سطح آب دریاچه پاول در میان خشکسالی دو دهه ای کاهش یافته است. حلقه سفید وان بر روی دیواره های دره نشان دهنده زوال است. جاستین سالیوان / گتی ایماژ

آب دریاچه پاول، یکی از بزرگترین مخازن کشور، در بحبوحه خشکسالی غرب به حدی کاهش یافته است که مقامات فدرال توسل به اقدامات اضطراری برای جلوگیری از قطع برق آبی در سد گلن کنیون.

سد آریزونا که برق را تامین می کند هفت ایالت، تنها نیروگاه برق آبی ایالات متحده نیست که مشکل دارد.

سد نمادین هوور، همچنین بر روی رودخانه کلرادو، دارد جریان آب و تولید برق آن را کاهش داد. کالیفرنیا یک نیروگاه برق آبی در سد اروویل را به مدت پنج ماه به دلیل سطح پایین آب در سال 2021 تعطیل کرد و مقامات این کشور اعلام کردند. هشدار داد که ممکن است همین اتفاق بیفتد در 2022.

در شمال شرق، نوع دیگری از مشکل تغییر آب و هوا بر سدهای برق آبی تأثیر گذاشته است - بارندگی بیش از حد به یکباره.

ایالات متحده بیش از 2,100 عملیاتی دارد سدهای آبی، با مکان هایی تقریبا در هر ایالت. آنها نقش اساسی در شبکه های برق منطقه ای خود دارند. اما بیشتر آنها در قرن گذشته تحت شرایط آب و هوایی متفاوت با امروز ساخته شده اند.

با افزایش دمای جهانی و ادامه تغییر اقلیم، رقابت برای آب افزایش می‌یابد و نحوه مدیریت تامین برق آبی در مناطق و سراسر شبکه برق در ایالات متحده باید تکامل یابد. We مطالعه تولید برق آبی کشور در سطح سیستمی به عنوان مهندسان. در اینجا سه ​​نکته کلیدی برای درک یکی از قدیمی ترین منابع انرژی تجدیدپذیر کشور در شرایط آب و هوایی در حال تغییر وجود دارد.

نیروگاه های آبی می توانند کارهایی را انجام دهند که نیروگاه های دیگر قادر به انجام آن نیستند

برق آبی کمک می کند 6 تا 7 درصد کل تولید برق در ایالات متحده، اما یک منبع حیاتی برای مدیریت شبکه های برق ایالات متحده است.

از آنجا که می توان آن را به سرعت روشن و خاموش کرد، نیروی برق آبی می تواند کمک کند تغییرات لحظه به دقیقه عرضه و تقاضا را کنترل کنید. همچنین می تواند به شبکه های برق کمک کند سریع به عقب برگشت زمانی که خاموشی رخ می دهد برق آبی حدود 40 درصد از تاسیسات شبکه برق ایالات متحده را تشکیل می دهد که می توانند بدون منبع تغذیه اضافی در طول یک برق راه اندازی شوند. خاموشیتا حدی به این دلیل که سوخت مورد نیاز برای تولید نیرو صرفاً آب موجود در مخزن پشت توربین است.

علاوه بر این، همچنین می تواند به عنوان یک باتری غول پیکر عمل می کند برای شبکه ایالات متحده بیش از 40 نیروگاه برق آبی پمپاژ می کند که آب را در سربالایی به یک مخزن پمپ می کند و بعداً آن را از طریق توربین ها برای تولید برق در صورت نیاز ارسال می کند.

بنابراین، در حالی که برق آبی بخش کوچکی از تولید را تشکیل می دهد، این سدها برای حفظ جریان منبع برق ایالات متحده ضروری هستند.

تغییرات آب و هوایی به طرق مختلف بر انرژی آبی در مناطق مختلف تأثیر می گذارد

در سطح جهانی، خشکسالی در حال حاضر انرژی آبی را کاهش داده است نسل. چگونه تغییرات آب و هوایی بر انرژی آبی تاثیر می گذارد در ایالات متحده آینده تا حد زیادی به مکان هر کارخانه بستگی دارد.

در مناطقی که ذوب برف بر جریان رودخانه تأثیر می گذارد، انتظار می رود پتانسیل برق آبی در زمستان افزایش یابد، زمانی که برف بیشتری به عنوان باران می بارد، اما پس از آن در تابستان کاهش می یابد، زمانی که برف کمتری باقی می ماند تا تبدیل شود. ذوب آب. انتظار می رود این الگو در بیشتر مناطق غربی ایالات متحده، همراه با تشدید خشکسالی های چند ساله که می تواند رخ دهد کاهش مقداری تولید برق آبی، بسته به مقدار گنجایش انبار مخزن دارد.

شمال شرق چالش متفاوتی دارد. در آنجا، بارش شدید است که می تواند باعث سیل شود انتظار می رود افزایش. باران بیشتر می تواند پتانسیل تولید برق را افزایش دهد و وجود دارد بحث در مورد مقاوم سازی بیشتر سدهای موجود برای تولید برق آبی اما از آنجایی که بسیاری از سدها در آنجا برای کنترل سیل نیز استفاده می شوند، فرصت تولید اضافی وجود دارد انرژی اگر آب از طریق کانال سرریز رها شود، افزایش بارندگی ممکن است از بین برود.

در جنوب ایالات متحده ، کاهش بارندگی و تشدید خشکسالی انتظار می رود که به احتمال زیاد منجر به کاهش تولید برق آبی شود.

برخی از اپراتورهای شبکه با چالش های بزرگتری روبرو هستند

تأثیر این تغییرات بر شبکه برق کشور به نحوه مدیریت هر بخش از شبکه بستگی دارد.

آژانس‌هایی که به عنوان مقامات تعادلی شناخته می‌شوند، عرضه و تقاضای برق منطقه خود را در زمان واقعی مدیریت می‌کنند.

بزرگترین مرجع متعادل کننده از نظر تولید برق آبی، اداره برق Bonneville در شمال غربی است. این می تواند سالانه حدود 83,000 مگاوات ساعت برق در 59 سد تولید کند، عمدتا در واشنگتن، اورگان و آیداهو. مجموعه سد گرند کولی به تنهایی می تواند برق کافی برای تولید تولید کند 1.8 میلیون خانه.

بسیاری از این منطقه آب و هوای مشابهی دارد و تغییرات آب و هوایی را تجربه خواهد کرد در آینده تقریباً به همین ترتیب این بدان معناست که خشکسالی منطقه ای یا سال بدون برف می تواند همزمان بسیاری از تولیدکنندگان برق آبی اداره برق بونویل را تحت تأثیر قرار دهد. محققان دریافته اند که آب و هوای این منطقه بر انرژی آبی تأثیر می گذارد هم ریسک و هم فرصت را ارائه می دهد برای اپراتورهای شبکه با افزایش چالش‌های مدیریت تابستان و همچنین کاهش کمبود برق زمستانی.

 مقامات تعادلی و تعداد نیروگاه های برق آبی در هر کدام. لورن دنیس, CC BY-ND

در غرب میانه، داستان متفاوت است. اپراتور سیستم مستقل Midcontinent یا MISO دارای 176 نیروگاه برق آبی در منطقه ای است که 50 درصد بزرگتر از منطقه بونویل است، از شمال مینه سوتا تا لوئیزیانا.

از آنجایی که نیروگاه‌های برق آبی آن بیشتر در زمان‌های مختلف اقلیم‌ها و اثرات منطقه‌ای متفاوتی را تجربه می‌کنند، MISO و اپراتورهای گسترده مشابه این توانایی را دارند که کمبودهای برق آبی را در یک منطقه با تولید در مناطق دیگر متعادل کنند.

درک این اثرات آب و هوایی منطقه ای به طور فزاینده ای برای برنامه ریزی تامین برق و حفاظت از امنیت شبکه ضروری است زیرا مقامات متعادل کننده با هم همکاری می کنند تا چراغ ها را روشن نگه دارند.

تغییرات بیشتری در راه است

تغییر اقلیم تنها عاملی نیست که بر آینده نیروگاه های آبی تأثیر می گذارد. خواسته های رقابتی در حال حاضر تاثیر می گذارد آیا آب برای تولید برق یا سایر مصارف مانند آبیاری و شرب اختصاص داده می شود.

قوانین و تخصیص آب نیز در طول زمان تغییر می کند و نحوه مدیریت آب از طریق مخازن را تغییر می دهد و بر برق آبی تأثیر می گذارد. افزایش انرژی های تجدیدپذیر و پتانسیل استفاده از برخی سدها و مخازن برای ذخیره انرژی نیز ممکن است معادله را تغییر دهد.

اهمیت انرژی آبی در سراسر شبکه برق ایالات متحده به این معنی است که بیشتر سدها احتمالاً در اینجا باقی خواهند ماند، اما تغییرات آب و هوایی نحوه استفاده و مدیریت این نیروگاه ها را تغییر خواهد داد.

درباره نویسنده

کیتلین گریدیاستادیار مهندسی عمران و محیط زیست و دانشیار پژوهشی مؤسسه اخلاق سنگ، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا و لورن دنیس، دکتری. دانشجوی رشته مهندسی عمران و علوم آب و هوا، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتاب های مرتبط:

آینده ما انتخاب می کنیم: زنده ماندن از بحران آب و هوا

توسط کریستیانا فیگرس و تام ریوت-کارناک

نویسندگان، که نقش های کلیدی در توافق نامه پاریس در مورد تغییرات آب و هوا داشتند، بینش ها و استراتژی هایی را برای رسیدگی به بحران آب و هوا، از جمله اقدامات فردی و جمعی ارائه می دهند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

زمین غیرقابل سکونت: زندگی پس از گرم شدن

توسط دیوید والاس ولز

این کتاب پیامدهای بالقوه تغییرات آب و هوایی کنترل نشده، از جمله انقراض دسته جمعی، کمبود غذا و آب، و بی ثباتی سیاسی را بررسی می کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

وزارت آینده: یک رمان

توسط کیم استنلی رابینسون

این رمان دنیایی نزدیک به آینده را تصور می کند که با تأثیرات تغییرات آب و هوایی دست و پنجه نرم می کند و چشم اندازی را ارائه می دهد که چگونه جامعه ممکن است برای مقابله با بحران تغییر کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

زیر آسمان سفید: طبیعت آینده

توسط الیزابت کلبرت

نویسنده تأثیر انسان بر جهان طبیعی، از جمله تغییرات آب و هوا، و پتانسیل راه حل های فناورانه برای مقابله با چالش های زیست محیطی را بررسی می کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید

رها کردن: برنامه جامع تر که تا کنون پیشنهاد معکوس گرم شدن جهانی شده است

ویرایش شده توسط پل هاوکن

این کتاب یک طرح جامع برای پرداختن به تغییرات آب و هوا، شامل راه‌حل‌هایی از طیف وسیعی از بخش‌ها مانند انرژی، کشاورزی و حمل‌ونقل ارائه می‌کند.

برای اطلاعات بیشتر یا سفارش کلیک کنید