Deskundigen en politici wijzen er snel met hun vingers op debacle in Texas waardoor miljoenen mensen zonder stroom of schoon water zaten tijdens de diepvries in februari. Velen hebben de staat de schuld gegeven gedereguleerde elektriciteitsmarkt, met het argument dat Texas prioriteit gaf aan goedkope macht boven betrouwbaarheid.
Maar klimaatextremen richten steeds meer schade aan aan energiesystemen in de VS, ongeacht de lokale politiek of de bijzonderheden van regionale netten. Conservatieven voerden dat bijvoorbeeld aan overregulering veroorzaakte wijdverbreide uitval in Californië temidden van extreme hitte en bosbranden in de zomer van 2020.
Als hoogleraar techniek bestuderen veerkracht van de infrastructuur onder klimaatverandering, Ik maak me zorgen over het stijgende risico van door het klimaat veroorzaakte storingen in het hele land Naar mijn mening bieden de evenementen in Texas drie belangrijke lessen voor energieplanners in de VS.
Te weinig aandacht voor klimaatextremen
Deskundigen zijn het er in grote lijnen over eens dat de Electric Reliability Council of Texas, of ERCOT, de non-profitorganisatie die het elektriciteitsnet voor het grootste deel van de staat beheert, kon niet anticiperen hoe sterk de vraag zou stijgen voorafgaand aan de koudegolf van februari. ERCOT heeft een gebrek aan capaciteit om de stijgende vraag in de winter op te vangen. Het staatsnet bijna ingestort tijdens een winterstorm in 2011 en beleefde een ander scheelde weinig in 2014, waarbij ze rollende black-outs ternauwernood vermijden.
Maar netbeheerders elders hebben dat ook onderschat hoe klimaatextremen de vraag naar elektriciteit kunnen beïnvloeden Ik zie veel overeenkomsten tussen De machtscrisis van de zomer van 2020 in Californië en recente gebeurtenissen in Texas.
In beide gevallen veroorzaakte extreem weer een onverwachte toename van de vraag en tegelijkertijd een verminderde opwekkingscapaciteit. Omdat energiebedrijven deze effecten niet hadden voorzien, moesten ze dat wel toevlucht nemen tot rollende black-outs om nog grotere rampen te voorkomen.
In onderzoeken die ik heb uitgevoerd in mijn onderzoekslaboratorium en in samenwerking met hydroklimatoloog Rohini Kumarhebben we ontdekt dat energieplanners in veel delen van de VS. substantieel onderschat hoe gevoelig de vraag naar elektriciteit is voor klimaatfactoren. Deze neiging heeft aanzienlijke gevolgen voor de veiligheid en betrouwbaarheid van de energiesystemen.
In een in april 2020 gepubliceerde studie hebben we bijvoorbeeld het gebruik van kunstmatige-intelligentiemodellen geanalyseerd om dat te voorspellen verantwoordelijk voor de rol van vochtigheid naast de luchttemperatuur. We ontdekten dat dergelijke modellen voorspellingen van de energievraag voor airconditioning op warme dagen in de hele VS aanzienlijk nauwkeuriger kunnen maken. Nauwkeurigere vraagvoorspellingen helpen energieplanners te begrijpen hoeveel stroom ze nodig hebben om te voldoen aan de piekvraag tijdens extreme weersomstandigheden.
Netbeheerders kunnen zich beter voorbereiden op de effecten van klimaatverandering op zowel vraag als aanbod door voorspellingsmodellen en software te gebruiken die academische onderzoekers al hebben ontwikkeld. Veel van deze nieuwe oplossingen zijn gepubliceerd in open access tijdschriften.
Resultaten gepubliceerd in het tijdschrift Climactic Change van een model dat voorspelt hoeveel elektriciteits- en waterverbruik in de zomer in steden in het middenwesten zou kunnen toenemen als gevolg van klimaatverandering tussen 2030 en 2052. Deze projecties houden alleen rekening met klimaateffecten, niet met andere factoren zoals bevolkingsgroei of technologische verschuivingen . Greg Simmons / Purdue University, CC BY-SA
Water, elektriciteit en aardgas zijn aangesloten
Elektriciteit, water en aardgas zijn essentiële hulpbronnen, en het is moeilijk om ze allemaal te hebben zonder de andere. Zo kost het boren naar aardgas elektriciteit en water. Veel energiecentrales verbranden aardgas om elektriciteit op te wekken. En voor het transporteren van water en gas is elektriciteit nodig om ze door pijpleidingen te pompen.
Vanwege deze nauwe verbindingen zullen storingen in het ene systeem ongetwijfeld door de andere heen rimpelen en een cascade van serviceonderbrekingen veroorzaken. Tijdens de koudegolf in Texas werden bijvoorbeeld pompen gebruikt om gas te winnen in West-Texas kon niet werken vanwege stroomstoringen. Dit halveerde de gasproductie in de staat, wat op zijn beurt de gasgestookte elektriciteitsproductie onder druk zette. Stroomstoringen ook belemmering van het pompen en behandelen van water, waardoor bacteriën mogelijk kunnen sijpelen in watervoorraden.
In een samenwerkingsproject dat onderzoekers bij Purdue University University of Southern CaliforniaEn Universiteit van Californië-Santa Cruz, analyseren we manieren om dit soort trapsgewijze uitval te voorkomen. Een veelbelovende strategie is om gedistribueerde opwekkingsbronnen, zoals zonnepanelen of kleine windturbines met batterijen, te installeren op kritische verbindingspunten tussen energie-, water- en aardgassystemen.
De consumenten van hun kant moeten deze verbanden ook begrijpen. Door een warme douche te nemen of een vaatwasser te laten draaien, wordt water en elektriciteit of gas verbruikt om het te verwarmen. Deze knelpunten veroorzaken vaak problemen tijdens crises. Recente adviezen die Texanen bijvoorbeeld aansporen om hun water te koken voordat ze het gebruiken, leggen extra druk op de toch al schaarse energievoorziening.
Ons onderzoek toont aan dat nutsbedrijven meer aandacht moeten besteden aan verbindingen tussen aardgas en elektriciteiten tussen water en elektriciteit Door dit te doen, kunnen planners nauwkeuriger zien hoe de klimaatomstandigheden met name de vraag zullen beïnvloeden onder klimaatverandering Ongebreidelde gastekorten en elektriciteits- en waterstoringen in Texas zijn een teken dat infrastructuurbeheerders duidelijker moeten begrijpen hoe nauw deze bronnen met elkaar verbonden zijn, niet alleen tijdens normaal bedrijf, maar ook tijdens crises die ze allemaal tegelijk kunnen verstoren.
Mensen zonder stroom thuis rusten in een Gallery Furniture-winkel in Houston nadat de eigenaar het bedrijf op 16 februari 2021 als onderkomen opende. AP Photo / David J. Phillip
De toekomst zal anders zijn
Sommige commentaren op de ramp in Texas noemen het een "zwarte zwaangebeurtenis"Dat nooit had kunnen worden voorspeld - of erger nog, een 'meteooraanval In feite publiceerde de staat een plan voor risicobeperking in 2018 waarschuwde dat duidelijk voor het potentieel van ernstig winterweer om wijdverbreide uitval te veroorzaken. En het merkte op dat dergelijke gebeurtenissen in Texas veel meer ontwrichtend zouden zijn dan in andere regio's met strengere winters.
In een onderzoek uit 2016 hebben verschillende collega's en ik gewaarschuwd voor de huidige meetwaarden en normen voor netbetrouwbaarheid in de VS. waren onvoldoende, vooral met betrekking tot klimaatrisico's. We concludeerden dat die normen "onvoldoende stimulerende structuur bieden voor de nutsbedrijven om voldoende hoge betrouwbaarheidsniveaus voor eindgebruikers te garanderen, met name tijdens grootschalige klimaatgebeurtenissen."
Zoals ik het zie, legt een dominant paradigma van "sneller, beter, goedkoper" in energieplanning een toenemende druk op de verouderende infrastructuur van ons land. Ik denk dat het tijd wordt voor energieplanners om proactiever te zijn en slimme investeringen te doen in maatregelen die energiesystemen helpen om extreme weersomstandigheden het hoofd te bieden.
De belangrijkste stappen zijn onder meer hefboomwerking predictive analytics om rampenplanning te informeren; verantwoording voor klimaatonzekerheid in infrastructuurbeheer; verbetering van betrouwbaarheidsnormen voor krachtoverbrengings- en distributiesystemen; en diversificatie van de mix van brandstoffen die alle staten gebruiken om elektriciteit op te wekken. Zonder dergelijke stappen zouden frequente onderbrekingen van kritieke services de nieuwe norm kunnen worden hoge kosten en zware schokken - vooral op de meest kwetsbare Amerikanen.
Over de auteur
Roshanak (Roshi) Nateghi, universitair docent industriële engineering, Purdue University
Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanaf The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees de originele artikel.
Verwante Boeken
Life After Carbon: The Next Global Transformation of Cities
by Peter Plastrik, John Cleveland
De toekomst van onze steden is niet meer wat het was. Het moderne stadsmodel dat wereldwijd in de twintigste eeuw greep, heeft zijn nut overleefd. Het kan de problemen niet oplossen die het heeft helpen creëren, vooral de opwarming van de aarde. Gelukkig is er een nieuw model voor stadsontwikkeling in steden dat agressief de realiteit van de klimaatverandering aanpakt. Het transformeert de manier waarop steden fysieke ruimte ontwerpen en gebruiken, economische welvaart genereren, hulpbronnen verbruiken en verwijderen, de natuurlijke ecosystemen exploiteren en onderhouden en zich voorbereiden op de toekomst. Beschikbaar op Amazon
The Sixth Extinction: An Unnatural History
door Elizabeth Kolbert
In de afgelopen half miljard jaar zijn er vijf massa-uitstervingen geweest, toen de diversiteit van het leven op aarde plotseling en dramatisch afnam. Wetenschappers over de hele wereld controleren momenteel het zesde uitsterven, waarvan wordt voorspeld dat het de meest verwoestende uitsterving is sinds de asteroïde-impact die de dinosauriërs heeft uitgeroeid. Deze keer is de cataclysm ons. In proza dat tegelijkertijd eerlijk, vermakelijk en diep geïnformeerd is, New Yorker schrijver Elizabeth Kolbert vertelt ons waarom en hoe mensen het leven op de planeet hebben veranderd op een manier die geen soort eerder heeft. Door verweven onderzoek in een half dozijn disciplines, beschrijvingen van de fascinerende soorten die al verloren zijn gegaan, en de geschiedenis van uitroeiing als concept, biedt Kolbert een ontroerend en uitgebreid verslag van de verdwijningen die zich voor onze ogen voordoen. Ze laat zien dat de zesde uitsterving waarschijnlijk de meest duurzame erfenis van de mensheid zal zijn, en dwingt ons de fundamentele vraag te heroverwegen wat het betekent om mens te zijn. Beschikbaar op Amazon
Climate Wars: The Fight for Survival as the World Overheats
door Gwynne Dyer
Golven van klimaatvluchtelingen. Tientallen mislukte staten. All-out oorlog. Van een van 's werelds grote geopolitieke analisten komt een angstaanjagende kijk op de strategische realiteit van de nabije toekomst, wanneer de klimaatverandering de wereldmacht in de richting van de moordende overlevingspolitiek drijft. Voorafgaand en onwrikbaar, Klimaatoorlogen zal een van de belangrijkste boeken van de komende jaren zijn. Lees het en ontdek waar we naar op zoek zijn. Beschikbaar op Amazon
Van de uitgever:
Aankopen op Amazon gaan om de kosten van het brengen van je te bekostigen InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com zonder kosten en zonder adverteerders die je surfgedrag volgen. Zelfs als u op een link klikt maar deze geselecteerde producten niet koopt, betaalt alles wat u bij hetzelfde bezoek op Amazon koopt, een kleine commissie. Er zijn geen extra kosten voor u, dus draag alstublieft bij aan de moeite. Je kan ook gebruik dan deze link te gebruiken op elk gewenst moment voor Amazon, zodat u ons kunt helpen onze inspanningen te ondersteunen.
