I crescenti rischi climatici di una soluzione climatica

Anche se un'estate torrida e secca svanisce verso l'inverno, lo spettro di la siccità ha rifiutato di uscire di scena. Mentre la siccità è definita come una mancanza di risorse idriche –come esemplificato dai livelli storicamente bassi del fiume Mississippi il mese scorso–può facilmente metastatizzare come mancanza di elettricità. L'acqua è il "carburante" per l'energia idroelettrica, ancora la principale fonte di elettricità rinnovabile generata sul pianeta, e una siccità è come un embargo su quel carburante.

Gestori dell'acqua sul fiume Colorado solo avvertito di un incombente “scenario apocalittico”.” dove la continua siccità fermerebbe la produzione di elettricità alla diga del Glen Canyon. Quello scenario è già arrivato per Kariba Dam, il secondo progetto idroelettrico più grande dell'Africa meridionale, che fornisce più della metà dell'elettricità utilizzata da Zambia e Zimbabwe. Il serbatoio di Kariba, costruito nel 1959, è il più grande serbatoio del mondo per volume-è al livello più basso della sua storia, risultando estremo interruzioni di corrente in Zimbabwe e razionamento in Zambia.

Poiché le crisi idriche diventano crisi energetiche, ora sono anche crisi per l'azione per il clima. Per aiutare a raggiungere la decarbonizzazione dell'energia che è fondamentale per raggiungere gli obiettivi climatici, molti paesi stanno pianificando una drammatica espansione dell'energia idroelettrica e le agenzie energetiche globali prevedere un raddoppio della capacità globale entro il 2050. Tuttavia, a causa del livello di cambiamento climatico già in atto, è probabile che nei prossimi decenni gli embarghi causati dalla siccità sul combustibile idrico dell'energia idroelettrica diventino più frequenti e più diffusi.

In altre parole, una delle soluzioni più propagandate alla crisi climatica sta diventando meno affidabile a causa degli impatti negativi del cambiamento climatico già in atto. Questa complicata realtà ha importanti implicazioni per il modo in cui gestiamo i sistemi idrici ed energetici esistenti e per le soluzioni al cambiamento climatico che emergono dalla Conferenza delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (COP27) recentemente conclusa.

La scorsa estate, Europa ed Cina ha subito siccità storiche che hanno abbassato i fiumi e prosciugato i bacini idrici che i sistemi idroelettrici utilizzano per generare elettricità. L'energia idroelettrica fornisce l'80% dell'elettricità per la provincia cinese del Sichuan e per il la siccità prolungata ha dimezzato la generazione. Un'ondata di caldo ha aggravato la sfida, quindi, mentre la produzione stava diminuendo, la domanda di elettricità per l'aria condizionata stava aumentando: la domanda di elettricità nel Sichuan era in aumento del 25% rispetto allo stesso periodo del 2021. Di conseguenza, a decine di migliaia di consumatori commerciali nel Sichuan è stato detto di chiudere per dieci giorni in agosto.

In Europa, la siccità ha ridotto la produzione di energia idroelettrica Italia, Austria, Spagna ed Portogallo.

Gli Stati Uniti sudoccidentali sembrano essere in movimento verso un clima complessivamente più secco, segnalando sfide a lungo termine sia per l'approvvigionamento idrico che per l'energia idroelettrica. Le dighe idroelettriche sul fiume Colorado forniscono elettricità a 5 milioni di persone e i loro bacini idrici sono in declino da decenni. Il Bureau of Reclamation ha riferito che c'è quasi una possibilità su tre che i livelli del serbatoio scendano così in basso entro il 2024 che la sua diga del Glen Canyon da 1.3 gigawatt smetterà di generare. Più a valle del fiume Colorado, la siccità è diminuita generazione annuale dalla diga di Hoover del 22% poiché anche il suo serbatoio declina verso il suo livello di "pozza morta" (nessuna generazione).

La California normalmente ottiene circa il 13% della sua elettricità dall'energia idroelettrica, ma durante a siccità che è scesa solo al 6%. Questo livello di riduzione pone sfide per luoghi come la California e l'Europa, ma con reti diversificate possono adattarsi. E i paesi in cui l'energia idroelettrica domina la rete? Una siccità del 2015 ha ridotto la produzione di energia idroelettrica in Zambia in misura simile a quella della California, tranne che l'energia idroelettrica fornisce quasi tutta l'elettricità dello Zambia! Ciò significa che la siccità ha causato l'elettricità nazionale generazione a diminuire del 40%, causando continui blackout e immense perturbazioni economiche. Quest'anno si preannuncia peggiore.

Questi esempi dimostrano come la siccità possa rivelare vulnerabilità nei sistemi energetici ed economici che attualmente dipendono dall'energia idroelettrica. Ciò che dovrebbe davvero attirare la nostra attenzione sono le previsioni future: che l'energia idroelettrica globale raddoppierà per aiutare a evitare il cambiamento climatico, ma anche che il futuro vedrà più siccità e scarsità d'acqua a causa degli impatti dei cambiamenti climatici che sono ora inevitabili (minimizzare il riscaldamento futuro è fondamentale per evitare disagi ancora maggiori).

I Progetti dell'Agenzia internazionale dell'energia che l'Africa meridionale dovrà affrontare un aumento del rischio di siccità a causa del cambiamento climatico, con relative interruzioni dell'energia idroelettrica. Oltre alla siccità periodica, il cambiamento climatico renderà lo Zambia complessivamente più secco, con un calo delle portate fluviali medie e una riduzione del 20% della produzione di energia idroelettrica.

Questo rischio crescente non è limitato all'Africa. Un recente studio Nature Climate Change ha rilevato che, anche nello scenario climatico più ottimistico, oltre il 60% dei progetti idroelettrici esistenti si trova in "regioni in cui si prevede un notevole calo della portata" entro il 2050, con un aumento del 74% dei progetti con un maggiore riscaldamento. ero autore principale di uno studio che ha rilevato che circa un terzo dei progetti idroelettrici globali si trova in regioni che si prevede abbiano un rischio maggiore di scarsità d'acqua. I due studi hanno identificato regioni simili più a rischio, indicando entrambi la Cina, gli Stati Uniti sudoccidentali, il Messico, l'Europa meridionale e il Medio Oriente.

Nel frattempo, un quarto di tutte le dighe idroelettriche pianificate si trova in regioni con livelli di rischio di scarsità d'acqua medio-alti.

Questi rischi attuali e crescenti di siccità e scarsità d'acqua dovrebbero informare i piani per affrontare il cambiamento climatico, compresi quelli che emergono dalla COP27. I paesi dovrebbero pianificare i loro sistemi energetici a basse emissioni di carbonio per il livello di siccità e rischi di scarsità che sono già "cotti" e/o probabilmente nelle traiettorie attuali. Gli impatti della siccità sulle reti nell'Africa meridionale illustrano la vulnerabilità a livello di sistema dei sistemi energetici che dipendono fortemente da una fonte così suscettibile alle perturbazioni climatiche

La diversificazione delle fonti di generazione e la resilienza climatica dovrebbero diventare i principali obiettivi dei pianificatori energetici. Ad esempio, i pannelli solari generalmente funzionano vicino alla loro massima capacità durante i periodi di siccità caldi e soleggiati quando altre fonti di generazione sono stressate (a parte le dighe idroelettriche, le centrali nucleari e termiche possono anche vedere la produzione ridotta durante i periodi di siccità a causa di esaurimento dell'acqua di raffreddamento fonti).

L'energia idroelettrica è spesso proposta come un modo per stabilizzare le reti fortemente dipendenti da fonti rinnovabili come l'eolico e il solare, che fluttuano in base a variabili come il tempo e il ciclo giorno-notte. Energia idroelettrica ad accumulo pompato– che solleva l'acqua da un serbatoio inferiore a una “batteria” del serbatoio superiore pronta a generare quando necessario – può fornire lo stesso servizio, sia con un minor rischio di siccità e scarsità, sia con impatti negativi generalmente molto inferiori su fiumi, attività di pesca e comunità rispetto all'energia idroelettrica convenzionale.

L'energia idroelettrica ha un ruolo nella risoluzione della sfida climatica, ma è imperativo capire che l'energia idroelettrica è essa stessa molto più vulnerabile alle interruzioni causate dal clima rispetto ad altre energie rinnovabili come l'eolico e il solare. Reti diversificate a basse emissioni di carbonio forniscono una maggiore resilienza di fronte ai cambiamenti climatici e idrologici e abbiamo bisogno di nuove politiche governative, pianificazione energetica e flussi finanziari per sostenere il loro sviluppo futuro.