Hvordan en historisk tørke førte til højere strømomkostninger og emissioner

Tørke kan betyde restriktioner for vanding af plænen, afgrødetab for landmændene og øget risiko for naturbrande. Men det kan også ramme dig og dit elselskab i pengepungen.

I samfund, der er afhængige af vand til elproduktion, en tørke kan betyde højere elomkostninger og forurening forbundet med tab af vandkraftforsyninger.

I en nylig undersøgelse, et hold ledet af en forsker fra North Carolina State University analyserede nedstrømseffekterne af en tørke i Californien, der fandt sted i 2012-2016, og blev betragtet som en af ​​de værste i statens historie.

De fandt ud af, at tørke førte til betydelige stigninger i strømomkostningerne for tre store investor-ejede forsyningsselskaber i staten, men andre vejrrelaterede begivenheder var sandsynligvis også hovedsynderen bag disse stigninger.

De fandt også ud af, at øgede skadelige emissioner af drivhusgasser kunne være forbundet med vandkrafttab under tørke i fremtiden, selvom flere kilder til vedvarende energi kommer til nettet.

"Der er en forventning om, at tørker som denne vil ske igen i fremtiden, så der er meget opmærksomhed på den måde, det påvirkede staten som helhed og deres magtsystem på, " sagde Jordan Kern, tilsvarende forfatter til undersøgelsen og en adjunkt i NC State's Department of Forestry &Environmental Resources. "Vi følte, at der var behov for at forstå, hvad der sker med nettet under tørke, især fra en økonomisk, økonomisk, og miljøperspektiv, og vi ønskede at skabe mere klarhed."

I undersøgelsen, Kern og forskere ved University of North Carolina i Chapel Hill udviklede et nyt softwareværktøj til at modellere de økonomiske og miljømæssige konsekvenser af tørken i Californien, en stat, der er afhængig af vandkraft til at levere en betydelig del af sin strøm.

Gennemsnitlig, staten bruger vandkraft til at levere 13 procent af sit energibehov, Kern og hans kolleger rapporterede. Under tørken, der var lavere mængder af nedbør, smeltet sne og vandløb.

Som resultat, vandkraft tegnede sig for kun 6 procent af statens elbehov i det værste tørkeår. På samme tid, forskerne rapporterede, at øgede temperaturer førte til et større behov for strøm til køling.

De fandt ud af, at tørken havde en "moderat" indvirkning på markedsprisen på elektricitet. Men det var faktisk en anden vejrbegivenhed, der havde en større indvirkning på omkostningerne:en ekstrem kuldeperiode i 2014 kendt som en "polar hvirvel" i det østlige USA, der førte til øgede priser på naturgas i hele landet.

Forskere anslog, at tabet af vandkraftproduktion kostede tre vigtigste investor-ejede forsyningsselskaber i Californien 1,9 milliarder dollars. Imidlertid, øget efterspørgsel efter køling på grund af højere temperaturer i perioden har sandsynligvis haft en større økonomisk omkostning end den tabte vandkraft, til 3,8 milliarder dollars. Begge er omkostninger, der kan væltes over på forbrugerne.

"Vi forsøgte at finde ud af præcis, hvordan tørken bidrog til den øgede pris på el på markedet, " sagde Kern. "Vi fandt en rimelig effekt, men samlet set, stigningen i prisen under tørken i Californien skyldtes faktisk højere naturgaspriser."

Forskere vurderede også, om stigninger i vedvarende energiressourcer, som vind- og solenergi, kunne bidrage til at forhindre stigninger i emissioner af kuldioxid fra elproduktion under tørke i fremtiden.

"Det, der normalt sker i Californien under en tørke, er, at de er nødt til at tænde for naturgaskraftværker, og der er en stigning i emissionerne, " sagde Kern. "Det var en tilfældighed, at staten byggede mere vedvarende energi under tørken. Som et resultat af det, da de mistede vandkraft, de behøvede ikke tænde ret mange naturgasanlæg."

Mens anden tidligere forskning har antydet, at en øget afhængighed af strøm genereret gennem vind og sol kunne opveje tørkeforårsagede stigninger i kuldioxidemissioner, forskerne sagde, at det ikke var det, de så.

De rapporterede, at selv når kapaciteten for vedvarende energi blev fordoblet, deres model viste den samme stigning i produktion af fossile brændstoffer og kuldioxidudledning i tørkeår.

Kern sagde, at mens vedvarende energikilder generelt resulterer i reducerede emissioner, deres analyse peger på, at tørkeår forårsager højere emissioner, selv i systemer med mere vedvarende kilder.

"Under en tørke, når du ikke har vandkraft, nettet har brug for andre former for fleksibel produktion, " sagde han. "De skal stadig have kilder til produktion, der kan tænde, når de mister vandkraft, og vi tror, ​​det stadig vil forårsage periodiske stigninger i emissioner, selv med øget vedvarende energiproduktion."

Undersøgelsen er en del af en igangværende indsats for at forstå virkningerne af større vejrbegivenheder såsom tørke, oversvømmelse eller kraftig vind på elektriske elsystemer for potentielt at mindske strømpålidelighed, miljømæssige og økonomiske risici for forsyningsselskaber og deres kunder.

"Min gruppe bruger meget tid på at finde ud af, hvordan ekstremt vejr påvirker strømsystemer, " sagde Kern. "Det, vi gerne vil vide, handler om ekstremt vejr, der forringer funktionaliteten af ​​nettet - forårsager det strømafbrydelser eller øger omkostningerne for forbrugerne."

Undersøgelsen blev offentliggjort online i tidsskriftet Miljøforskningsbreve .