Debido a los impactos climáticos previstos en la temperatura ambiente y los recursos hídricos, El estudio muestra que el aumento de la generación de energía a partir de la energía solar fotovoltaica es una de las soluciones para la confiabilidad de la red bajo el cambio climático. Crédito:Laboratorio Nacional de Energías Renovables
Un nuevo análisis de investigadores de laboratorios nacionales y universitarios aplicó un nuevo enfoque de modelado para la planificación de la infraestructura de generación de electricidad a largo plazo que considera el clima futuro y las condiciones de los recursos hídricos. En comparación con las proyecciones tradicionales, que no consideran los impactos del clima y el agua en la generación de electricidad, Los resultados de este nuevo enfoque muestran que la red eléctrica nacional puede necesitar entre un 5,3% y un 12% adicional de capacidad de generación de energía para satisfacer los requisitos de demanda y confiabilidad. Los cambios reducirían el uso de agua y las emisiones de carbono, potencialmente ayudando a mitigar los cambios climáticos futuros.
El nuevo estudio, que aparecerá como artículo de portada en la edición impresa del 3 de diciembre en línea y del 13 de diciembre de Ciencia y tecnología ambiental , está disponible en línea hoy.
"Esta es la primera vez que alguien ha modelado la infraestructura eléctrica futura bajo el cambio climático utilizando un método que incluye verificaciones de viabilidad para garantizar que los resultados cumplan con los umbrales de suministro de energía confiables bajo las limitaciones climáticas y de recursos hídricos, "dijo el autor principal del estudio, Ariel Miara, un asociado de investigación senior del Advanced Science Research Center en The Graduate Center, CUNY (CUNY ASRC) y una energía, agua, e investigador medioambiental del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de EE. UU. "Combinamos hidrológicos de alta resolución, central térmica, y modelos de expansión de la capacidad para mejorar la confianza en la planificación de la infraestructura eléctrica a largo plazo ante los impactos climáticos y hídricos futuros. Típicamente, esto no se hace para la planificación de la infraestructura eléctrica, o está hecho pero sin verificaciones de viabilidad de los resultados. Nuestro enfoque nos permitió evaluar los impactos climáticos y hídricos específicos de la región en la confiabilidad del suministro de energía e identificar posibles pasos de adaptación para mejorar la confiabilidad ".
La red actual de EE. UU. Depende en gran medida de las centrales térmicas que utilizan carbón, nuclear, y combustibles de gas natural; estos se ven afectados por temperaturas ambientales cálidas y necesitan grandes cantidades de agua para enfriarse. Las fuentes de energía renovable, como la energía solar fotovoltaica y la eólica, requieren cantidades mínimas de agua para su funcionamiento, ya que no requieren refrigeración. pero estas tecnologías juegan un papel mucho menor en la generación de energía a través de la red eléctrica actual. Diferencias regionales en la configuración y el desarrollo de la red eléctrica hasta el año 2050, junto con los cambios en el clima y la disponibilidad de agua, sugieren que algunas regiones pueden enfrentar desafíos de confiabilidad energética.
Con su estudio, los investigadores plantearon cuatro preguntas:
Para responder a estas preguntas, El equipo de investigación primero simuló escenarios de expansión de capacidad para cuatro mezclas eléctricas que favorecen diferentes tipos de tecnología (carbón, nuclear, solar, y negocios como de costumbre) sin considerar los impactos del clima y el agua. Estas proyecciones para el año 2050 proporcionaron una comprensión básica de los resultados utilizando los enfoques actuales de expansión de la capacidad. Para su próximo paso, los investigadores tomaron en cuenta los impactos del clima y el agua en cada combinación de electricidad. Este enfoque les permitió evaluar su efecto en diferentes tipos de sistemas y dilucidar los posibles pasos de adaptación necesarios para que cada uno satisfaga las demandas de energía. Su análisis encontró que los márgenes de reserva de capacidad caen por debajo de ciertos niveles de confiabilidad cuando las proyecciones de capacidad no tienen en cuenta los impactos del clima y el agua. o cuando lo intentan pero no incluyen controles de viabilidad.
"Demostramos que los sistemas de energía pueden enfrentar desafíos de confiabilidad sin la adaptación clima-agua, ", dijo Miara." Las soluciones viables incluían compensaciones en la elección de tecnología regional y, por lo general, más generación de energía basada en energías renovables que térmica. Esto da como resultado un menor uso general de agua y emisiones para nuestras necesidades de generación de electricidad ".
"Este análisis es la piedra angular de una larga serie de estudios que este equipo de investigación ha producido para analizar las interacciones únicas entre el clima, el agua y el medio ambiente en el contexto de la planificación energética a largo plazo bajo el cambio climático, "dijo Charles Vörösmarty, coautor del estudio y director de la Iniciativa de Ciencias Ambientales de CUNY ASRC. "El estudio proporciona información valiosa y una hoja de ruta inicial para los científicos, planificadores de infraestructura, empresas de energía, y comunidades para tener conversaciones informadas sobre cómo planificamos los sistemas futuros ".
