شاستا ليك ، كاليفورنيا في 25 أغسطس 2014 في منتجع ومرسى بريدج باي. بحيرة شاستا هي جزء من مشروع الوادي المركزي ، الذي تديره وزارة الداخلية الأمريكية ، مكتب الاستصلاح. الصورة من حساب : كيلي إم. جرو / وزارة الموارد المائية في كاليفورنيا
in

كيف أدى الجفاف التاريخي إلى ارتفاع تكاليف الطاقة والانبعاثات

شاستا ليك ، كاليفورنيا في 25 أغسطس 2014 في منتجع ومرسى بريدج باي. بحيرة شاستا هي جزء من مشروع الوادي المركزي ، الذي تديره وزارة الداخلية الأمريكية ، مكتب الاستصلاح. الصورة من حساب : كيلي إم. جرو / وزارة الموارد المائية في كاليفورنيا

يمكن أن يعني الجفاف قيودًا على ري الحديقة ، وخسائر في المحاصيل للمزارعين وزيادة خطر حرائق الغابات. ولكن يمكن أن تضرب أنت وشركتك في المحفظة.

في المجتمعات التي تعتمد على المياه لتوليد الطاقة ، يمكن أن يعني الجفاف ارتفاع تكاليف الكهرباء والتلوث المرتبط بفقدان إمدادات الطاقة الكهرومائية.

في دراسة حديثة ، قام فريق بقيادة باحث من جامعة ولاية كارولينا الشمالية بتحليل الآثار النهائية للجفاف في كاليفورنيا الذي حدث في 2012-2016 ، واعتبر واحدًا من الأسوأ في تاريخ الولاية.

ووجدوا أن الجفاف أدى إلى زيادات كبيرة في تكاليف الطاقة لثلاث مرافق رئيسية يملكها مستثمرون في الولاية ، لكن الأحداث الأخرى المتعلقة بالطقس كانت على الأرجح السبب الرئيسي وراء هذه الزيادات.

ووجدوا أيضًا أن زيادة الانبعاثات الضارة للغازات الدفيئة يمكن أن ترتبط بخسائر الطاقة الكهرمائية أثناء الجفاف في المستقبل ، حتى مع إضافة المزيد من مصادر الطاقة المتجددة إلى الشبكة.

وقال جوردان كيرن ، مؤلف المقابلة للدراسة ومساعد أستاذ في قسم الغابات والموارد البيئية بولاية نورث كارولاينا : “هناك توقع بأن حالات الجفاف مثل هذا ستحدث مرة أخرى في المستقبل ، لذلك هناك الكثير من الاهتمام بالطريقة التي أثرت بها على الدولة ككل ونظام قوتها”.  “شعرنا أن هناك حاجة لفهم ما يحدث للشبكة أثناء الجفاف ، خاصة من منظور مالي واقتصادي وبيئي ، وأردنا تقديم مزيد من الوضوح.”

في الدراسة ، طور كيرن والعلماء في جامعة نورث كارولينا في تشابل هيل أداة برمجية جديدة لنمذجة التأثير الاقتصادي والبيئي للجفاف في كاليفورنيا ، وهي ولاية تعتمد على الطاقة الكهرومائية لتزويد جزء كبير من قوتها.

وأفاد كيرن وزملاؤه أن الولاية تستخدم في المتوسط الطاقة الكهرمائية لتزويد 13 في المائة من احتياجاتها من الطاقة. خلال فترة الجفاف ، كان هناك انخفاض في مستويات هطول الأمطار ، وذوبان الثلوج وتدفق التيار الكهربائي .

ونتيجة لذلك ، شكلت الطاقة الكهرومائية 6 في المائة فقط من احتياجات الدولة من الكهرباء خلال أسوأ عام من الجفاف. في الوقت نفسه ، أفاد الباحثون أن ارتفاع درجات الحرارة أدى إلى زيادة الطلب على الطاقة للتبريد .

ووجدوا أن الجفاف كان له تأثير “معتدل” على سعر السوق للكهرباء. ولكن كان في الواقع حدث آخر في الطقس كان له تأثير أكبر على التكاليف: موجة البرد الشديدة لعام 2014 المعروفة باسم “الدوامة القطبية” في شرق الولايات المتحدة والتي أدت إلى زيادة أسعار الغاز الطبيعي في جميع أنحاء البلاد.

قدر الباحثون أن خسارة توليد الطاقة الكهرمائية كلفت ثلاث مرافق رئيسية مملوكة للمستثمر في كاليفورنيا 1.9 مليار دولار. ومع ذلك ، فإن الطلب المتزايد على التبريد بسبب ارتفاع درجات الحرارة في هذه الفترة ربما كان له تكلفة اقتصادية أكبر من الطاقة الكهرمائية المفقودة ، عند 3.8 مليار دولار. كلاهما تكاليف يمكن تمريرها إلى المستهلكين.

وقال كيرن “حاولنا أن نعرف بالضبط كيف ساهم الجفاف في زيادة أسعار الكهرباء في السوق”. “وجدنا تأثيرًا معقولًا ، ولكن بشكل عام ، كانت الزيادة في الأسعار أثناء الجفاف في كاليفورنيا في الواقع بسبب ارتفاع أسعار الغاز الطبيعي”.

قيم الباحثون أيضًا ما إذا كانت الزيادات في موارد الطاقة المتجددة ، مثل طاقة الرياح والطاقة الشمسية ، يمكن أن تساعد في منع الزيادات في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من توليد الطاقة أثناء الجفاف في المستقبل.

وقال كيرن “عادة ما يحدث في كاليفورنيا خلال فترة الجفاف هو أنه يتعين عليهم تشغيل محطات توليد الطاقة بالغاز الطبيعي ، وهناك زيادة كبيرة في الانبعاثات”. “لقد كانت صدفة أن الدولة كانت تبني المزيد من الطاقة المتجددة خلال الجفاف. ونتيجة لذلك ، عندما فقدوا الطاقة الكهرومائية ، لم يكن عليهم تشغيل الكثير من مصانع الغاز الطبيعي”.

في حين أشارت أبحاث أخرى سابقة إلى أن الاعتماد المتزايد على الطاقة المولدة من الرياح والطاقة الشمسية يمكن أن يعوض الزيادات التي يسببها الجفاف في انبعاثات ثاني أكسيد الكربون ، قال الباحثون إن هذا ليس ما رأوه.

وذكروا أنه حتى عندما تضاعفت قدرة الطاقة المتجددة ، أظهر نموذجهم نفس الزيادة في توليد الوقود الأحفوري وانبعاث ثاني أكسيد الكربون خلال سنوات الجفاف.

قال كيرن إنه على الرغم من أن مصادر الطاقة المتجددة تؤدي إلى تقليل الانبعاثات بشكل عام ، إلا أن تحليلها يشير إلى سنوات الجفاف التي تسبب انبعاثات أعلى ، حتى في الأنظمة ذات المصادر المتجددة.

وقال “خلال الجفاف عندما لا يكون لديك الطاقة الكهرومائية ، تحتاج الشبكة إلى أنواع أخرى من الجيل المرن”. “لا يزال لديهم مصادر توليد يمكن تشغيلها عندما تفقد الطاقة الكهرومائية ، ونعتقد أنها ستستمر في إحداث زيادات دورية في الانبعاثات ، حتى مع زيادة توليد الطاقة المتجددة.”

تعد الدراسة جزءًا من جهد مستمر لفهم آثار الأحداث الجوية الكبرى مثل الجفاف أو الفيضانات أو الرياح العاتية على أنظمة الطاقة الكهربائية من أجل التخفيف من موثوقية الطاقة والمخاطر البيئية والمالية للمرافق وعملائها.

قال كيرن “مجموعتي تقضي الكثير من الوقت في معرفة كيف يؤثر الطقس المتطرف على أنظمة الطاقة”. “ما نريد معرفته هو عن الطقس القاسي الذي يضعف وظائف الشبكة – هل يتسبب في انقطاع التيار الكهربائي أو زيادة التكاليف للمستهلكين.”

نُشرت الدراسة على الإنترنت في مجلة رسائل الأبحاث البيئية Environmental Research Letters .

لمزيد من المعلومات :

  •  Jordan D. Kern et al. A retrospective study of the 2012-2016 California drought and its impacts on the power sector, Environmental Research Letters (2020). من هنا

What do you think?

Comments

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

Loading…

0

قياس أشباه الجسيمات الصغيرة خطوة رئيسية للأمام في مجال تكنولوجيا أشباه الموصلات

دراسة …. الباحثون بدأو بدراسة جسيمات ميسنر في الفئران