Europas förnybara el skulle överleva katastrofal klimatförändring

Forskare har upptäckt klimatförändringen molnet har ett silverfoder: Förnybara elsystem, som är högt beroende av vädret, kommer sannolikt att fortsätta att arbeta i Europa även efter ett katastrofalt skift i jordens atmosfär. Sådana förändringar ändrar mätvärden som fördelen med överföring och lagring med mindre än fem procent.

Forskningen, som publicerades onsdagen, fann att länder med höga vind- och solenergimängder sannolikt fortsätter att leverera el i värsta fall scenarier. Kontinentalnätet, under tiden, kan behöva en viss ökning för att el ska fortsätta att flöda. Smail Kozarcanin, doktorand vid Institutionen för teknik vid Danmarks Århus Universitet och den första författaren på studien berättar Omvänd att för viss del inte laget förväntade sig dessa resultat.

"Många studier visar att klimatförändringen medför vanligare extremt väder och eftersom vindkraft och solkraftproduktion beror på vädret, det vill säga vind och solsken, är det naturligt att förvänta sig att nya ytterligheter skulle kräva en annan infrastruktur", säger Smail. Omvänd. "Vi observerar emellertid inte stora skillnader i många av de viktiga mätvärdena som vi anser vara viktigast för ett framtida storskaligt elsystem baserat på vindkraft och solenergi."

Det finns ett antal skäl till detta. Det första är att extremt väder redan uppstår ibland i dagens klimat, så förnybara system är utformade med extrema förhållanden i åtanke. En annan är att elkraven inte beror så mycket på vädret, och efterfrågan sjunker något i varmare väder eftersom Europa använder mindre luftkonditionering på grund av dess breddgrad.

"Den lätta minskningen av vindkraft och solenergi, det vill säga mängden elektricitet som genereras av samma vindkraftverk eller solcell i olika klimatscenarier verkar vara något negativt påverkad av klimatförändringen, säger Smail. "Det är, varmare scenarier tenderar att ha minskat produktionen från samma generatorer. Det innebär att fler generatorer kommer att behöva producera samma mängd förnybar energi, vilket gör dem lite mindre ekonomiskt konkurrenskraftiga."

Forskningen visar styrkan i befintliga förnyelsebara system, som gradvis ökar i popularitet över hela världen. Solindustrin i USA har ökat med 159 procent när det gäller arbetskraftens storlek under de senaste åtta åren, medan den totala vindkraftkapaciteten i Nordamerika uppgick till 135 gigawatt i fjol. Data från BP visar att förnybar energiförbrukning ökade med 17 procent år 2017, men står fortfarande för endast 8 procent av den globala elen.

Gruppens forskningsrapport, "21st Century Climate Change Impacts on Key Properties of a Large-scale Renewable-Based Electricity System", har publicerats i tidningen Joule.

"Så vitt vi vet finns det inga studier i litteraturen för vilka klimatförändringsdata har tillämpats på denna typ av elsystemmodellering", säger Smail, som noterar att liknande studier har gjorts i USA och Kinas elsystem, men de tittade bara på historiska produktionsdata.

Emellertid noterar Smail att undersökningen bara tittade på elnätet. Detta är bara en liten del av mänsklighetens bredare energianvändning, som omfattar uppvärmning och transport. Teamet förväntar sig att undersöka bredare effekter på värme och el i en framtida studie, ett viktigt forskningsområde, eftersom cirka 50 procent av kontinens energianvändning är för uppvärmning. Under de mest dramatiska prognoserna för klimatförändringar, utan politiska överväganden, sjunker behovet av rymdvärme 33 procent medan behovet av kylning stiger 400 procent.

Med det i åtanke bör de positiva resultaten inte fungera som en signal om att klimatförändringarna kommer att fungera bättre än väntat. Bara för att Europas elnät kommer att bli bra betyder inte att allt annat kommer att fungera okej.

"Under det senaste decenniet är det uppenbart att klimatförändringen orsakar mer frekventa och mer oregelbundna väderhändelser, även i Europa", säger Smail. "Detta är definitivt ett seriöst ämne med stor oro för mänskliga och naturliga system. Verkligheten är på något sätt annorlunda när man bedömer klimatpåverkan på ett europeiskt storskaligt väderstyrt elsystem."

Läs abstrakt nedan:

Fallande priser och betydande teknikutveckling driver för närvarande en ökad väderberoende elproduktion från förnybara energikällor. Mot bakgrund av det förändrade klimatet är det relevant att undersöka i vilken utsträckning klimatförändringar direkt påverkar framtida väderberoende elsystem. Här använder vi tre IPCC CO2-koncentrationsvägar för perioden 2006-2100 med sex högupplösta klimatförsök för den europeiska domänen. Klimatdata används för att beräkna biasjusterade 3-timmars tidsserie för vind- och solgenerering och temperaturkorrigerade efterfrågningstidsserier för 30 europeiska länder som använder den senaste tekniken. Väderdriven elsystemanalys appliceras sedan för att jämföra fem viktiga mätvärden för kraftigt förnybara elsystem. Vi finner att klimatförändringen minskar behovet av avsändbar el med upp till 20%. Resterande nyckeltal, till exempel fördelarna med överföring och lagring samt krav på balansering av kapacitet och reserver, ändras med upp till 5%.