تؤثر التغيرات في درجة الحرارة وهطول الأمطار ومستوى سطح البحر وتواتر وشدة الأحداث المتطرفة على كمية الطاقة التي يتم إنتاجها وتوصيلها واستهلاكها في العالم.
كيف يؤثر تغير المناخ على الطاقة
تلعب الطاقة دورًا مهمًا في العديد من جوانب الحياة فعلى سبيل المثال نستخدم الكهرباء للإضاءة والتبريد، ونستخدم الوقود للنقل والتدفئة والطبخ، حيث يرتبط إنتاج واستخدام الطاقة لدينا بالعديد من الجوانب الأخرى للحياة الحديثة مثل استهلاك المياه واستخدام السلع والخدمات والنقل والنمو الاقتصادي واستخدام الأراضي والنمو السكاني.
كما يساهم إنتاج واستخدام الطاقة (التي يأتي معظمها من الوقود الأحفوري) أيضًا في تغير المناخ ،حيث يمثل أكثر من 84٪ من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري.
درجة الحرارة والطلب على الطاقة وإمداداتتها
من المرجح أن تؤدي الزيادات في درجات الحرارة إلى زيادة طلبنا على الطاقة، فضلاً عن تغيير قدرتنا على إنتاج الكهرباء وتوصيلها بشكل موثوق.
- في المناخ الأكثر دفئًا، سيستخدم المزيد من الكهرباء لتكييف الهواء وغاز طبيعي ونفط وخشب أقل للتدفئة، فإذا ارتفعت درجة حرارة مناخ البلاد بمقدار 1.8 درجة فهرنهايت، فانه من المتوقع أن يزداد الطلب على الطاقة المستخدمة للتبريد بحوالي 5-20٪.
- بينما من المتوقع أن ينخفض الطلب على الطاقة المستخدمة للتدفئة بحوالي 3-15٪. يمكن أن يزيد صافي الإنفاق على التدفئة والتبريد السنوية بنسبة 10٪ (26 مليار دولار بدولارات 1990) مع ارتفاع درجة حرارة 4.5 درجة فهرنهايت بحلول نهاية القرن، وبنسبة 22٪ (57 مليار دولار بدولارات 1990) مع ارتفاع درجة حرارة 9.0 درجة فهرنهايت عندها سينخفض الطلب على التدفئة إلى أقصى حد، وسيزداد الطلب على التبريد أكثر في نفس الوقت بمناطق اخرى.
- نظرًا لأنه من المتوقع أن يزداد الطلب على الكهرباء للتبريد نتيجة لزيادة درجة الحرارة وظواهر الحرارة الشديدة، فمن المرجح أن يتحول التوازن في توصيل الطاقة من الغاز الطبيعي وزيت الوقود المستخدم للتدفئة إلى الكهرباء المستخدمة في تكييف الهواء. فمن المحتمل أن تؤثر التغييرات في الطلب على الطاقة على انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، لكن التأثير الصافي يعتمد على مصادر الطاقة، بما في ذلك الطاقة البديلة المستخدمة في الكهرباء والتدفئة.
- من المرجح أن يؤدي الاحترار إلى زيادة الطلب على الكهرباء في الصيف في معظم مناطق العالم، وقد تتطلب تلبية الزيادات في ذروة الطلب هذه استثمارات في توليد الطاقة الجديدة والبنية التحتية للتوزيع، وستحتاج الآليات الجديدة لإدارة موثوقية النظام والطلب الذروة، والذي يمكن أن يكون أكثر تكلفة من متوسط مستويات الطلب.
على سبيل المثال، واستنادًا إلى زيادة درجة الحرارة من 6.3 إلى 9 درجات فهرنهايت، يمكن أن يؤدي تغير المناخ إلى زيادة الحاجة إلى سعة توليد كهربائية إضافية بحوالي 10-20٪ بحلول عام 2050. وهذا يتطلب مئات المليارات من الدولارات في شكل استثمارات إضافية.
- قد يقلل المناخ الأكثر دفئًا من كفاءة إنتاج الطاقة للعديد من محطات الوقود الأحفوري والطاقة النووية الحالية؛ لأن هذه المحطات تستخدم المياه للتبريد. كلما كانت المياه أكثر برودة زادت كفاءة المولد، وبالتالي يمكن أن تؤدي درجات حرارة الهواء والماء المرتفعة إلى تقليل الكفاءة التي تحول بها هذه المحطات الوقود إلى كهرباء.
توافر المياه والطاقة
ترتبط أنظمة الطاقة والمياه ببعضها البعض، فالطاقة ضرورية لضخ ونقل ومعالجة مياه الشرب ومياه الصرف الصحي، لذلك هناك حاجة إلى مياه التبريد لتشغيل العديد من محطات الطاقة الحالية، حيث تعد الطاقة الكهرومائية (الكهرباء التي تنتجها المياه الجارية) في حد ذاتها مصدرًا مهمًا للطاقة في أجزاء من الولايات المتحدة.
ستؤثر التغييرات في هطول الأمطار وزيادة مخاطر الجفاف وانخفاض كتلة الثلج والتغيرات في توقيت ذوبان الجليد في الربيع على أنماط استخدام الطاقة والمياه لدينا، فمثلا:
- يمكن أن تتطلب محطات توليد الطاقة كميات كبيرة من الماء للتبريد، حيث في المتوسط تتطلب كيلوواط / ساعة من الكهرباء (طاقة كافية لتشغيل 400 مصباح فلوريسنت نموذجي لمدة ساعة) سحب 25 جالونًا من المياه من الأنهار أو البحيرات.
- من المرجح أن تؤدي موجات الحرارة الشديدة والمتكررة إلى زيادة الطلب على الكهرباء في الجنوب الشرقي والجنوب الغربي. في الوقت نفسه، حيث انه من المحتمل أن تعاني هذه المناطق من انخفاض إمدادات المياه بسبب زيادة درجة الحرارة والتبخر، فضلاً عن احتمال انخفاض هطول الأمطار. نظرًا لأن الماء ضروري لإنتاج الكهرباء فإن هذه التأثيرات مجتمعة يمكن أن تؤدي إلى إجهاد موارد المياه.
- تعتبر محطات الطاقة الكهرومائية حساسة لحجم وتوقيت تدفقات التيار. وفي بعض المناطق خاصة خلال أوقات زيادة هطول الأمطار، قد يضطر مشغلو السدود إلى السماح لبعض المياه بتجاوز التوربينات الكهربائية لمنع الفيضانات في اتجاه مجرى النهر. قد يؤدي الحفاظ على تدفق تيار السدود الكهرومائية إلى تعارض مع الأنشطة الأخرى، مثل استعادة موائل السلمون في شمال غرب المحيط الهادئ.
- يمكن أن تؤدي زراعة المحاصيل من أجل الكتلة الحيوية وطاقة الوقود الحيوي إلى إجهاد موارد المياه في مناطق معينة، وذلك اعتمادًا على نوع المحصول ومكان زراعته والإنتاج الزراعي في المنطقة والممارسات الحالية لإدارة المياه والمغذيات. فبالنظر إلى العوامل العديدة المعنية هناك حاجة إلى مزيد من البحث لفهم كيفية تأثير تغير المناخ على هذه الموارد.
- قد يؤدي ارتفاع درجات الحرارة وزيادة التبخر والجفاف إلى زيادة الحاجة إلى طرق كثيفة الاستهلاك للطاقة لتوفير مياه الشرب والري. على سبيل المثال، يمكن لمحطات تحلية المياه تحويل المياه المالحة إلى مياه عذبة ولكنها تستهلك الكثير من الطاقة، قد يتطلب تغير المناخ أيضًا ضخ مياه الري لمسافات أطول خاصة في المناطق الجافة.
ارتفاع مستوى سطح البحر واندفاع العواصف والأحداث الشديدة
يقع جزء كبير من البنية التحتية للطاقة في المناطق الساحلية، وبالتالي فهي حساسة لارتفاع مستوى سطح البحر وعرام العواصف. على سبيل المثال، موانئ الوقود وخطوط التوليد والنقل التي توفر الكهرباء للمراكز الساحلية الحضرية الرئيسية في خطر.
قد تؤدي التغييرات في تواتر وشدة العواصف والأحداث المتطرفة الأخرى أيضًا إلى إتلاف البنية التحتية للطاقة، مما يؤدي إلى نقص الطاقة الذي يضر بالاقتصاد ويعطل حياة الناس اليومية.
- يقع جزء كبير من منشآت الطاقة الأمريكية على ساحل الخليج أو في الخارج في خليج المكسيك، حيث تقع العديد من محطات الطاقة الساحلية في الولايات المتحدة على ارتفاع أقل من ثلاثة أقدام فوق مستوى سطح البحر، كما توجد المنشآت التي تستورد أو تصدر الفحم والغاز والنفط في المناطق الساحلية.
- يمكن أن يؤدي ارتفاع مستوى سطح البحر واشتداد حدة العواصف والأعاصير في المناطق الساحلية إلى زيادة مخاطر تعطل إمدادات الطاقة.
- عدة آلاف من منصات التنقيب عن النفط قبالة سواحل الخليج معرضة لظواهر الطقس القاسية. على سبيل المثال، تسبب الإعصاران كاترينا وريتا في إتلاف أكثر من 100 منصة وتدمير 558 خط أنابيب في عام 2005، مما أثر على الأسواق في أماكن بعيدة مثل نيويورك ونيو إنجلاند.
- يمكن أن تؤدي الفيضانات والعواصف الشديدة إلى إتلاف خطوط الكهرباء ومعدات توزيع الكهرباء، قد تؤدي هذه الأحداث أيضًا إلى تأخير أعمال الإصلاح والصيانة. يمكن أن يكون لانقطاع الكهرباء آثار خطيرة على أنظمة الطاقة الأخرى أيضًا، على سبيل المثال غالبًا ما تكون اضطرابات خطوط أنابيب النفط والغاز نتيجة لأحداث الطقس القاسية بسبب انقطاع التيار الكهربائي بدلاً من الأضرار المادية للبنية التحتية.
- السكك الحديدية والنقل البحري الذي ينقل كميات كبيرة من النفط والفحم في الولايات المتحدة معرضة أيضًا لتغير المناخ، يمكن أن تهدد الأمطار والعواصف الشديدة السكك الحديدية من خلال غسل أسطح السكك الحديدية، حيث يمكن أن تؤثر التغييرات في هطول الأمطار على النقل البحري من خلال تقليل قابلية الملاحة في الأنهار.
وفي نهاية ذلك لا تزال تأثيرات تغير المناخ على طاقة الرياح والطاقة الشمسية مجالًا متطورًا للبحث؛ وذلك بسبب التحديات التي تنطوي عليها نمذجة تغيرات الرياح والغطاء السحابي في المساحة المكانية اللازمة.
