США перед лицом изменения климата. Например, более низкие запасы резерва не означают неизбежных событий отключения или отключения электроэнергии. Использование мер реагирования на спрос, газовых турбин, возобновляемых источников энергии и электроэнергии, импортируемой из других регионов, может помочь обеспечить стабильную поставку электроэнергии, которая может удовлетворить спрос.
Тем не менее, интеграция этих решений также создает эксплуатационные проблемы для электросети, в том числе перегрузку газопровода, вызванную конкурирующим использованием электроэнергии и тепла, а также проблемы переменного и децентрализованного производства электроэнергии для возобновляемых источников энергии.
«Мы должны подумать о том, как мы хотим, чтобы наша электроэнергетическая инфраструктура работала как система и после типичного срока службы одной электростанции, чтобы поддерживать тот же уровень надежности, который мы имеем сегодня», - сказала Миара.«Нам необходимо планировать последствия изменения климата и достижений в области технологий производства электроэнергии и управления сетью, и нам необходимо соответствующим образом инвестировать в развитие и модернизацию нашей инфраструктуры энергоснабжения, чтобы удовлетворить будущий спрос».