Europas vedvarende elektricitet ville overleve katastrofale klimaændringer

Forskere har opdaget, at klimaforandringsskyen har en sølvforing: Fornyelige elsystemer, der er stærkt afhængige af vejret, vil sandsynligvis fortsætte med at arbejde i Europa selv efter et katastrofalt skift i Jordens atmosfære. Sådanne ændringer ændrer metrics som fordel for transmission og opbevaring med mindre end fem procent.

Forskningen, offentliggjort onsdag, viste, at lande med højt niveau af vindenergi og solenergi sandsynligvis vil fortsætte med at levere elektricitet i værste fald scenarier. Det kontinentale net, i mellemtiden, kan få brug for nogle forbedringer for at sikre, at elektriciteten fortsætter med at strømme. Smail Kozarcanin, ph.d.-stipendiat i ingeniørhøjskolen ved Danmarks Aarhus Universitet og den første forfatter på studiet fortæller Inverse at i et vist omfang ikke holdet forventer disse resultater.

"Mange undersøgelser viser, at klimaændringer indebærer hyppigere ekstrem vejr, og da vind- og solkraftproduktion afhænger af vejret, det vil sige vind og solskin, er det naturligt at forvente, at nye ekstremer ville kræve en anden infrastruktur," fortæller Smail. Inverse. "Vi ser dog ikke store forskelle i mange af de nøglemålinger, som vi har anset det vigtigste for et fremtidigt stort el-system baseret på vind og solenergi."

Der er en række grunde til dette. Den første er, at ekstremt vejr allerede forekommer nogle gange i dagens klima, så fornyelige systemer er designet med ekstreme forhold i tankerne. En anden er, at elkravene ikke afhænger så meget af vejret, og efterspørgslen falder lidt i det varmere vejr, da Europa bruger mindre aircondition på grund af dets breddegrad.

"Den lille reduktion i vind- og solenergi generation, det vil sige mængden af ​​elektricitet produceret af samme vindmølle eller solcelle i de forskellige klimascenarier, synes at være lidt negativt påvirket af klimaændringer," siger Smail. "Det vil sige, varmere scenarier har en tendens til at have reduceret output fra de samme generatorer. Det betyder, at flere generatorer vil blive forpligtet til at producere samme mængde vedvarende energi, hvilket gør dem lidt mindre økonomisk konkurrencedygtige."

Forskningen viser styrken af ​​eksisterende vedvarende energisystemer, som gradvist vokser i popularitet over hele kloden. Solindustrien i USA har steget 159 procent i forhold til arbejdsstyrken i løbet af de sidste otte år, mens den samlede vindkraftkapacitet i Amerika nåede 135 gigawatt sidste år. Data fra BP viser, at forbrug af vedvarende energi voksede med 17 procent i 2017, men udgør stadig kun 8 procent af den globale elektricitet.

Gruppens forskningsdokument, "21st Century Climate Change Impacts on Key Properties of a Large-scale Renewable-Based Electricity System", er blevet offentliggjort i tidsskriftet Joule.

"Så vidt vi ved, eksisterer der ingen undersøgelser i litteraturen, for hvilke der er anvendt klimaændringsdata til denne form for elmodelmodellering," siger Smail, der bemærker, at lignende undersøgelser er blevet gennemført i USA og Kinas elsystemer, men disse kun kigget på historiske produktionsdata.

Dog bemærker Smail, at undersøgelsen kun kigger på elnettet. Dette er kun en lille del af menneskehedens bredere energiforbrug, som omfatter opvarmning og transport. Holdet forventer at undersøge bredere effekter på opvarmning og elektricitet i en fremtidig undersøgelse, et vigtigt forskningsområde, da omkring 50 procent af kontinentets energiforbrug er til opvarmning. Under de mest dramatiske prognoser for klimaændringer, uden politiske overvejelser, falder behovet for rumopvarmning 33 procent, mens behovet for køling stiger 400 procent.

Med det i tankerne bør de positive resultater ikke fungere som et signal om, at klimaændringer vil fungere bedre end forventet. Bare fordi Europas elnet bliver fint betyder ikke alt andet vil fungere okay.

"I løbet af det sidste årti er det tydeligt, at klimaforandringerne forårsager hyppigere og mere uberegnelige vejrforhold, også i Europa," siger Smail. "Dette er endeligt et alvorligt emne af stor bekymring for menneskelige og naturlige systemer. Virkeligheden er en eller anden måde anderledes, når man vurderer klimaændringernes indvirkning på et europæisk storstilet vejrstyret elsystem."

Læs nedenstående abstrakt:

Faldende priser og væsentlig teknologiudvikling driver i øjeblikket en øget vejrafhængig elproduktion fra vedvarende energikilder. I lyset af det skiftende klima er det relevant at undersøge, i hvilket omfang klimaændringer direkte påvirker fremtidens stærkt vejrafhængige elsystemer. Her bruger vi tre IPCC CO2-koncentrationsveje for perioden 2006-2100 med seks højopløselige klimaforsøg for det europæiske domæne. Klima data bruges til at beregne biasjusterede 3-timers tidsserier for vind- og solgenerering og temperaturkorrigerede efterspørgsels tidsserier for 30 europæiske lande, der anvender state-of-the-art-metoden. Vejrstyret elsystemanalyse anvendes derefter for at sammenligne fem nøgleværdier af højfornyelige elsystemer. Vi finder, at klimaforandringer reducerer behovet for afsendelig elektricitet med op til 20%. De resterende nøgleværdier, såsom fordelene ved transmission og opbevaring samt krav til afbalancering af kapacitet og reserver, ændres med op til 5%.