Η στάθμη του νερού της λίμνης Πάουελ πέφτει εν μέσω ξηρασίας δύο δεκαετιών. Ο λευκός δακτύλιος της μπανιέρας στους τοίχους του φαραγγιού σηματοδοτεί την παρακμή. Ο Justin Sullivan / Getty Images
Το νερό στη λίμνη Πάουελ, μια από τις μεγαλύτερες δεξαμενές του έθνους, έχει πέσει τόσο χαμηλά εν μέσω της δυτικής ξηρασίας που ομοσπονδιακοί αξιωματούχοι προσφυγή σε έκτακτα μέτρα για να αποφευχθεί η διακοπή της υδροηλεκτρικής ενέργειας στο φράγμα Glen Canyon.
Το φράγμα της Αριζόνα, το οποίο παρέχει ηλεκτρική ενέργεια σε επτά πολιτείες, δεν είναι ο μόνος υδροηλεκτρικός σταθμός των ΗΠΑ που αντιμετωπίζει προβλήματα.
Το εμβληματικό φράγμα Hoover, επίσης στον ποταμό Κολοράντο, έχει μείωσε τη ροή του νερού και την παραγωγή ενέργειας. Η Καλιφόρνια έκλεισε έναν υδροηλεκτρικό σταθμό στο φράγμα Oroville για πέντε μήνες λόγω χαμηλών επιπέδων νερού το 2021 και οι αξιωματούχοι έχουν προειδοποίησε ότι μπορεί να συμβεί το ίδιο στο 2022.
Στα βορειοανατολικά, ένα διαφορετικό πρόβλημα κλιματικής αλλαγής έχει επηρεάσει τα φράγματα υδροηλεκτρικής ενέργειας – πάρα πολλές βροχοπτώσεις ταυτόχρονα.
Οι Ηνωμένες Πολιτείες έχουν πάνω από 2,100 επιχειρησιακά υδροηλεκτρικά φράγματα, με τοποθεσίες σε σχεδόν κάθε πολιτεία. Διαδραματίζουν ουσιαστικούς ρόλους στα περιφερειακά τους δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά τα περισσότερα χτίστηκαν τον περασμένο αιώνα κάτω από ένα διαφορετικό κλίμα από αυτό που αντιμετωπίζουν σήμερα.
Καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξάνονται και το κλίμα συνεχίζει να αλλάζει, ο ανταγωνισμός για νερό θα αυξηθεί και ο τρόπος διαχείρισης της υδροηλεκτρικής ενέργειας εντός των περιοχών και σε όλο το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ θα πρέπει να εξελιχθεί. We μελέτη την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας της χώρας σε επίπεδο συστημάτων ως μηχανικοί. Εδώ είναι τρία βασικά πράγματα που πρέπει να κατανοήσετε σχετικά με μια από τις παλαιότερες πηγές ανανεώσιμης ενέργειας του έθνους σε ένα μεταβαλλόμενο κλίμα.
Η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να κάνει πράγματα που άλλα εργοστάσια δεν μπορούν
Η υδροηλεκτρική ενέργεια συμβάλλει 6% έως 7% της συνολικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στις ΗΠΑ, αλλά αποτελεί κρίσιμο πόρο για τη διαχείριση των ηλεκτρικών δικτύων των ΗΠΑ.
Επειδή μπορεί να ενεργοποιηθεί και να απενεργοποιηθεί γρήγορα, η υδροηλεκτρική ενέργεια μπορεί να βοηθήσει έλεγχος από λεπτό σε λεπτό αλλαγές προσφοράς και ζήτησης. Μπορεί επίσης να βοηθήσει τα δίκτυα ισχύος αναπήδησε γρήγορα όταν συμβαίνουν διακοπές ρεύματος. Η υδροηλεκτρική ενέργεια αποτελεί περίπου το 40% των εγκαταστάσεων ηλεκτρικού δικτύου των ΗΠΑ που μπορούν να ξεκινήσουν χωρίς πρόσθετη παροχή ρεύματος κατά τη διάρκεια συσκότιση, εν μέρει επειδή το καύσιμο που απαιτείται για την παραγωγή ενέργειας είναι απλώς το νερό που συγκρατείται στη δεξαμενή πίσω από τον στρόβιλο.
Επιπλέον, μπορεί επίσης χρησιμεύει ως γιγάντια μπαταρία για το πλέγμα. Οι ΗΠΑ διαθέτουν πάνω από 40 υδροηλεκτρικούς σταθμούς με αντλία, οι οποίοι αντλούν νερό ανηφορικά σε μια δεξαμενή και αργότερα το στέλνουν μέσω στροβίλων για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια όπως απαιτείται.
Έτσι, ενώ η υδροηλεκτρική ενέργεια αντιπροσωπεύει ένα μικρό μέρος της παραγωγής, αυτά τα φράγματα είναι αναπόσπαστο στοιχείο για τη διατήρηση της ροής του ηλεκτρικού ρεύματος των ΗΠΑ.
Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει την υδροηλεκτρική ενέργεια με διαφορετικούς τρόπους σε διαφορετικές περιοχές
Σε παγκόσμιο επίπεδο, η ξηρασία έχει ήδη μειώσει την υδροηλεκτρική ενέργεια γενεά. Πως Η κλιματική αλλαγή επηρεάζει την υδροηλεκτρική ενέργεια στις ΗΠΑ το μέλλον θα εξαρτηθεί σε μεγάλο βαθμό από τη θέση κάθε φυτού.
Σε περιοχές όπου το λιώσιμο του χιονιού επηρεάζει τη ροή του ποταμού, το υδροηλεκτρικό δυναμικό αναμένεται να αυξηθεί το χειμώνα, όταν πέφτει περισσότερο χιόνι ως βροχή, αλλά στη συνέχεια να μειωθεί το καλοκαίρι, όταν απομένουν λιγότερα χιόνια. λειωμένο νερό. Αυτό το μοτίβο αναμένεται να συμβεί σε μεγάλο μέρος των δυτικών ΗΠΑ, μαζί με την επιδείνωση των πολυετών ξηρασιών που θα μπορούσαν μείωση της παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας, ανάλογα με το πόσο χωρητικότητα αποθήκευσης η δεξαμενή έχει.
Τα βορειοανατολικά έχουν μια διαφορετική πρόκληση. Εκεί, η ακραία βροχόπτωση που μπορεί να προκαλέσει πλημμύρες είναι αναμένεται να αυξηθεί. Περισσότερη βροχή μπορεί να αυξήσει το δυναμικό παραγωγής ενέργειας, και υπάρχουν συζητήσεις για τη μετασκευή περισσότερων υφιστάμενων φραγμάτων για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας. Αλλά δεδομένου ότι πολλά φράγματα εκεί χρησιμοποιούνται επίσης για τον έλεγχο των πλημμυρών, η ευκαιρία να παράγουν επιπλέον ενέργεια από αυτή την αυξανόμενη βροχόπτωση θα μπορούσε να χαθεί εάν το νερό απελευθερωθεί μέσω ενός καναλιού υπερχείλισης.
Στις νότιες ΗΠΑ, μείωση των βροχοπτώσεων και εντατική ξηρασία αναμένονται, γεγονός που πιθανότατα θα οδηγήσει σε μειωμένη παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας.
Ορισμένοι φορείς εκμετάλλευσης δικτύου αντιμετωπίζουν μεγαλύτερες προκλήσεις
Η επίδραση που έχουν αυτές οι αλλαγές στο ηλεκτρικό δίκτυο της χώρας θα εξαρτηθεί από τον τρόπο διαχείρισης κάθε τμήματος του δικτύου.
Οι υπηρεσίες γνωστές ως αρχές εξισορρόπησης διαχειρίζονται την προσφορά και τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας της περιοχής τους σε πραγματικό χρόνο.
Η μεγαλύτερη αρχή εξισορρόπησης όσον αφορά την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας είναι η Bonneville Power Administration στα βορειοδυτικά. Μπορεί να παράγει περίπου 83,000 μεγαβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως σε 59 φράγματα, κυρίως στην Ουάσιγκτον, το Όρεγκον και το Αϊντάχο. Το συγκρότημα Grand Coulee Dam από μόνο του μπορεί να παράγει αρκετή ενέργεια 1.8 εκατομμύρια σπίτια.
Μεγάλο μέρος αυτής της περιοχής μοιράζεται παρόμοιο κλίμα και θα βιώσει την κλιματική αλλαγή με τον ίδιο περίπου τρόπο στο μέλλον. Αυτό σημαίνει ότι μια περιφερειακή ξηρασία ή μια χρονιά χωρίς χιόνι θα μπορούσε να πλήξει πολλούς από τους παραγωγούς υδροηλεκτρικής ενέργειας της Bonneville Power Administration ταυτόχρονα. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι το κλίμα αυτής της περιοχής επηρεάζει την υδροηλεκτρική ενέργεια παρουσιάζουν ταυτόχρονα κίνδυνο και ευκαιρία για τους φορείς εκμετάλλευσης δικτύων αυξάνοντας τις προκλήσεις διαχείρισης του καλοκαιριού αλλά και μειώνοντας τα ελλείμματα ηλεκτρικής ενέργειας το χειμώνα.
Αρχές εξισορρόπησης και τον αριθμό των υδροηλεκτρικών σταθμών σε καθεμία. Λόρεν Ντένις, CC BY-ND
Στο Midwest, είναι μια διαφορετική ιστορία. Το Midcontinent Independent System Operator, ή MISO, έχει 176 υδροηλεκτρικούς σταθμούς σε μια περιοχή 50% μεγαλύτερη από αυτή της Bonneville, από τη βόρεια Μινεσότα έως τη Λουιζιάνα.
Δεδομένου ότι οι υδροηλεκτρικοί σταθμοί του είναι πιο πιθανό να βιώσουν διαφορετικά κλίματα και περιφερειακές επιπτώσεις σε διαφορετικές χρονικές στιγμές, το MISO και παρόμοιοι ευρύτεροι φορείς εκμετάλλευσης έχουν τη δυνατότητα να εξισορροπήσουν τα ελλείμματα υδροηλεκτρικής ενέργειας σε μια περιοχή με την παραγωγή σε άλλες περιοχές.
Η κατανόηση αυτών των περιφερειακών κλιματικών επιπτώσεων είναι ολοένα και πιο σημαντική για τον σχεδιασμό της παροχής ηλεκτρικής ενέργειας και την προστασία της ασφάλειας του δικτύου, καθώς οι αρχές εξισορρόπησης συνεργάζονται για να κρατήσουν τα φώτα αναμμένα.
Έρχεται περισσότερη αλλαγή
Η κλιματική αλλαγή δεν είναι ο μόνος παράγοντας που θα επηρεάσει το μέλλον της υδροηλεκτρικής ενέργειας. Ανταγωνιστικές απαιτήσεις επηρεάζουν ήδη εάν το νερό διατίθεται για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας ή άλλες χρήσεις όπως άρδευση και πόση.
Οι νόμοι και η κατανομή του νερού αλλάζουν επίσης με την πάροδο του χρόνου και αλλάζουν τον τρόπο διαχείρισης του νερού μέσω των ταμιευτήρων, επηρεάζοντας την υδροηλεκτρική ενέργεια. Η αύξηση της ανανεώσιμης ενέργειας και η δυνατότητα χρήσης ορισμένων φραγμάτων και δεξαμενών για αποθήκευση ενέργειας μπορεί επίσης να αλλάξει την εξίσωση.
Η σημασία της υδροηλεκτρικής ενέργειας σε όλο το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας των ΗΠΑ σημαίνει ότι τα περισσότερα φράγματα είναι πιθανό να μείνουν εδώ, αλλά η κλιματική αλλαγή θα αλλάξει τον τρόπο χρήσης και διαχείρισης αυτών των σταθμών.
Σχετικά με το Συγγραφέας
Κέιτλιν Γκρέιντι, Επίκουρος Καθηγητής Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος και Ερευνητικός Συνεργάτης στο Rock Ethics Institute, Penn State και Λόρεν Ντένις, Ph.D. Φοιτητής Πολιτικών Μηχανικών και Κλιματικής Επιστήμης, Penn State
Αυτό το άρθρο αναδημοσιεύθηκε από το Η Συνομιλία υπό την άδεια Creative Commons. Διαβάστε το αρχικό άρθρο.
Σχετικές Βιβλία:
Το Μέλλον που Επιλέγουμε: Επιβίωση της Κλιματικής Κρίσης
από την Christiana Figueres και τον Tom Rivett-Carnac
Οι συγγραφείς, οι οποίοι διαδραμάτισαν βασικό ρόλο στη Συμφωνία του Παρισιού για την κλιματική αλλαγή, προσφέρουν ιδέες και στρατηγικές για την αντιμετώπιση της κλιματικής κρίσης, συμπεριλαμβανομένης της ατομικής και συλλογικής δράσης.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Η ακατοίκητη γη: Ζωή μετά την υπερθέρμανση
του Ντέιβιντ Γουάλας-Γουέλς
Αυτό το βιβλίο διερευνά τις πιθανές συνέπειες της ανεξέλεγκτης κλιματικής αλλαγής, συμπεριλαμβανομένης της μαζικής εξαφάνισης, της λειψυδρίας και της λειψυδρίας και της πολιτικής αστάθειας.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Το Υπουργείο για το Μέλλον: Ένα Μυθιστόρημα
από την Kim Stanley Robinson
Αυτό το μυθιστόρημα φαντάζεται έναν κόσμο του κοντινού μέλλοντος που παλεύει με τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής και προσφέρει ένα όραμα για το πώς η κοινωνία μπορεί να μεταμορφωθεί για να αντιμετωπίσει την κρίση.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Under a White Sky: The Nature of the Future
από την Elizabeth Kolbert
Ο συγγραφέας διερευνά τον ανθρώπινο αντίκτυπο στον φυσικό κόσμο, συμπεριλαμβανομένης της κλιματικής αλλαγής, και τις δυνατότητες για τεχνολογικές λύσεις για την αντιμετώπιση των περιβαλλοντικών προκλήσεων.
Κάντε κλικ για περισσότερες πληροφορίες ή για παραγγελία
Ανάλυση: Το πιο περιεκτικό σχέδιο που έχει προταθεί ποτέ για την αντιστροφή της υπερθέρμανσης του πλανήτη
επιμέλεια Paul Hawken
Αυτό το βιβλίο παρουσιάζει ένα ολοκληρωμένο σχέδιο για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής, συμπεριλαμβανομένων λύσεων από μια σειρά τομέων όπως η ενέργεια, η γεωργία και οι μεταφορές.
