Когда гидроэнергетика истощается во время засухи, западные штаты, как правило, наращивают производство электроэнергии и выбросы за счет ископаемого топлива. Согласно новому исследованию Стэнфордского университета, в период с 2001 по 2015 год засухи вызывали около 10 процентов среднегодовых выбросов углекислого газа от производства электроэнергии в Калифорнии, Айдахо, Орегоне и Вашингтоне..
«Вода используется для выработки электроэнергии, как непосредственно для гидроэнергетики, так и косвенно для охлаждения на теплоэлектростанциях», - сказал климатолог Ноа Диффенбо, представитель Kara J. Профессор Фонда Стэнфордской школы наук о Земле, энергетике и окружающей среде (Stanford Earth) и старший автор исследования. «Мы обнаружили, что в ряде западных штатов, где гидроэнергетика играет ключевую роль в портфеле чистой энергии, засухи вызывают увеличение выбросов, поскольку электростанции, работающие на природном газе или угле, включаются в работу, чтобы компенсировать слабину, когда приходит вода для гидроэнергетики. короче."
Исследование, опубликованное 21 декабря в журнале Environmental Research Letters, показывает выбросы диоксида серы и оксидов азота - загрязнителей воздуха, которые могут раздражать легкие и способствовать кислотным дождям и смогу - также увеличились в некоторых штатах в результате засухи.. Некоторые из самых больших повышений содержания диоксида серы произошли в Колорадо, Юте, Вашингтоне и Вайоминге. Наибольшее увеличение выбросов оксидов азота произошло в Калифорнии, Колорадо, Орегоне, Юте, Вашингтоне и Вайоминге.
Проблемы перехода на безуглеродный режим
В целом, исследователи обнаружили, что вызванные засухой сдвиги в источниках энергии привели к дополнительным 100 миллионам тонн углекислого газа в 11 западных штатах в период с 2001 по 2015 год. Это все равно, что добавить 1,4 миллиона автомобилей в год на дороги региона. Энергетический сектор Калифорнии, которому поручено отказаться от выбросов углерода к 2045 году, вложил около 51 миллиона тонн в общее количество. Вашингтон, где законодательный орган, как ожидается, в январе 2019 года рассмотрит предложение об исключении ископаемого топлива из производства электроэнергии к 2045 году, внес почти 22 миллиона тонн.
«Для Калифорнии, Орегона и Вашингтона, которые вырабатывают много гидроэлектроэнергии, увеличение выбросов углекислого газа, вызванное засухой, представляет собой значительную долю их целей Плана экологически чистой энергии», - сказал ведущий автор исследования Хулио Эррера-Эстрада, доктор наук. исследования. План чистой энергии, принятый в 2015 году, установил общенациональные ограничения на выбросы парниковых газов электростанциями. Эта политика была отменена при администрации Трампа, но, по словам Эрреры-Эстрады, она остается ценным эталоном для целей, которые штаты или федеральное правительство могут в конечном итоге установить для электроэнергетического сектора.
За последние годы западные штаты пострадали от сильных засух, которые, по прогнозам ученых, станут более частыми во многих регионах мира по мере продолжения глобального потепления. Новое исследование предполагает, что неспособность подготовиться к воздействию этих засух на выбросы может затруднить достижение целей в области климата и качества воздуха.
«Чтобы иметь надежное и чистое электричество, вы должны убедиться, что у вас есть разнообразный энергетический портфель, чтобы источники электроэнергии с низким уровнем выбросов могли работать во время засухи, когда гидроэнергетика не может работать в полную силу», Эррера- Эстрада сказала.
Оценка Запада
Западная часть Соединенных Штатов представляет собой идеальную испытательную площадку для понимания взаимосвязи между засухами и выбросами в энергетическом секторе. В дополнение к многочисленным данным о недавних засухах исследователи могли бы изучить, как меняются выбросы с различными типами резервных электростанций, потому что штаты по всему региону имеют самые разные энергетические комбинации.
Колорадо, например, имеет тенденцию наращивать угольные электростанции, когда гидроэнергетика истощается, в то время как Калифорния и Айдахо увеличивают выработку электроэнергии на природном газе. Орегон, Вашингтон и Вайоминг имеют тенденцию к увеличению обоих. Вайоминг и Монтана частично увеличивают выработку угля, чтобы иметь возможность экспортировать электроэнергию в соседние штаты, в которых также наблюдается спад из-за засухи.
«В течение десятилетий люди наблюдали за воздействием засух на продовольственную безопасность и сельское хозяйство», - сказал Эррера-Эстрада. «Мы менее осведомлены о том, как именно засухи влияют на энергетический сектор и выбросы загрязняющих веществ в количественном и систематическом плане».
Предыдущие попытки понять, как засуха влияет на электроэнергию, в основном основывались на моделях электростанций, которые требуют от исследователей делать предположения о таких факторах, как эффективность установок и решения о распределении водных ресурсов. Для текущей статьи ученые проанализировали статистику, представленную U. Управление энергетической информации S. и Агентство по охране окружающей среды США.
По словам Эрреры-Эстрады, новое исследование может помочь проверить существующие модели, которые затем можно использовать для получения более полной картины рисков, связанных с засухами, и для информирования усилий по снижению выбросов, вызванных засухой.
Далеко за пределами американского Запада засухи могут привести к аналогичному увеличению выбросов в местах, которые обычно в значительной степени зависят от гидроэнергетики и переключаются на природный газ, уголь или нефть, когда водные пути заканчиваются.
«Другие части мира зависят от гидроэнергетики даже больше, чем западная часть США», - сказал Диффенбо, который также является старшим научным сотрудником семьи Киммельман в Стэнфордском институте окружающей среды Вудса. «Наши результаты показывают, что гидрозависимым регионам, возможно, придется рассматривать не только первичную генерацию, но и резервную генерацию, чтобы достичь целей по сокращению выбросов, таких как цели Парижского соглашения ООН».