Hvordan vil klimaændringer stresse elnettet? Tip:Se på dugpunktstemperaturer

En ny undersøgelse tyder på, at kraftindustrien undervurderer, hvordan klimaændringer kan påvirke den langsigtede efterspørgsel efter elektricitet i USA.

Forskningen, offentliggjort i dag i tidsskriftet Risikoanalyse , blev ledet af universitetet ved Buffalo og Purdue University.

Den beskriver begrænsningerne i forudsigelsesmodeller, der bruges af eludbydere og tilsynsmyndigheder til energiforudsigelser på mellemlang og lang sigt. Og den skitserer en ny model, der indeholder vigtige klimaforudsigere - gennemsnitlig dugpunktstemperatur og ekstrem maksimumstemperatur - som forskere siger giver et mere præcist billede af, hvordan klimaforandringer vil ændre fremtidige krav til elektricitet.

"Eksisterende energibehovsmodeller har ikke holdt trit med vores stigende viden om, hvordan klimaet ændrer sig, "siger undersøgelsens hovedforfatter Sayanti Mukherjee, Ph.d., adjunkt i industri- og systemteknik på UB's School of Engineering and Applied Sciences. "Dette er besværligt, fordi det kan føre til utilstrækkelige risici, der forårsager flere strømafbrydelser, som kan påvirke alt fra national sikkerhed og digital økonomi til folkesundhed og miljø. "

"Tilgængeligheden af ​​offentlige data i energisektoren, kombineret med fremskridt inden for algoritmisk modellering, har gjort os i stand til at gå ud over eksisterende tilgange, der ofte udviser dårlig forudsigelsespræstation. Som resultat, vi er i stand til bedre at karakterisere forbindelsen mellem energibehov og klimaændringer, og vurdere fremtidige utilstrækkelige risici for forsyningen, "siger medforfatter Roshanak Nateghi, Ph.d., adjunkt i industriteknik og miljø- og økologisk teknik på Purdue.

Begrænsningerne ved eksisterende modeller

Det overvældende flertal af klimaforskere forudsiger, at de globale temperaturer vil stige i løbet af det 21. århundrede. Dette forventes at øge efterspørgslen efter elektricitet, da flere mennesker henvender sig til klimaanlæg for at holde kølen.

En af de mest almindelige energimodelleringsplatforme, der bruges til at forudsige fremtidig elbehov - MARKAL, opkaldt efter MARKet og ALlocation - overvejer ikke klimavariabilitet.

En anden fælles energiøkonomisk model, det nationale energimodelleringssystem, eller NEMS, overvejer klimaet. Imidlertid, det er begrænset til opvarmnings- og afkølingsgrader. En varmegrad er defineret som en dag, hvor den gennemsnitlige temperatur er over 65 grader Fahrenheit (18 grader Celsius). En kølegradens dag er, når middeltemperaturen er under 65 grader.

Selvom der er forskellige måder at måle dage med varme og køling på, de beregnes oftest ved at tilføje dagens høje temperatur til dagens lave temperatur, og derefter dividere summen med to. For eksempel, en høj på 76 grader og en lav på 60 grader resulterer i en gennemsnitstemperatur på 68 grader.

Problemet med denne tilgang, Mukherjee siger, er, at det ikke overvejer tid. For eksempel, det kunne være 76 grader i 23 timer og 60 grader i en time - alligevel ville den gennemsnitlige temperatur den dag stadig blive registreret som 68 grader.

"I øvrigt, valg af den nøjagtige balancepunktstemperatur er meget omstridt, og der er ingen enighed fra forskningsmiljøet om, hvordan man bedst vælger det, "siger Mukherjee.

Dugpunktstemperatur er nøglen

For at imødegå disse begrænsninger, hun og Nateghi studerede mere end et dusin vejrmålinger. De fandt ud af, at den gennemsnitlige dugpunktstemperatur - temperaturen, hvor luft er mættet med vanddamp - er den bedste forudsigelse for øget energibehov. Den næstbedste forudsigelse er den ekstreme maksimale temperatur i en måned, de siger.

Forskerne kombinerede disse klimaforudsigere med tre andre kategorier - sektoren (boliger, kommerciel og industriel) forbruger energien, vejrdata og socioøkonomiske data - for at skabe deres model.

De anvendte modellen til staten Ohio og fandt ud af, at boligsektoren er mest følsom over for klimaforandringer. Med en moderat stigning i dugpunktstemperaturen, elbehovet kan stige op til 20 procent. Forudsigelsen springer til 40 procent med en kraftig stigning.

Til sammenligning, Public Utility Commission of Ohio (PUCO), som ikke overvejer klimaændringer i sine modeller, forudser stigende efterspørgsel på boliger på mindre end 4 procent frem til 2033.

Det ligner i den kommercielle sektor, hvor forskerne siger, at efterspørgslen kan stige til 14 procent. Igen, PUCOs fremskrivninger er lavere, 3,2 procent. Industrisektoren er mindre følsom over for temperaturvariationer, imidlertid, forskere siger, at efterspørgslen stadig kan overstige fremskrivninger.

I vintermånederne, variationer mellem modellerne er mindre signifikante. Det skyldes, delvis, til den relativt lave procentdel (22,6 procent) af Ohio -indbyggere, der opvarmer deres hjem via elektricitet.

Selvom undersøgelsen er begrænset til Ohio, forskere siger, at modellen kan anvendes på andre stater. For at kommunikere resultater, forskerne brugte varmekort, som giver en øjeblikkelig visuel oversigt over de data, der repræsenteres af farver. Ideen, de siger, er at informere beslutningstagere bedre med nøjagtige og letforståelige oplysninger.