ノースカロライナ州立大学の研究者が主導した 2 つの新しい研究では、西海岸の電力消費者が 2 つの異なる将来のシナリオの下で経験する可能性があることのプレビューが提供されています。気候が歴史的な傾向に従っている間、エネルギー。 どちらの場合も、電力コストと信頼性が異常気象に対して脆弱なままであることがわかりました。
ノースカロライナ州立大学の森林および環境資源の助教授であるジョーダン・カーンは、「主に干ばつと熱波の形で、グリッドに対する気候変動と極端な気象現象の影響は、気候変動の下で悪化するだろう. 「西海岸の送電網が化石燃料から風力や太陽光に移行しても、これらの異常気象は依然としてシステムの信頼性と電力価格に影響を与えるでしょう。」
Earth's Future 誌に掲載されたこの 2 つの研究は、別々のシナリオで将来の電力供給と需要を予測しています。 最初の研究では、研究者はコンピューター モデルを使用して、カリフォルニア州と太平洋岸北西部の現在の送電網に対する気候変動の影響をシミュレートしました。 彼らは、2030年から2060年までの11の異なる気候シナリオの下でグリッドの価格と信頼性を評価し、化石燃料排出の「最悪のシナリオ」と別のそれほど深刻でないシナリオの下で気候がどのように変化するかについて複数の科学モデルを利用しました。
「世界がそれを回避するのに十分なほど化石燃料の排出を削減しようとしているといういくつかの証拠があるとしても、最悪のシナリオは検討する価値があります」とカーンは言いました.
研究者は、夏と初秋に停電のリスクが高まることを発見しました。これは主に、人々が家を冷やすために電力需要が高まるカリフォルニア州の極端な暑さに起因しています。 彼らは、気候変動が両方の地域で同時に発電に影響を与える1つのシナリオを除いて、すべてのシナリオで不足イベントが発生すると予測しました。
しかし、彼らは、これらの電力不足は比較的まれなままであると指摘しました. 最悪の場合の最大値は、31 年間にわたる西海岸全体の電力供給不足の 72 時間でした。
「ますます暑くなり、電力需要が高まるにつれて、送電網が機能しなくなることが予想されます」とカーン氏は述べています。 「これらの極端な暑さの出来事は、はるかに深刻になるだろう.」
カリフォルニア州の猛暑は、太平洋岸北西部の電力価格と供給にも影響を与えるでしょう。 歴史的に、地域は力を共有してきました。
「もし、そしてそれが大きな「もし」であるなら、歴史的な電力の交換が続き、カリフォルニア州が熱のために電力需要が高い場合、太平洋岸北西部で電力が不足する可能性があります。彼ら自身の要求です」とカーンは言いました。
また、気候変動が水力発電の供給を制限することで、太平洋岸北西部に直接影響を与える可能性があることも発見しました。 雪は蓄電の役割を果たしているため、夏季は降雪量の減少や融雪時期の変化により利用可能な電力量が減少します。
太平洋岸北西部に対する気候変動の最大の影響は、グリッドがすでにストレスを受けている晩夏または初秋にも発生します。 気候変動による 9 月の河川流量のわずかな減少でさえ、夏の電力需要の増加に伴い、太平洋岸北西部でさらなる不足イベントを引き起こすのに十分です。 しかし、彼らはまた、太平洋岸北西部だけでの気候の影響による西海岸全体の不足イベントはまれであると予測しました.
信頼性の問題に加えて、研究者は気候変動が電力価格を上昇させることも発見しました。 気候変動がカリフォルニア州と太平洋岸北西部の両方で電力供給と需要に影響を与えるという最悪のケースでは、電力の卸売価格が 1 時間あたり 1 ドル000 メガワットの上限に達する時間は、特にカリフォルニア州ではより長くなると予想されました。000夏の終わりに。 カリフォルニア州の気候変動は、太平洋岸北西部の価格にも大きな影響を与えるでしょう。
「価格が 1 メガワット時あたり 000 ドルに上がると、グリッドに警報ベルが鳴ります」と Kern 氏は言います。 「彼らは、人々に消費を減らすように動機づけるために、電気を非常に高価にしています。」
2 番目の調査では、研究者は 2050 年までの電力価格を、より多くの再生可能エネルギー源を送電網に追加して評価しましたが、天然ガス発電所がまだバックアップとして設置されていると仮定しました。 彼らは、各市場について 5 つのシナリオを比較しました。 電力を蓄えるためにバッテリーを追加する 1 つのシナリオ。 多くの人が電気自動車を採用しているシナリオ。 そして現状の傾向。 彼らは、追加の気候温暖化なしで--歴史的な気候条件の下で発生する可能性のある通常および極端な気象事象の代表的な 100 年の下で、これらの異なるシステムの電力コストを評価しました。
「現在、西海岸の配電網は、水力発電に大きく依存しているため--、乾燥した年は悪く、雨の多い年は良いということです」とカーン氏は述べています。 「私たちが知りたかったのは、電気自動車、バッテリー、太陽光、風力を追加して西側のグリッドを脱炭素化すると、それはまったく変化するのかということです.」
再生可能エネルギーの場合でも、極度の干ばつと暑さが依然として価格 -- の極端な上昇を引き起こすことを彼らは発見しました。最低価格は穏やかな気温と高流量によってもたらされる「良い」年であり、極度の暑さと干ばつによってもたらされる最高価格です。
「非常に最悪の年について考えるとき、それらの条件は、今日でもそれらの出来事を引き起こしているものによって引き起こされます.水不足や真夏の熱波です」とカーンは言いました. 「再生可能エネルギーを追加しても、最悪の年や最良の年が変わるわけではありませんが、途中で状況が変化します。」
カリフォルニア州では、風力エネルギーが増加するという将来のシナリオで価格が最も低くなり、次に太陽光が続きました。 太平洋岸北西部では、風力と太陽光の両方の量が最も多いシナリオの価格が最も低くなりました。 供給不足は、電気自動車の需要が最も大きい経路の下で最も頻繁に発生します。
「グリッドがより多くの風力と太陽光を使用するにつれて、価格が安くなるため価格が下がり、天然ガスが押し出されます」とカーンは言いました. 「例外は、電気自動車からの電力需要が高い場合、需要が非常に高くなり、システムが壊れることです。私たちのモデルでは非常にまれですが、水が少なく熱波があるときに起こります。」
カーン氏は、5 つのシナリオに基づく温室効果ガス排出量の削減予測は「保守的」であると述べました。 彼らのモデルは、2050 年までに最大 50% の脱炭素化を図っていますが、西海岸のほとんどの州は、より大幅な移行をより早く行うという目標を設定しています。
「私たちの重要な発見は、グリッドが脱炭素化しても、水と熱に対する脆弱性が依然として残るということでした」とカーンは言いました。 「そこから抜け出せないシステムです」
この研究「The Effects of Climate Change on Interregional Electricity Market Dynamics on the US West Coast」は、2021 年 12 月 7 日に Earth's Future にオンラインで掲載されました。Kern に加えて、他の著者は Joy Hill、David E. Rupp でした。 、ナタリー・ヴォアザン、グレゴリー・チャラックリス。 この研究は、賞 1639268 T2 および 170082 T1 の下で全米科学財団の INFEWS プログラムによって支援されました。
2 番目の研究「技術経路は、水文気象学的不確実性への米国西海岸グリッドの露出を促進するのに役立つ可能性がある」は、2022 年 12 月 28 日に Earth's Future でオンラインで公開されました。Kern に加えて、他の著者には Jacob Wessel、Nathalie Voisin、Konstantinos が含まれます。オイコノモウとヤニク・ハース。 この研究は、マルチセクター ダイナミクス、地球および環境システム モデリング プログラム、ならびに全米科学財団 INFEWS プログラム賞 1639268 の研究の一環として、米国エネルギー省科学局によって資金提供されました。
