Η τοποθεσία στην οποία κατασκευάζονται νέα έργα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αποθήκευσης και μεταφοράς ηλεκτρισμού μπορεί να αποδειχθεί καθοριστική για την αποφυγή διακοπών ρεύματος σε ένα θερμότερο και πιο ασταθές κλίμα, σύμφωνα με νέα μελέτη ερευνητών του Massachusetts Institute of Technology (MIT).
.
Η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Energy, συνδυάζει κλιματικές προβλέψεις υψηλής ανάλυσης με λεπτομερείς προσομοιώσεις ενεργειακών υποδομών. Στόχος είναι να βοηθήσει τους φορείς σχεδιασμού και τους διαχειριστές δικτύων να αποφασίζουν όχι μόνο πόση νέα ισχύ χρειάζεται να εγκατασταθεί, αλλά και πού πρέπει να τοποθετηθεί ώστε να ανταποκρίνεται στις μελλοντικές συνθήκες.
Οι ερευνητές εφάρμοσαν το νέο πλαίσιο σε υποθετικά απανθρακοποιημένα ενεργειακά συστήματα στη Νέα Αγγλία και το Τέξας, δύο περιοχές με διαφορετικά κλιματικά και ενεργειακά χαρακτηριστικά. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι συστήματα σχεδιασμένα αποκλειστικά με βάση τα ιστορικά καιρικά δεδομένα θα μπορούσαν έως το 2050 να αντιμετωπίζουν έως και πενταπλάσιες ελλείψεις ηλεκτρικής ενέργειας, αυξάνοντας σημαντικά τον κίνδυνο μπλακάουτ.
Αντίθετα, όταν ο σχεδιασμός λαμβάνει υπόψη τις μελλοντικές μεταβολές της θερμοκρασίας, των ανέμων, της ηλιακής ακτινοβολίας και της ζήτησης, η ανθεκτικότητα του συστήματος βελτιώνεται αισθητά, χωρίς ουσιαστική ή με πολύ μικρή πρόσθετη οικονομική επιβάρυνση.
Ο επικεφαλής της μελέτης, καθηγητής του MIT Michael Howland, σημειώνει ότι η ενεργειακή μετάβαση προσφέρει τη δυνατότητα να συνδυαστούν ο μετριασμός και η προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή. Όπως επισημαίνει, η ενσωμάτωση των μελλοντικών καιρικών προβλέψεων στα σχέδια απανθρακοποίησης μπορεί να ενισχύσει την ανθεκτικότητα των δικτύων σχεδόν χωρίς επιπλέον κόστος, σε αντίθεση με άλλες μορφές κλιματικής προσαρμογής που απαιτούν μεγάλες επενδύσεις.
Γιατί δεν αρκεί η αύξηση της εγκατεστημένης ισχύος
Η παγκόσμια αγορά ενέργειας βρίσκεται σε περίοδο ταχύτατης μεταβολής. Από τη μία πλευρά, η ηλεκτροκίνηση, η βιομηχανική ηλεκτροδότηση και η ανάπτυξη της τεχνητής νοημοσύνης αυξάνουν τη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Από την άλλη, η πτώση του κόστους της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας επιταχύνει την εγκατάσταση μεταβλητών ανανεώσιμων πηγών.
Η αυξημένη διείσδυση των ΑΠΕ καθιστά, όμως, πιο σύνθετη την εξισορρόπηση της προσφοράς και της ζήτησης, καθώς τόσο η παραγωγή όσο και η κατανάλωση επηρεάζονται από τις καιρικές συνθήκες. Ένα ακραίο φαινόμενο μπορεί να μειώσει ταυτόχρονα την παραγωγή αιολικής και ηλιακής ενέργειας, να αυξήσει τη ζήτηση για ψύξη και να προκαλέσει προβλήματα στις υποδομές μεταφοράς.
Η μελέτη δείχνει ότι οι περιοχές που θεωρούνται σήμερα κατάλληλες για αιολικά και φωτοβολταϊκά έργα δεν θα είναι απαραίτητα οι βέλτιστες υπό τις κλιματικές συνθήκες του 2050. Οι ερευνητές υπογραμμίζουν ότι ο σχεδιασμός δεν πρέπει να περιορίζεται στη συνολική εγκατεστημένη ισχύ, αλλά να λαμβάνει υπόψη τον χρόνο και τον τόπο στον οποίο θα είναι διαθέσιμη η ενέργεια.
Διαφορετικές ανάγκες σε Νέα Αγγλία και Τέξας
Στη Νέα Αγγλία, οι μεταβολές του κλίματος αυξάνουν την ανάγκη για περισσότερη ηλιακή παραγωγή και νέες γραμμές μεταφοράς κοντά σε μεγάλα κέντρα κατανάλωσης, όπως οι πόλεις.
Στο Τέξας, αντίθετα, οι βασικοί κίνδυνοι συνδέονται περισσότερο με τους περιορισμούς του δικτύου μεταφοράς. Τα κλιματικά προσαρμοσμένα σενάρια ευνοούν την ανάπτυξη περισσότερων αιολικών πάρκων στο δυτικό τμήμα της πολιτείας, ώστε η παραγωγή να ευθυγραμμίζεται καλύτερα με τα μελλοντικά πρότυπα ζήτησης.
Οι ερευνητές εκτιμούν ότι, δεδομένου ότι και οι δύο περιοχές θα συνεχίσουν ούτως ή άλλως να επενδύουν σε νέες ΑΠΕ, η επιλογή καταλληλότερων τοποθεσιών μπορεί να ενισχύσει την αξιοπιστία των δικτύων με σχεδόν μηδενικό επιπλέον κόστος.
Το κενό μεταξύ κλιματικής επιστήμης και ενεργειακού σχεδιασμού
Η έρευνα αναδεικνύει και ένα σημαντικό θεσμικό πρόβλημα: το χάσμα μεταξύ των επιστημόνων που αναπτύσσουν κλιματικά και μετεωρολογικά μοντέλα και των επαγγελματιών που σχεδιάζουν και λειτουργούν τα ηλεκτρικά συστήματα.
Τα σημερινά μοντέλα υψηλής ανάλυσης απαιτούν μεγάλη υπολογιστική ισχύ και δεν είναι ακόμη πρακτικά για καθημερινή χρήση από τους διαχειριστές δικτύων. Η ομάδα του MIT επιδιώκει να αναπτύξει ταχύτερα εργαλεία, ώστε οι προβλέψεις για το μελλοντικό κλίμα να μπορούν να ενσωματώνονται ευκολότερα στις αποφάσεις για νέα αιολικά και φωτοβολταϊκά πάρκα, αποθήκευση ενέργειας και γραμμές μεταφοράς.
Το βασικό μήνυμα της μελέτης είναι ότι η ενεργειακή ανθεκτικότητα δεν εξαρτάται αποκλειστικά από περισσότερα κεφάλαια ή μεγαλύτερη εγκατεστημένη ισχύ. Εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον έγκαιρο και έξυπνο σχεδιασμό των υποδομών, με βάση το κλίμα στο οποίο θα λειτουργούν για τις επόμενες δεκαετίες.
Πηγή: MIT News / Nature Energy.
Νέα μελέτη του MIT δείχνει ότι η κλιματικά προσαρμοσμένη χωροθέτηση αιολικών, φωτοβολταϊκών και δικτύων μπορεί να ενισχύσει την ενεργειακή ασφάλεια με ελάχιστο πρόσθετο κόστος.