De voksende klimarisici ved en klimaløsning

Selv som en brændende, tør sommer svinder hen mod vinteren, spøgelse af tørken har nægtet at forlade scenen. Mens tørke er defineret som mangel på vandressourcer-som kendetegnet ved de historisk lave niveauer af Mississippi-floden sidste måned–det kan nemt metastasere som mangel på elektricitet. Vand er "brændstoffet" til vandkraft, stadig den førende kilde til vedvarende elektricitet produceret på planeten, og en tørke er som en embargo på dette brændstof.

Vandforvaltere på Colorado-floden lige advaret om et truende "dommedagsscenarie” hvor fortsat tørke ville standse elproduktionen ved Glen Canyon Dam. Det scenarie er allerede ankommet til Kariba Dam, det næststørste vandkraftprojekt i det sydlige Afrika, som leverer mere end halvdelen af ​​den elektricitet, der bruges af Zambia og Zimbabwe. Karibas reservoir - bygget i 1959 er det største reservoir i verden efter volumen-er ved laveste niveau i sin historie, hvilket resulterer i ekstrem strømafbrydelser til Zimbabwe og strømrationering i Zambia.

Fordi vandkriser bliver til energikriser, er de nu også kriser for klimaindsatsen. For at hjælpe med at opnå den dekarbonisering af energi, der er central for at nå klimamålene, planlægger mange lande en dramatisk udvidelse af vandkraft og globale energiagenturer forudsige en fordobling af den globale kapacitet inden 2050. Men på grund af niveauet af klimaændringer, der allerede er bagt i, vil tørkedrevne embargoer på vandkrafts vandbrændstof sandsynligvis blive hyppigere og mere udbredte i de kommende årtier.

Med andre ord er en af ​​de mest udråbte løsninger på klimakrisen ved at blive mindre pålidelig på grund af de negative påvirkninger fra klimaændringer, der allerede er undervejs. Den komplicerede virkelighed har vigtige konsekvenser for, hvordan vi forvalter eksisterende vand- og energisystemer, og for de klimaændringsløsninger, der kommer ud af den nyligt afsluttede FN's klimakonference (COP27).

Den sidste sommer, Europa , Kina udholdt historisk tørke, der sænkede floder og drænede reservoirer, som vandkraftsystemer bruger til at generere elektricitet. Vandkraft leverer 80% af elektriciteten til Kinas Sichuan-provins og forlænget tørke halverede generationen. En hedebølge forstærkede udfordringen, så samtidig med at produktionen var faldende, steg efterspørgslen efter elektricitet til aircondition: efterspørgslen efter elektricitet i Sichuan var en stigning på 25 % sammenlignet med samme periode i 2021. Som følge heraf fik titusindvis af kommercielle forbrugere i Sichuan besked på at lukke ned ti dage i august.

I Europa drev tørken ned vandkraftproduktionen Italiensk vin, Østrig, Spanien , Portugisisk vin.

Det sydvestlige USA ser ud til at ændre sig mod et generelt mere tørt klima, hvilket signalerer langsigtede udfordringer for både vandforsyninger og vandkraft. Vandkraftdæmninger ved Colorado-floden leverer elektricitet til 5 millioner mennesker, og deres reservoirer har været faldende i årtier. Bureau of Reclamation rapporterede, at der er en næsten en ud af tre chance for, at reservoirniveauet falder så lavt i 2024, at dens 1.3 gigawatt Glen Canyon Dam vil stoppe med at generere. Længere nede af Colorado-floden er tørken aftaget årlig produktion fra Hoover Dam med 22 % da dets reservoir også falder mod dets "døde pool" (ingen generation) niveau.

Californien får normalt omkring 13% af sin elektricitet fra vandkraft, men i løbet af en tørke, der faldt til kun 6 %. Dette niveau af reduktion udgør udfordringer for steder som Californien og Europa, men med diversificerede net kan de tilpasse sig. Hvad med lande, hvor vandkraft dominerer nettet? En tørke i 2015 mindskede vandkraftproduktionen i Zambia i samme omfang som i Californien, undtagen vandkraft leverer næsten al Zambias elektricitet! Det betyder, at tørke forårsagede national elektricitet generation til at falde med 40 %, forårsager rullende strømafbrydelser og enorme økonomiske forstyrrelser. Dette år tegner til at blive værre.

Disse eksempler viser, hvordan tørke kan afsløre sårbarheder i energi- og økonomiske systemer, der i øjeblikket er afhængige af vandkraft. Det, der virkelig burde fange vores opmærksomhed, er fremtidige prognoser: at global vandkraft vil fordobles for at hjælpe med at undgå klimaændringer, men også at fremtiden vil se mere tørke og vandknaphed på grund af påvirkningerne fra klimaændringer, som nu er uundgåelige (minimering af fremtidig opvarmning er afgørende for at undgå endnu større forstyrrelser).

International Energy Agency projekter, at det sydlige Afrika vil stå over for øget tørkerisiko på grund af klimaændringer med tilhørende afbrydelser af vandkraft. Ud over periodisk tørke vil klimaændringer gøre Zambia mere tør generelt, med fald i gennemsnitlige flodstrømme og en 20% reduktion i vandkraftproduktion.

Denne stigende risiko er ikke begrænset til Afrika. En nylig studere i Nature Climate Change fandt, at selv under det mest optimistiske klimascenarie er mere end 60 % af eksisterende vandkraftprojekter i "regioner, hvor der forventes betydelige fald i strømningsstrømmen" i 2050, hvilket stiger til 74 % af projekterne med større opvarmning. jeg var hovedforfatter på en undersøgelse der fandt, at cirka en tredjedel af globale vandkraftprojekter er i regioner, der forventes at have øget risiko for vandknaphed. De to undersøgelser identificerede lignende regioner med størst risiko, hvor begge pegede på Kina, det sydvestlige USA, Mexico, det sydlige Europa og Mellemøsten.

I mellemtiden er en fjerdedel af alle planlagte vandkraftdæmninger i regioner med middel til meget høj risiko for vandknaphed.

Disse nuværende og stigende risici for tørke og vandknaphed bør danne grundlag for planer for at tackle klimaændringer, herunder dem, der dukker op fra COP27. Lande bør planlægge deres kulstoffattige energisystemer for niveauet af tørke- og knaphedsrisici, der allerede er "indbagt" og/eller sandsynligvis under de nuværende baner. Virkningerne af tørke på net i det sydlige Afrika illustrerer sårbarheden på systemniveau af elsystemer, der er meget afhængige af en kilde, der er så modtagelig for klimaforstyrrelser

Diversificering af produktionskilder og klimaresiliens bør blive vigtige mål for energiplanlæggere. For eksempel fungerer solpaneler generelt tæt på deres maksimale kapacitet under varme, solrige tørkeperioder, hvor andre generationskilder er stressede (bortset fra vandkraftdæmninger, kan atomkraftværker og termiske anlæg også se produktionen indskrænket under tørke pga. udtømning af kølevand kilder).

Vandkraft foreslås ofte som en måde at stabilisere net, der er stærkt afhængige af vedvarende energi som vind og sol, som svinger baseret på variabler som vejr og dag-nat-cyklus. Pumpet vandkraft– som løfter vand fra et nedre reservoir til et øvre reservoir "batteri" klar til at generere efter behov – kan levere den samme service, med både lavere risiko for tørke og knaphed samt generelt langt lavere negative påvirkninger af floder, fiskeri og samfund sammenlignet med til konventionel vandkraft.

Vandkraft har en rolle i at løse klimaudfordringen, men det er bydende nødvendigt at forstå, at vandkraft i sig selv er langt mere sårbar over for klimadrevne forstyrrelser sammenlignet med andre vedvarende energikilder som vind og sol. Diversificerede, kulstoffattige net giver større modstandsdygtighed over for skiftende klima og hydrologi – og vi har brug for nye regeringspolitikker, energiplanlægning og økonomiske strømme for at understøtte deres fremtidige udvikling.