المخاطر المناخية المتزايدة لحل المناخ

حتى مع تلاشي الصيف الحار والجاف نحو الشتاء ، فإن شبح الجفاف رفض الخروج من المرحلة. بينما يُعرَّف الجفاف بأنه نقص في الموارد المائية-كما يتضح من المستويات المنخفضة تاريخيًا لنهر المسيسيبي الشهر الماضي- يمكن أن ينتشر بسهولة بسبب نقص الكهرباء. الماء هو "وقود" الطاقة الكهرومائية ، ولا يزال المصدر الرئيسي للكهرباء المتجددة المتولدة على كوكب الأرض ، والجفاف مثل الحظر المفروض على هذا الوقود.

مديرو المياه على نهر كولورادو للتو حذر من سيناريو "يوم القيامة" الذي يلوح في الأفق"حيث سيؤدي استمرار الجفاف إلى توقف توليد الكهرباء في سد غلين كانيون. لقد وصل هذا السيناريو بالفعل سد كاريبا، ثاني أكبر مشروع للطاقة الكهرومائية في جنوب إفريقيا ، والذي يوفر أكثر من نصف الكهرباء التي تستخدمها زامبيا وزيمبابوي. خزان كاريبا - الذي بني في عام 1959 هو أكبر خزان في العالم من حيث الحجم-هو في أدنى مستوى في تاريخها، مما أدى إلى التطرف انقطاع التيار الكهربائي عن زيمبابوي وتقنين الكهرباء في زامبيا.

لأن أزمات المياه أصبحت أزمات طاقة ، فهي الآن أيضًا أزمات للعمل المناخي. للمساعدة في تحقيق إزالة الكربون من الطاقة وهو أمر أساسي لتحقيق الأهداف المناخية ، تخطط العديد من البلدان لتوسيع كبير للطاقة الكهرومائية ، ووكالات الطاقة العالمية توقع مضاعفة القدرة العالمية بحلول عام 2050. ومع ذلك ، نظرًا لمستوى تغير المناخ الذي تم فرضه بالفعل ، فمن المرجح أن تصبح عمليات الحظر الناجمة عن الجفاف على وقود المياه للطاقة الكهرومائية أكثر تواترًا وانتشارًا في العقود القادمة.

بعبارة أخرى ، أصبح أحد الحلول الأكثر انتشارًا لأزمة المناخ أقل موثوقية بسبب الآثار السلبية لتغير المناخ الجارية بالفعل. هذا الواقع المعقد له آثار مهمة على كيفية إدارتنا لأنظمة المياه والطاقة الحالية ، وعلى حلول تغير المناخ المنبثقة عن مؤتمر الأمم المتحدة المعني بتغير المناخ الذي اختتم مؤخرًا (COP27).

الصيف الماضي، أوروبا و الصين تحملت موجات الجفاف التاريخية التي أدت إلى انخفاض الأنهار وتجفيف الخزانات التي تستخدمها أنظمة الطاقة الكهرومائية لتوليد الكهرباء. توفر الطاقة الكهرومائية 80٪ من الكهرباء لمقاطعة سيتشوان الصينية و أدى الجفاف الممتد إلى خفض التوليد بمقدار النصف. ضاعفت موجة الحر من التحدي ، لذا في نفس الوقت الذي كان فيه التوليد ينخفض ​​، كان الطلب على الكهرباء لتكييف الهواء يرتفع بشدة: كان الطلب على الكهرباء في سيتشوان بنسبة 25٪ مقارنة بالفترة نفسها من عام 2021. ونتيجة لذلك ، طُلب من عشرات الآلاف من المستهلكين التجاريين في سيتشوان إغلاق لمدة عشرة أيام في أغسطس.

في أوروبا ، أدى الجفاف إلى انخفاض توليد الطاقة الكهرومائية في إيطاليا, النمسا, إسبانيا و البرتغال.

يبدو أن جنوب غرب الولايات المتحدة يتغير نحو مناخ أكثر جفافا بشكل عام، مما يشير إلى تحديات طويلة الأجل لكل من إمدادات المياه والطاقة الكهرومائية. توفر سدود الطاقة الكهرومائية على نهر كولورادو الكهرباء لـ 5 ملايين شخص وتتراجع خزاناتهم منذ عقود. أفاد مكتب الاستصلاح أن هناك ما يقرب من احتمال واحد من كل ثلاثة أن ينخفض ​​مستوى الخزان إلى هذا الحد بحلول عام 2024 ، سيتوقف توليد سد غلين كانيون الذي تبلغ سعته 1.3 جيجاوات. في أسفل نهر كولورادو ، تضاءل الجفاف التوليد السنوي من سد هوفر بنسبة 22٪ حيث ينخفض ​​خزانه أيضًا نحو مستوى "البركة الميتة" (لا يوجد جيل).

تحصل كاليفورنيا عادةً على حوالي 13٪ من طاقتها الكهربائية من الطاقة الكهرومائية ، ولكن خلال فترة الجفاف الذي انخفض إلى 6٪ فقط. يمثل هذا المستوى من التخفيض تحديات لأماكن مثل كاليفورنيا وأوروبا ، ولكن مع شبكات متنوعة يمكنهم التكيف. ماذا عن البلدان التي تهيمن فيها الطاقة الكهرومائية على الشبكة؟ أدى الجفاف الذي حدث عام 2015 إلى تقليص توليد الطاقة الكهرومائية في زامبيا إلى حد مماثل لما حدث في ولاية كاليفورنيا ، باستثناء الطاقة الكهرومائية ، توفر كل الكهرباء في زامبيا تقريبًا! هذا يعني أن الجفاف تسبب في الكهرباء الوطنية جيل يتراجع بنسبة 40٪ ، تسبب في انقطاع التيار الكهربائي المتواصل واضطراب اقتصادي هائل. هذا العام يتشكل ليكون أسوأ.

توضح هذه الأمثلة كيف يمكن للجفاف أن يكشف عن نقاط الضعف في أنظمة الطاقة والنظم الاقتصادية التي تعتمد حاليًا على الطاقة الكهرومائية. ما يجب أن يجذب انتباهنا حقًا هو التوقعات المستقبلية: أن الطاقة الكهرومائية العالمية سوف تتضاعف للمساعدة في تجنب تغير المناخ ، ولكن أيضًا أن المستقبل سيشهد المزيد من الجفاف وندرة المياه بسبب تأثيرات تغير المناخ التي لا يمكن تجنبها الآن (التقليل من الاحترار المستقبلي أمر بالغ الأهمية لتجنب المزيد من الاضطرابات).

• وكالة الطاقة الدولية مشاريع جنوب أفريقيا ستواجه مخاطر الجفاف المتزايدة بسبب تغير المناخ ، وما يصاحبه من اضطرابات في الطاقة الكهرومائية. بالإضافة إلى الجفاف الدوري ، فإن تغير المناخ سيجعل زامبيا أكثر جفافاً بشكل عام ، مع انخفاض في متوسط ​​تدفقات الأنهار وانخفاض بنسبة 20٪ في توليد الطاقة الكهرومائية.

هذا الخطر المتزايد لا يقتصر على أفريقيا. حديثا الدراسة في طبيعة تغير المناخ وجدت أنه حتى في ظل سيناريو المناخ الأكثر تفاؤلاً ، فإن أكثر من 60٪ من مشاريع الطاقة الكهرومائية الحالية تقع في "المناطق التي يُتوقع فيها حدوث انخفاض كبير في تدفق التدفق" بحلول عام 2050 ، وترتفع إلى 74٪ من المشاريع ذات الاحترار الأكبر. انا كنت المؤلف الرئيسي في الدراسة التي وجدت أن ما يقرب من ثلث مشاريع الطاقة الكهرومائية العالمية تقع في مناطق يُتوقع أن تزيد فيها مخاطر ندرة المياه. حددت الدراستان مناطق متشابهة أكثر عرضة للخطر ، مع الإشارة إلى الصين وجنوب غرب الولايات المتحدة والمكسيك وجنوب أوروبا والشرق الأوسط.

وفي الوقت نفسه ، يقع ربع إجمالي سدود الطاقة الكهرومائية المخطط لها في مناطق ذات مستويات متوسطة إلى عالية جدًا من مخاطر ندرة المياه.

هذه المخاطر الحالية والمتزايدة للجفاف وندرة المياه يجب أن تسترشد بها خطط معالجة تغير المناخ ، بما في ذلك تلك الناشئة عن COP27. يجب على البلدان أن تخطط لأنظمة الطاقة منخفضة الكربون الخاصة بها لمستوى مخاطر الجفاف والندرة التي "استوعبت" بالفعل و / أو من المحتمل أن تكون في ظل المسارات الحالية. توضح تأثيرات الجفاف على الشبكات في جنوب إفريقيا مدى قابلية أنظمة الطاقة للتأثر على مستوى النظام والتي تعتمد بشكل كبير على مصدر معرض جدًا للاضطرابات المناخية

يجب أن يصبح تنويع مصادر التوليد والقدرة على التكيف مع المناخ من الأهداف الرئيسية لمخططي الطاقة. على سبيل المثال ، تعمل الألواح الشمسية عمومًا بالقرب من قدرتها القصوى خلال فترات الجفاف الحارة والمشمسة عندما يتم الضغط على مصادر التوليد الأخرى (بصرف النظر عن سدود الطاقة الكهرومائية ، يمكن أيضًا أن تشهد المحطات النووية والحرارية تقلص التوليد أثناء فترات الجفاف بسبب نضوب مياه التبريد مصادر).

غالبًا ما يتم اقتراح الطاقة الكهرومائية كطريقة لتحقيق الاستقرار في الشبكات التي تعتمد بشكل كبير على مصادر الطاقة المتجددة مثل الرياح والطاقة الشمسية ، والتي تتقلب بناءً على متغيرات مثل الطقس ودورة النهار والليل. تخزين الطاقة الكهرومائية التي يتم ضخها- التي ترفع المياه من الخزان السفلي إلى الخزان العلوي "البطارية" الجاهزة للتوليد عند الحاجة - يمكن أن توفر نفس الخدمة ، مع انخفاض مخاطر الجفاف والندرة بالإضافة إلى التأثيرات السلبية الأقل بشكل عام على الأنهار ومصايد الأسماك والمجتمعات مقارنة إلى الطاقة الكهرومائية التقليدية.

تلعب الطاقة الكهرومائية دورًا في حل التحدي المناخي ، ولكن من الضروري أن نفهم أن الطاقة الكهرومائية هي نفسها أكثر عرضة للاضطرابات الناجمة عن المناخ مقارنة بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى مثل الرياح والطاقة الشمسية. توفر الشبكات المتنوعة منخفضة الكربون قدرًا أكبر من المرونة في مواجهة تغير المناخ والهيدرولوجيا - ونحن بحاجة إلى سياسات حكومية جديدة وتخطيط للطاقة وتدفقات مالية لدعم تنميتها المستقبلية.