Awarie w Teksasie pokazały, jak ekstremalne warunki klimatyczne zagrażają systemom energetycznym w całych Stanach Zjednoczonych

Awarie w Teksasie pokazały, jak ekstremalne warunki klimatyczne zagrażają systemom energetycznym w całych Stanach Zjednoczonych

 

Eksperci i politycy szybko wskazali palcem klęska w Teksasie które pozostawiły miliony ludzi bez prądu i czystej wody podczas głębokiego mrozu w lutym. Wielu obwinia stan zderegulowany rynek energii elektrycznej, argumentując, że Teksas przedkłada tanią władzę nad niezawodność.

Jednak ekstremalne zmiany klimatyczne sieją coraz większe spustoszenie w systemach energetycznych w całych Stanach Zjednoczonych, niezależnie od lokalnej polityki czy specyfiki sieci regionalnych. Na przykład konserwatyści argumentowali, że nadmierna regulacja spowodowała powszechne przestoje w Kalifornii wśród ekstremalnych upałów i pożarów latem 2020 roku.

Jak profesor inżynierii studia odporność infrastruktury na zmiany klimatu, Martwię się o rosnące ryzyko awarie spowodowane klimatem w całym kraju. Moim zdaniem wydarzenia w Teksasie oferują trzy ważne lekcje dla planistów energetycznych w całych Stanach Zjednoczonych

Za mało uwagi na skrajności klimatyczne

Eksperci są zgodni co do tego, że Electric Reliability Council of Texas, lub ERCOT, korporacja non-profit, która zarządza siecią elektroenergetyczną w większości stanu, nie przewidziała jak gwałtownie wzrośnie popyt przed lutową falą zimna. ERCOT odnotowuje brak zdolności do zaspokojenia zimowego gwałtownego popytu. Siatka stanu prawie zawalił się podczas zimowej burzy w 2011 roku i doświadczyłem innego o mały włos w 2014 r., ledwo unikając trwających przerw w dostawach energii.

Ale operatorzy sieci w innych miejscach również nie docenili wpływu ekstremalnych warunków klimatycznych na zapotrzebowanie na energię elektryczną. Widzę wiele podobieństw między Kryzys energetyczny w Kalifornii latem 2020 r i ostatnie wydarzenia w Teksasie.

W obu przypadkach ekstremalne warunki pogodowe spowodowały nieoczekiwany wzrost zapotrzebowania i jednocześnie zmniejszenie mocy wytwórczych. Ponieważ operatorzy energii nie przewidzieli tych skutków, musieli to zrobić uciekać się do ciągłych przerw w dostawie energii aby zapobiec jeszcze większym katastrofom.

Na studiach prowadziłem w moim laboratorium badawczym oraz we współpracy z hydroklimatolog Rohini Kumar, odkryliśmy, że planiści energii w wielu częściach Stanów Zjednoczonych znacznie niedoszacować jak wrażliwe jest zapotrzebowanie na energię elektryczną na czynniki klimatyczne. Ta tendencja ma znaczące konsekwencje dla bezpieczeństwo i niezawodność systemów elektroenergetycznych.

Na przykład w badaniu opublikowanym w kwietniu 2020 r. Przeanalizowaliśmy wykorzystanie modeli sztucznej inteligencji do prognozowania energii uwzględniono rolę wilgoci oprócz temperatury powietrza. Okazało się, że takie modele mogą znacznie zwiększyć dokładność prognoz zapotrzebowania na energię do klimatyzacji w upalne dni w całych Stanach Zjednoczonych. Dokładniejsze prognozy zapotrzebowania pomagają planistom energii zrozumieć, ile energii będą potrzebować, aby sprostać szczytowemu zapotrzebowaniu podczas ekstremalnych warunków pogodowych.

Operatorzy sieci mogą skuteczniej przygotować się na skutki zmiany klimatu zarówno dla podaży, jak i popytu, korzystając z modeli prognozowania i oprogramowania, które już opracowali naukowcy akademiccy. Wiele z tych nowych rozwiązań zostało publikowane w ogólnodostępnych czasopismach.

Awarie w Teksasie pokazały, jak ekstremalne warunki klimatyczne zagrażają systemom energetycznym w całych Stanach ZjednoczonychWyniki opublikowane w czasopiśmie Climactic Change na podstawie modelu, który przewiduje, ile letniego zużycia energii elektrycznej i wody w miastach na Środkowym Zachodzie może wzrosnąć z powodu zmian klimatycznych między 2030 a 2052 rokiem. Prognozy te uwzględniają tylko skutki klimatyczne, a nie inne czynniki, takie jak wzrost liczby ludności lub zmiany technologiczne . Greg Simmons / Purdue University, CC BY-ND

Woda, prąd i gaz ziemny są podłączone

Energia elektryczna, woda i gaz ziemny to podstawowe zasoby i trudno o jedno z nich bez pozostałych. Na przykład wiercenie gazu ziemnego wymaga zużycia energii elektrycznej i wody. Wiele elektrowni wykorzystuje gaz ziemny do wytwarzania energii elektrycznej. Transport wody i gazu wymaga energii elektrycznej, aby przepompować je rurociągami.

Z powodu tych ciasnych połączeń przerwy w jednym systemie muszą wpływać na inne i tworzyć kaskadę zakłóceń w świadczeniu usług. Na przykład podczas zimnej fali w Teksasie pompy używane do wydobywania gazu w zachodnim Teksasie nie mógł działać z powodu przerw w dostawie prądu. Zmniejszyło to o połowę produkcję z pól gazowych w stanie, co z kolei nadwerężyło produkcję energii elektrycznej z gazu. Awarie zasilania również utrudnione pompowanie i uzdatnianie wody, potencjalnie umożliwiając bakteriom przedostać się do źródeł wody.

We wspólnym projekcie łączącym naukowców z Purdue UniversityThe University of Southern CaliforniaI Uniwersytet Kalifornijski-Santa Cruz, analizujemy sposoby zapobiegania tego rodzaju kaskadowym przestojom. Jedną z obiecujących strategii jest instalacja rozproszonych źródeł wytwarzania, takich jak panele słoneczne lub małe turbiny wiatrowe z bateriami, w krytycznych punktach połączeń między systemami energii, wody i gazu ziemnego.

Ze swojej strony konsumenci również muszą rozumieć te powiązania. Branie gorącego prysznica lub uruchamianie zmywarki zużywa wodę, a także energię elektryczną lub gaz do jej ogrzania. Te punkty krytyczne często powodują problemy podczas kryzysów. Na przykład ostatnie zalecenia wzywające Teksańczyków do zagotowania wody przed jej użyciem wywierają dodatkowy nacisk na i tak już ograniczone dostawy energii.

Nasze badania pokazują, że przedsiębiorstwa użyteczności publicznej muszą zwracać większą uwagę na połączenia między gaz ziemny i elektrycznośći pomiędzy wody i energii elektrycznej. W ten sposób planiści mogą dokładniej zobaczyć, w jaki sposób warunki klimatyczne wpłyną w szczególności na popyt pod wpływem zmian klimatycznych. Rosnące braki gazu oraz przerwy w dostawie prądu i wody w Teksasie są oznaką, że operatorzy infrastruktury muszą lepiej zrozumieć, jak ściśle powiązane są te zasoby, nie tylko podczas normalnej eksploatacji, ale także podczas kryzysów, które mogą zakłócić je wszystkie naraz.

Awarie w Teksasie pokazały, jak ekstremalne warunki klimatyczne zagrażają systemom energetycznym w całych Stanach ZjednoczonychLudzie bez prądu w swoich domach odpoczywają w sklepie Gallery Furniture w Houston po tym, jak właściciel otworzył firmę jako schronisko 16 lutego 2021 r. AP Photo / David J. Phillip

Przyszłość będzie inna

W niektórych komentarzach na temat katastrofy w Teksasie nazwano ją „zdarzenie czarny łabędź”Czego nigdy nie można było przewidzieć - a nawet gorzej, „uderzenie meteorytu. ” W rzeczywistości państwo opublikowało plik plan łagodzenia zagrożeń w 2018 r., które wyraźnie ostrzegało, że ostra zimowa pogoda może spowodować powszechne przestoje. Zauważono, że takie wydarzenia byłyby znacznie bardziej uciążliwe w Teksasie niż w innych regionach, w których występują ostrzejsze zimy.

W badaniu z 2016 r. Kilku moich kolegów i ja ostrzegliśmy, że obecne wskaźniki i standardy niezawodności sieci w Stanach Zjednoczonych były niewystarczające, zwłaszcza w odniesieniu do zagrożeń klimatycznych. Doszliśmy do wniosku, że normy te „nie zapewniają wystarczającej struktury zachęt dla przedsiębiorstw użyteczności publicznej, aby odpowiednio zapewnić wysoki poziom niezawodności dla użytkowników końcowych, szczególnie podczas wydarzeń klimatycznych na dużą skalę”.

Jak widzę, dominującym paradygmatem „szybciej, lepiej, taniej” w planowaniu energii jest wywieranie coraz większej presji na starzejącą się infrastrukturę naszego kraju. Uważam, że nadszedł czas, aby planiści energii byli bardziej proaktywni i dokonali inteligentnych inwestycji w środki, które pomogą systemom elektroenergetycznym radzić sobie z ekstremalnymi zjawiskami pogodowymi.

Kluczowe kroki powinny obejmować lewarowanie analityka predykcyjna informować o planowaniu katastrof; rozliczanie niepewność klimatyczna w zarządzaniu infrastrukturą; unowocześnianie standardów niezawodności systemów przesyłu i dystrybucji energii; oraz zróżnicowanie mieszanki paliw, które wszystkie państwa używają do wytwarzania energii elektrycznej. Bez takich kroków częste zakłócenia usług krytycznych mogłyby stać się nową normą Wysokie koszty i silne uderzenia - zwłaszcza w najbardziej wrażliwych Amerykanów.

O autorze

Roshanak (Roshi) Nateghi, adiunkt w dziedzinie inżynierii przemysłowej, Purdue University

Artykuł został opublikowany ponownie Konwersacje na licencji Creative Commons. Przeczytać oryginalny artykuł.

Powiązane książki

Life After Carbon: Next Global Transformation of Cities

by Peter Plastrik, John Cleveland
1610918495Przyszłość naszych miast nie jest już taka, jak kiedyś. Model nowoczesnego miasta, który został przyjęty na całym świecie w XX wieku, przeżył swoją przydatność. Nie może rozwiązać problemów, które pomógł stworzyć - zwłaszcza globalnego ocieplenia. Na szczęście w miastach pojawia się nowy model rozwoju miast w celu agresywnego radzenia sobie z realiami zmian klimatu. Zmienia sposób, w jaki miasta projektują i wykorzystują przestrzeń fizyczną, generują bogactwo gospodarcze, konsumują i pozbywają się zasobów, eksploatują i utrzymują naturalne ekosystemy oraz przygotowują się na przyszłość. Dostępne na Amazon

Szóste wyginięcie: nienaturalna historia

Elżbieta Kolbert
1250062187W ciągu ostatnich pół miliarda lat miało miejsce Pięć masowych wymierań, kiedy różnorodność życia na Ziemi nagle i dramatycznie się zmniejszyła. Naukowcy z całego świata monitorują obecnie szóste wyginięcie, które, jak się przewiduje, będzie najbardziej niszczycielskim wydarzeniem wyginięcia od czasu uderzenia asteroidy, która zniszczyła dinozaury. Tym razem kataklizm to my. W prozie, która jest jednocześnie szczera, zabawna i głęboko poinformowana, New Yorker pisarka Elizabeth Kolbert mówi nam, dlaczego i jak istoty ludzkie zmieniły życie na planecie w sposób, jakiego nie zrobił żaden gatunek wcześniej. Przeplatając badania w pół tuzinie dyscyplin, opisy fascynujących gatunków, które już zostały utracone, oraz historię wyginięcia jako koncepcji, Kolbert przedstawia poruszającą i kompleksową relację o zniknięciach, które mają miejsce na naszych oczach. Pokazuje, że szóste wyginięcie prawdopodobnie będzie najtrwalszym dziedzictwem ludzkości, zmuszając nas do przemyślenia fundamentalnego pytania, co to znaczy być człowiekiem. Dostępne na Amazon

Wojny klimatyczne: walka o przetrwanie, gdy świat się przegrzewa

autor: Gwynne Dyer
1851687181Fale uchodźców klimatycznych. Dziesiątki nieudanych stanów. Wojna totalna. Z jednego z największych analityków geopolitycznych na świecie dochodzi przerażające spojrzenie na strategiczne realia najbliższej przyszłości, kiedy zmiany klimatu popychają potęgę świata w kierunku surowej polityki przetrwania. Przewidujący i niezachwiany, Wojny klimatyczne będzie jedną z najważniejszych książek nadchodzących lat. Przeczytaj i dowiedz się, do czego zmierzamy. Dostępne na Amazon

Od wydawcy:
Zakupy na Amazon iść na pokrycie kosztów przynoszą InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, i ClimateImpactNews.com bez kosztów i bez reklamodawców śledzących twoje nawyki przeglądania. Nawet jeśli klikniesz link, ale nie kupisz tych wybranych produktów, wszystko, co kupisz podczas tej samej wizyty w Amazon, płaci nam niewielką prowizję. Nie ponosisz żadnych dodatkowych kosztów, więc proszę przyczynić się do wysiłku. Możesz też skorzystaj z tego linku do korzystania z Amazon w dowolnym momencie, aby pomóc wesprzeć nasze wysiłki.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

śledź InnerSelf na

facebook iconikona twittericon youtubeikona instagramikona kuflaikona rss

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

NAJNOWSZE FILMY

Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
Rozpoczęła się wielka migracja klimatyczna
by Super Użytkownik
Kryzys klimatyczny zmusza tysiące ludzi na całym świecie do ucieczki, ponieważ ich domy stają się coraz bardziej niezdatne do zamieszkania.
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
Ostatnia epoka lodowcowa mówi nam, dlaczego musimy dbać o zmianę temperatury o 2 ℃
by Alan N Williams i in
W najnowszym raporcie Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu (IPCC) stwierdzono, że bez znaczącego spadku…
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
Ziemia nadawała się do zamieszkania przez miliardy lat - dokładnie, jakie szczęście nam się poszczęściło?
by Toby'ego Tyrrella
Stworzenie Homo sapiens zajęło ewolucji 3-4 miliardy lat. Gdyby klimat zawiódł tylko raz w tym…
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
Jak tworzenie map pogody sprzed 12,000 XNUMX lat może pomóc przewidzieć przyszłe zmiany klimatu
by Brice Rea , , , , , , , , , ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,, ,
Koniec ostatniej epoki lodowcowej, około 12,000 XNUMX lat temu, charakteryzował się końcową fazą zimna zwaną młodszymi dryasami.…
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
Morze Kaspijskie spadnie w tym stuleciu o 9 metrów lub więcej
by Frank Wesselingh i Matteo Lattuada
Wyobraź sobie, że jesteś na wybrzeżu i spoglądasz na morze. Przed tobą 100 metrów jałowego piasku, który wygląda jak…
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
Wenus była kiedyś bardziej podobna do Ziemi, ale zmiany klimatu sprawiły, że nie nadawała się do zamieszkania
by Richard Ernst
O zmianach klimatu możemy się wiele nauczyć od Wenus, naszej siostrzanej planety. Wenus ma obecnie temperaturę powierzchni…
Pięć niewiary klimatycznych: przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej
Pięć niewiary klimatycznych: szybki kurs dezinformacji klimatycznej
by John Cook
Ten film to przyspieszony kurs dezinformacji klimatycznej, podsumowujący kluczowe argumenty użyte do poddania w wątpliwość rzeczywistości…
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
Arktyka nie była tak ciepła od 3 milionów lat, co oznacza duże zmiany dla planety
by Julie Brigham-Grette i Steve Petsch
Każdego roku pokrywa lodu morskiego w Oceanie Arktycznym kurczy się do najniższego poziomu w połowie września. W tym roku mierzy zaledwie 1.44…

NAJNOWSZE ARTYKUŁY

zielona energia2 3
Cztery możliwości zielonego wodoru dla Środkowego Zachodu
by Chrześcijański Tae
Aby zapobiec kryzysowi klimatycznemu, Środkowy Zachód, podobnie jak reszta kraju, będzie musiał całkowicie zdekarbonizować swoją gospodarkę do…
ug83qrfw
Główna bariera w odpowiedzi na zapotrzebowanie musi się skończyć
by John Moore, Na Ziemi
Jeśli federalne organy regulacyjne postąpią właściwie, odbiorcy energii elektrycznej na Środkowym Zachodzie mogą wkrótce zacząć zarabiać, podczas gdy…
drzewa do sadzenia dla klimatu2
Posadź te drzewa, aby poprawić życie w mieście
by Mike Williams-Rice
Nowe badanie ustala, że ​​żywe dęby i amerykańskie jawory są mistrzami wśród 17 „superdrzew”, które pomogą uczynić miasta…
dno morza północnego
Dlaczego musimy zrozumieć geologię dna morskiego, aby wykorzystać wiatry?
by Natasha Barlow, profesor nadzwyczajny czwartorzędowej zmiany środowiska, Uniwersytet w Leeds
Dla każdego kraju obdarzonego łatwym dostępem do płytkiego i wietrznego Morza Północnego, morski wiatr będzie kluczem do spełnienia sieci…
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
3 lekcje pożarów dla miast leśnych, gdy Dixie Fire niszczy historyczne Greenville w Kalifornii
by Bart Johnson, profesor architektury krajobrazu, University of Oregon
Pożar płonący w gorącym, suchym górskim lesie przetoczył się przez miasto Gold Rush w Greenville w Kalifornii, 4 sierpnia…
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
Chiny mogą osiągnąć cele energetyczne i klimatyczne, ograniczając energetykę węglową
by Alvin Lin
Na kwietniowym Szczycie Klimatycznym przywódców Xi Jinping obiecał, że Chiny będą „ściśle kontrolować energetykę węglową…
Niebieska woda otoczona martwą białą trawą
Mapa śledzi 30 lat ekstremalnego topnienia śniegu w USA
by Mikayla Mace-Arizona
Nowa mapa ekstremalnych zjawisk topnienia śniegu w ciągu ostatnich 30 lat wyjaśnia procesy, które prowadzą do szybkiego topnienia.
Samolot zrzuca czerwony środek ogniochronny na pożar lasu, gdy strażacy zaparkowani wzdłuż drogi patrzą w pomarańczowe niebo
Model przewiduje 10-letni wybuch pożaru, a następnie stopniowy spadek
by Hannah Hickey-U. Waszyngton
Spojrzenie na długoterminową przyszłość pożarów przewiduje początkowy, mniej więcej dekadowy wybuch aktywności pożarów…

 Otrzymuj najnowsze wiadomości e-mail

Tygodnik Codzienna inspiracja

Nowe postawy - nowe możliwości

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.pl | Rynek wewnętrzny
Copyright © 1985 - Publikacje wewnętrzne 2021. Wszelkie prawa zastrzeżone.