Risiko Iklim yang Semakin Meningkat Bagi Penyelesaian Iklim

Walaupun musim panas yang terik dan kering memudar menjelang musim sejuk, momok itu kemarau enggan keluar dari panggung. Walaupun kemarau ditakrifkan sebagai kekurangan sumber air–seperti yang ditunjukkan oleh paras rendah Sungai Mississippi dari segi sejarah bulan lepas-ia boleh dengan mudah metastasize sebagai kekurangan elektrik. Air ialah "bahan api" untuk kuasa hidro, masih merupakan sumber utama tenaga boleh diperbaharui yang dijana di planet ini, dan kemarau adalah seperti sekatan ke atas bahan api itu.

Pengurus air di Sungai Colorado sahaja memberi amaran tentang “senario kiamat yang semakin hampir” di mana kemarau berterusan akan menghentikan penjanaan elektrik di Empangan Glen Canyon. Senario itu telah pun tiba Empangan Kariba, projek kuasa hidro kedua terbesar di selatan Afrika, yang menyediakan lebih separuh daripada tenaga elektrik yang digunakan oleh Zambia dan Zimbabwe. Takungan Kariba-dibina pada tahun 1959 ia adalah takungan terbesar di dunia mengikut volum—berada di peringkat terendah dalam sejarahnya, mengakibatkan keterlaluan pemotongan kuasa ke Zimbabwe dan catuan kuasa di Zambia.

Kerana krisis air menjadi krisis tenaga, ia kini juga krisis untuk tindakan iklim. Untuk membantu mencapai penyahkarbonan tenaga yang penting untuk memenuhi sasaran iklim, banyak negara merancang untuk mengembangkan kuasa hidro secara dramatik dan agensi tenaga global meramalkan peningkatan dua kali ganda kapasiti global menjelang 2050. Namun disebabkan oleh tahap perubahan iklim yang telah pun berlaku, embargo yang didorong oleh kemarau ke atas bahan api air kuasa hidro mungkin akan menjadi lebih kerap dan lebih meluas dalam dekad akan datang.

Dalam erti kata lain, salah satu penyelesaian yang paling digembar-gemburkan untuk krisis iklim menjadi kurang dipercayai disebabkan oleh kesan negatif daripada perubahan iklim yang sedang dijalankan. Realiti yang rumit itu mempunyai implikasi penting untuk cara kami menguruskan sistem air dan tenaga sedia ada, dan untuk penyelesaian perubahan iklim yang dikeluarkan daripada Persidangan Perubahan Iklim Pertubuhan Bangsa-Bangsa Bersatu (COP27) yang baru dimuktamadkan.

Musim panas yang lalu, Eropah and China mengalami kemarau bersejarah yang menurunkan sungai dan mengeringkan takungan yang digunakan oleh sistem kuasa hidro untuk menjana elektrik. Tenaga hidro membekalkan 80% tenaga elektrik untuk wilayah Sichuan di China dan penjanaan pemotongan kemarau lanjutan sebanyak separuh. Gelombang haba menambah cabaran, jadi pada masa yang sama apabila penjanaan semakin berkurangan, permintaan untuk elektrik untuk penyaman udara meningkat: permintaan elektrik di Sichuan meningkat meningkat 25% berbanding tempoh yang sama pada 2021. Akibatnya, puluhan ribu pengguna komersial di Sichuan telah diberitahu untuk menutup selama sepuluh hari pada bulan Ogos.

Di Eropah, kemarau menyebabkan penurunan penjanaan kuasa hidro di Italy, Austria, Sepanyol and Portugal.

Amerika Syarikat barat daya nampaknya berubah ke arah iklim keseluruhan yang lebih kering, menandakan cabaran jangka panjang untuk kedua-dua bekalan air dan kuasa hidro. Empangan kuasa hidro di Sungai Colorado membekalkan tenaga elektrik kepada 5 juta orang dan takungannya telah berkurangan selama beberapa dekad. Biro Penambakan melaporkan bahawa terdapat hampir satu daripada tiga kemungkinan paras takungan akan jatuh begitu rendah menjelang 2024 bahawa Empangan Glen Canyon 1.3 gigawattnya akan berhenti menjana. Lebih jauh ke bawah Sungai Colorado, kemarau telah berkurangan generasi tahunan dari Empangan Hoover sebanyak 22% kerana takungannya juga menurun ke arah tahap "kolam mati" (tiada generasi).

California biasanya mendapat kira-kira 13% tenaga elektriknya daripada kuasa hidro, tetapi semasa a kemarau yang menurun kepada hanya 6%. Tahap pengurangan itu menimbulkan cabaran untuk tempat seperti California dan Eropah, tetapi dengan grid terpelbagai mereka boleh menyesuaikan diri. Bagaimana pula dengan negara yang kuasa hidro menguasai grid? Kemarau 2015 mengurangkan penjanaan kuasa hidro di Zambia ke tahap yang sama seperti di California, kecuali kuasa hidro membekalkan hampir semua tenaga elektrik Zambia! Ini bermakna kemarau menyebabkan elektrik negara generasi menurun sebanyak 40%, menyebabkan pemadaman berterusan dan gangguan ekonomi yang besar. Tahun ini akan menjadi lebih teruk.

Contoh-contoh ini menunjukkan bagaimana kemarau boleh mendedahkan kelemahan dalam tenaga dan sistem ekonomi yang kini bergantung kepada kuasa hidro. Apa yang sepatutnya menarik perhatian kita ialah ramalan masa depan: kuasa hidro global akan berganda untuk membantu mengelakkan perubahan iklim, tetapi juga masa depan akan menyaksikan lebih banyak kemarau dan kekurangan air kerana kesan daripada perubahan iklim yang kini tidak dapat dielakkan (meminimumkan pemanasan masa depan adalah penting untuk mengelakkan gangguan yang lebih besar).

. Agensi Tenaga Antarabangsa memproyeksikan bahawa selatan Afrika akan menghadapi peningkatan risiko kemarau akibat perubahan iklim, dengan gangguan berkaitan kuasa hidro. Sebagai tambahan kepada kemarau berkala, perubahan iklim akan menjadikan Zambia lebih kering secara keseluruhan, dengan penurunan purata aliran sungai dan pengurangan 20% dalam penjanaan kuasa hidro.

Risiko yang semakin meningkat ini tidak terhad kepada Afrika. Baru-baru ini belajar dalam bidang Alam Perubahan Iklim mendapati bahawa, walaupun di bawah senario iklim yang paling optimistik, lebih daripada 60% daripada projek kuasa hidro sedia ada berada di "kawasan yang diunjurkan penurunan aliran strim yang besar" menjelang 2050, meningkat kepada 74% daripada projek dengan pemanasan yang lebih besar. saya telah pengarang utama dalam kajian yang mendapati bahawa kira-kira satu pertiga daripada projek kuasa hidro global berada di kawasan yang diunjurkan mempunyai peningkatan risiko kekurangan air. Kedua-dua kajian mengenal pasti kawasan yang sama paling berisiko, dengan kedua-duanya menunjuk ke China, barat daya Amerika Syarikat, Mexico, Eropah selatan dan Timur Tengah.

Sementara itu, satu perempat daripada semua empangan kuasa hidro yang dirancang berada di kawasan yang mempunyai tahap risiko kekurangan air sederhana hingga sangat tinggi.

Risiko semasa dan semakin meningkat untuk kemarau dan kekurangan air ini harus memaklumkan rancangan untuk menangani perubahan iklim, termasuk yang muncul daripada COP27. Negara-negara harus merancang sistem kuasa rendah karbon mereka untuk tahap risiko kemarau dan kekurangan yang sudah "dibakar" dan/atau mungkin di bawah trajektori semasa. Kesan kemarau pada grid di selatan Afrika menggambarkan kelemahan peringkat sistem sistem kuasa yang sangat bergantung kepada sumber yang sangat terdedah kepada gangguan iklim

Kepelbagaian sumber penjanaan dan daya tahan iklim harus menjadi objektif utama perancang tenaga. Sebagai contoh, panel solar biasanya beroperasi menghampiri kapasiti puncaknya semasa musim kemarau yang panas dan cerah apabila sumber generasi lain tertekan (selain daripada empangan kuasa hidro, loji nuklear dan terma juga boleh melihat penjanaan berkurangan semasa kemarau disebabkan oleh kehabisan air penyejuk sumber).

Kuasa hidro sering dicadangkan sebagai cara untuk menstabilkan grid yang sangat bergantung kepada tenaga boleh diperbaharui seperti angin dan suria, yang turun naik berdasarkan pembolehubah seperti cuaca dan kitaran siang-malam. Kuasa hidro simpanan dipam–yang mengangkat air dari takungan bawah ke “bateri” takungan atas yang sedia menjana apabila diperlukan–boleh menyediakan perkhidmatan yang sama, dengan kedua-dua risiko yang lebih rendah daripada kemarau dan kekurangan serta kesan negatif yang umumnya jauh lebih rendah kepada sungai, perikanan dan komuniti berbanding kepada kuasa hidro konvensional.

Tenaga hidro mempunyai peranan dalam menyelesaikan cabaran iklim, tetapi adalah penting untuk memahami bahawa kuasa hidro sendiri jauh lebih terdedah kepada gangguan yang didorong oleh iklim berbanding dengan tenaga boleh diperbaharui lain seperti angin dan solar. Grid karbon rendah yang pelbagai memberikan daya tahan yang lebih besar dalam menghadapi perubahan iklim dan hidrologi–dan kami memerlukan dasar kerajaan baharu, perancangan kuasa dan aliran kewangan untuk menyokong pembangunan masa depan mereka.