ไฟฟ้า น้ำ และสภาพอากาศ

แม้ว่าจะไม่ใช่การศึกษาแรกที่ดูหัวข้อเหล่านี้ แต่ก็ต้องใช้แนวทางที่เหมาะสมกว่าเอกสารที่เคยมีมาก่อน "มีการวิเคราะห์มากมายว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลกระทบต่อภาคส่วนน้ำและพลังงานแยกกันอย่างไร แต่การศึกษาเหล่านั้นมักไม่ได้ดูที่ปฏิสัมพันธ์และการตอบรับระหว่างทั้งสอง" ผู้เขียนนำ Julia Szinai จาก Berkeley Lab's Climate and Ecosystem Sciences Division กล่าว "เอกสารของเราพัฒนากรอบการทำงานทั่วไปที่ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อระบบน้ำและไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องอย่างไร และการปรับตัวที่อาจเกิดขึ้นกับช่องว่างในอนาคตของอุปสงค์และอุปทาน การทำเช่นนั้นทำให้เราแสดงให้เห็นสิ่งที่มักมองข้ามการแลกเปลี่ยนและการทำงานร่วมกันในการปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ" กรอบการทำงานนี้ใช้การวิเคราะห์ระบบเพื่อระบุปัจจัยกดดันด้านสภาพอากาศที่อาจเกิดขึ้นได้ที่ใหญ่ที่สุดในภาคส่วนน้ำและพลังงาน โดยจะวัดปริมาณการดำเนินการที่จำเป็นในการปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และตรวจสอบผลตอบรับที่จะเป็นผลมาจากการดำเนินการเหล่านี้ "ตัวอย่างเช่น กรอบของเราแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะเพิ่มความต้องการไฟฟ้าสำหรับเครื่องปรับอากาศและความต้องการน้ำเพื่อการชลประทานอย่างไร" Deshmukh อธิบาย "ในขณะที่การสูญเสียก้อนหิมะในเซียร์ราและปริมาณน้ำฝนที่ผันแปรจะส่งผลกระทบต่อการจัดหาน้ำ ไม่ใช่แค่การใช้ในเมืองและการเกษตรเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำและการระบายความร้อนของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนด้วย" รัฐแคลิฟอร์เนียอาศัยก้อนหิมะในเซียร์ราเนวาดาเพื่อระบายน้ำออกอย่างช้าๆ ตลอดทั้งปี ทีมงานใช้กรอบการทำงานที่พวกเขาพัฒนาขึ้นในแคลิฟอร์เนีย ซึ่งอาศัยก้อนหิมะสำหรับน้ำจำนวนมาก และใช้พลังงานจำนวนมากเพื่อขนส่งน้ำจากทางเหนือไปยังทางตอนใต้ของรัฐ พวกเขาตรวจสอบกลยุทธ์การปรับตัวหลายอย่างในภาคส่วนน้ำและพบว่าบางวิธีใช้พลังงานมาก ในขณะที่วิธีอื่นสามารถประหยัดทั้งน้ำและพลังงานได้ นักวิจัยรวมข้อมูลในการศึกษาที่แยกส่วนจำนวนมากเพื่อประเมินช่วงโดยรวมของอนาคตของน้ำและพลังงานที่เป็นไปได้สำหรับรัฐภายใต้สถานการณ์ภูมิอากาศต่างๆ ในช่วงปลายศตวรรษนี้ การวิเคราะห์ของพวกเขาพบว่าปัจจัยสองประการที่น่าจะมีอิทธิพลเหนือผลกระทบโดยตรงของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อภาคการผลิตไฟฟ้าของรัฐแคลิฟอร์เนีย ได้แก่ ปริมาณการใช้เครื่องปรับอากาศที่สูงขึ้นและความพร้อมใช้งานของไฟฟ้าพลังน้ำที่ลดลง "หนึ่งในประเด็นที่สำคัญที่สุดของบทความนี้คือ การปรับระบบน้ำของเราให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจทำให้ความเครียดของโครงข่ายไฟฟ้ารุนแรงขึ้นอย่างมาก หรือในทางกลับกัน ก็สามารถช่วยบรรเทาได้" ผู้เขียนร่วมและนักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศของ Berkeley Lab กล่าว แอนดรูว์ โจนส์. "หากเรามุ่งเน้นที่การปรับระบบน้ำโดยใช้การถ่ายเทน้ำจำนวนมากข้ามแอ่งน้ำ หรือโดยใช้การแยกเกลือออกจากน้ำทะเลที่ใช้พลังงานมาก นั่นจะทำให้ปัญหาไฟฟ้ายากขึ้นมาก ในทางกลับกัน หากเราปรับเปลี่ยนระบบน้ำ ด้วยการประหยัดน้ำ อันที่จริงแล้วเป็นสถานการณ์ที่ทั้งสองฝ่ายได้ประโยชน์ เพราะคุณยังลดพลังงานที่ต้องใช้สำหรับน้ำอีกด้วย" ปัจจุบัน 19% ของการใช้ไฟฟ้าในแคลิฟอร์เนียนำไปใช้กับงานที่เกี่ยวข้องกับน้ำ เช่น การบำบัด ขนส่ง สูบน้ำ และทำความร้อน นอกจากนี้ ประมาณ 15% ของการผลิตไฟฟ้าในรัฐมาจากไฟฟ้าพลังน้ำ รัฐได้เห็นผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อระบบพลังงานน้ำของตนแล้ว ความแห้งแล้งที่ยืดเยื้อซึ่งรุนแรงขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้ปริมาณการใช้ไฟฟ้าสำหรับการสูบน้ำบาดาลพุ่งสูงขึ้น และการขาดดุลไฟฟ้าพลังน้ำที่สอดคล้องกันทำให้ต้องมีการทดแทนด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลที่สกปรกกว่า ทีมงานมั่นใจว่าวิกฤตสภาพอากาศจะส่งผลกระทบอย่างมากต่อแหล่งน้ำในอนาคตของรัฐ พลังงาน ที่กล่าวว่าผลกระทบไม่แน่นอนอย่างมาก ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด ปริมาณน้ำที่มีอยู่อาจลดลง 25%; อย่างไรก็ตามพวกเขาสามารถเพิ่มขึ้น 46% Deshmukh กล่าวว่า "มีความไม่แน่นอนอย่างมากในการประมาณการแบบจำลองสภาพภูมิอากาศสำหรับการตกตะกอน "แต่โดยไม่คำนึงถึงความไม่แน่นอนเหล่านั้น มาตรการปรับตัวให้ประโยชน์ร่วมที่สำคัญ" การอนุรักษ์น้ำจะช่วยประหยัดพลังงานเช่นเดียวกับเงินสำหรับผู้บริโภค และช่วยให้การไหลในลำธารและแม่น้ำตามธรรมชาติของรัฐมีมากขึ้น เมื่อทีมใช้กรอบความคิดของตนกับสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด พวกเขาพบว่าการเลือกกลยุทธ์การปรับตัวที่ใช้พลังงานมากมากที่สุดในภาคส่วนน้ำอาจส่งผลให้เกิดความไม่สมดุลของพลังงานในระดับมากเท่ากับที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโดยตรง "ฉันคิดว่านี่เป็นงานวิจัยชิ้นแรกที่แสดงให้เห็นว่าการปรับตัวของภาคส่วนน้ำสามารถส่งผลกระทบต่อภาคการผลิตไฟฟ้าได้มากพอๆ กับผลกระทบโดยตรงจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ" โจนส์กล่าว "การศึกษานี้ได้เน้นถึงประโยชน์ของการวางแผนการปรับตัวที่ประสานกันระหว่างสองภาคส่วน" Szinai ผู้เขียนนำกล่าวเสริม "ตอนนี้เรากำลังเชื่อมโยงโมเดลการจัดการทรัพยากรน้ำที่มีรายละเอียดมากขึ้นและโมเดลการวางแผนไฟฟ้าที่สามารถแสดงให้เห็นถึงเส้นทางที่ยืดหยุ่นสำหรับการสร้างกระแสไฟฟ้า โครงสร้างพื้นฐานในสหรัฐอเมริกาฝั่งตะวันตกเมื่อผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรวมอยู่ในภาคส่วนน้ำด้วย" ปัจจุบัน Deshmukh กำลังนำทีมสำรวจความเชื่อมโยงระหว่างพลังงาน น้ำ และสภาพอากาศ โดยประเมินผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศต่อเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำและโรงไฟฟ้าพลังความร้อนใน 12 ประเทศทั่วแอฟริกาตอนใต้ เขาหวังว่าจะระบุการลงทุนที่เหมาะสมที่สุดในโครงสร้างพื้นฐานด้านไฟฟ้า “แคลิฟอร์เนียมีทางเลือกว่าต้องการปรับภาคส่วนน้ำของตนให้เข้ากับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างไร” เดชมุขกล่าว "รัฐสามารถดำเนินการตามมาตรการปรับสภาพอากาศที่ใช้พลังงานอย่างเข้มข้น เช่น การแยกเกลือออกจากน้ำทะเล หรือพัฒนาชุดมาตรการที่เพิ่มศักยภาพในการอนุรักษ์น้ำ นักวางแผนและผู้กำหนดนโยบายในภาคส่วนน้ำและพลังงานจำเป็นต้องประสานการดำเนินการและแผนเพื่อปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ"