Europas fornybare elektrisitet ville overleve katastrofale klimaendringer

Forskere har oppdaget at klimaendringene har en sølvfôr: Fornybare elsystemer, som er svært avhengige av været, vil trolig fortsette å jobbe i Europa selv etter et katastrofalt skifte i jordens atmosfære. Slike endringer endrer beregninger som fordelen med overføring og lagring med mindre enn fem prosent.

Forskningen, publisert onsdag, viste at land med høye nivåer av vind og solenergi sannsynligvis vil fortsette å levere elektrisitet i verste fall scenarier. Det kontinentale rutenettet, i mellomtiden, kan trenge noen økninger for å sikre at strøm fortsetter å strømme. Smail Kozarcanin, ph.d.-stipendiat ved Institutt for ingeniørfag ved Danmarks Aarhus Universitet og den første forfatteren på studien forteller Omvendt at i noen grad ikke laget forventet disse resultatene.

"Mange studier viser at klimaendringer innebærer hyppigere ekstremvær, og siden vind- og solkraftproduksjonen avhenger av været, det vil si vind og solskinn, er det naturlig å forvente at nye ekstremer vil kreve en annen infrastruktur, sier Smail. Omvendt. "Vi observerer imidlertid ikke store forskjeller i mange av de nøkkeltallene vi har ansett som viktigst for et fremtidig stort el-system basert på vind og solenergi."

Det er flere grunner til dette. Den første er at ekstremt vær allerede oppstår noen ganger i dagens klima, så fornybare systemer er designet med ekstreme forhold i tankene. En annen er at elektrisitetskravene ikke er avhengige av mye på været, og hvis noe etterspør, vil etterspørselen falle litt i det varmere været, da Europa bruker mindre luftkondisjonering på grunn av breddegraden.

"Den lille reduksjonen i vindkraft og solenergi, dvs. mengden elektrisitet generert av samme vindturbin eller solcelle i de forskjellige klimascenarier, ser ut til å være noe negativt påvirket av klimaendringer, sier Smail. "Det er at varmere scenarier har en tendens til å ha redusert produksjonen fra de samme generatorene. Dette betyr at flere generatorer vil bli pålagt å produsere samme mengde fornybar energi, noe som gjør dem litt mindre økonomisk konkurransedyktige."

Forskningen viser styrken til eksisterende fornybare systemer, som gradvis øker i popularitet over hele verden. Solenergiindustrien i USA har økt 159 prosent i form av arbeidsstyrke i løpet av de siste åtte årene, mens den totale vindkraftkapasiteten i Amerika nådde 135 gigawatt i fjor. Data fra BP viser at forbruket av fornybar energi økte med 17 prosent i 2017, men utgjør fortsatt kun 8 prosent av den globale elektrisiteten.

Gruppens forskningsdokument, "21st Century Climate Change Impacts on Key Properties of A Large-Scale Renewable-Based Electricity System," har blitt publisert i tidsskriftet Joule.

"Så vidt vi vet, finnes det ingen studier i litteraturen som klimaendringsdata har blitt brukt på denne typen elektrisitetssystemmodellering, sier Smail, som bemerker at lignende studier har blitt gjennomført i USA og Kinas elektrisitetssystemer, men disse så bare på historiske produksjonsdata.

Imidlertid bemerker Smail at studien bare så på elnettet. Dette er bare en liten del av menneskehetens bredere energiforbruk, som omfatter oppvarming og transport. Teamet forventer å undersøke bredere effekter på oppvarming og elektrisitet i en fremtidig studie, et viktig forskningsområde, da rundt 50 prosent av kontinentets energiforbruk er til oppvarming. Under de mest dramatiske prognosene for klimaendringer, uten politiske hensyn, faller behovet for romvarme 33 prosent, mens behovet for avkjøling stiger 400 prosent.

Med det i tankene bør de positive resultatene ikke fungere som et signal om at klimaendringene vil fungere bedre enn forventet. Bare fordi Europas strømnettet vil bli bra, betyr ikke alt annet vil fungere bra.

"I løpet av det siste tiåret er det tydelig at klimaendringene fører til hyppigere og mer uberegnelige værforhold, også i Europa, sier Smail. "Dette er definitivt et seriøst emne med stor bekymring for menneskelige og naturlige systemer. Virkeligheten er noe annerledes når man vurderer virkningen av klimaendringer på et europeisk storstilt værdrevet elektrisitetssystem."

Les abstrakt nedenfor:

Fallende priser og betydelig teknologiutvikling driver for tiden en økt værberettiget kraftproduksjon fra fornybare energikilder. I lys av det forandrede klimaet er det aktuelt å undersøke i hvilken grad klimaendringer direkte påvirker fremtidige høyt vær-avhengige elsystemer. Her bruker vi tre IPCC CO2 konsentrasjonsbaner for perioden 2006-2100 med seks høyoppløselige klimaforsøk for det europeiske domenet. Klima data brukes til å beregne biasjusterte 3 timers tidsserier for vind- og solgenerering og temperaturkorrigerte etterspørselstidserier for 30 europeiske land ved hjelp av state-of-the-art metodikk. Værdrevet elektrisk systemanalyse brukes da for å sammenligne fem viktige beregninger av svært fornybare elsystemer. Vi finner at klimaendringer reduserer behovet for forsendbar elektrisitet med opptil 20%. De resterende nøkkelverdiene, for eksempel fordelene med overføring og lagring, samt krav til balansering av kapasitet og reserver, endres med opptil 5%.