Zmiany klimatyczne stanowią wyzwanie dla systemów energetycznych na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej
Bliski Wschód i Afryka Północna (MENA) to jeden z regionów świata najbardziej dotkniętych zmianami klimatycznymi, co stanowi wyzwanie dla systemów energetycznych, które już teraz starają się sprostać wymaganiom wzrostu gospodarczego, bezpieczeństwa energetycznego i opieki społecznej.
W latach 1980-2022 temperatury w MENA wzrastały o 0,46°C na dekadę, znacznie powyżej średniej światowej wynoszącej 0,18°C1.Wzorce opadów również uległy znacznej zmianie, pogłębiając istniejący niedobór wody w niektórych krajach MENA, z suszami w Maroku w 2022 r. i Tunezją w 2023 r., powodując jednocześnie intensywne powodzie w 2022 r. w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Iranie, Arabii Saudyjskiej, Katarze, Omanie i Jemenie.
Te zjawiska klimatyczne mają wpływ na ludzi, gospodarkę, a także systemy energetyczne.Na przykład w Maroku wyższe temperatury zwiększyły zapotrzebowanie na energię elektryczną do chłodzenia, obciążając i tak już przeciążony system zasilania.Aby sprostać rosnącemu szczytowemu zapotrzebowaniu, import energii elektrycznej Maroka z Hiszpanii w maju 2022 r. osiągnął rekordowo wysoki poziom.
Nawet jeśli rozszerzą produkcję energii ze źródeł odnawialnych, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną i celom redukcji emisji, systemy energetyczne regionu będą musiały również zbudować większą odporność na zmianę klimatu, aby poradzić sobie z oczekiwanym wzrostem wpływu na klimat.Mając to na uwadze, Międzynarodowa Agencja Energii współpracowała z partnerami regionalnymi (Egiptem, Marokiem i Omanem) w celu przeprowadzenia pierwszej oceny zagrożenia klimatycznego i narażenia dla regionu MENA, w oparciu o najnowsze modele klimatyczne i analizy graficznego systemu informacyjnego (GIS).
Dywersyfikacja miksu energetycznego dzięki większej liczbie źródeł odnawialnych jest długoterminową odpowiedzią na zmniejszające się opady i nasilające się susze
Zmniejszające się opady deszczu i coraz częstsze występowanie susz to główne obawy sektora energetycznego w niektórych krajach MENA, zwłaszcza w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego.Suma opadów w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego spadała o około 8,3% na dekadę w latach 1980-2022.Przewiduje się, że średnie roczne opady w tych krajach będą dalej spadać, podczas gdy na Półwyspie Arabskim będą wzrastać.
Przewiduje się, że zmniejszająca się dostępność wody wynikająca ze zmniejszających się opadów w południowych i wschodnich krajach basenu Morza Śródziemnego będzie miała negatywny wpływ na elektrownie cieplne opalane paliwami kopalnymi, które wytwarzają 91% energii elektrycznej i wykorzystują słodką wodę do chłodzenia.
We wszystkich scenariuszach klimatycznych przewiduje się, że w nadchodzącej dekadzie w ponad 90% elektrowni cieplnych opalanych paliwami kopalnymi w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego klimat będzie bardziej suchy, chociaż poziom suchości może się różnić w zależności od roślin i scenariuszy.Jeśli globalne emisje gazów cieplarnianych (GHG) nie zostaną ograniczone, a elektrownie cieplne zasilane paliwami kopalnymi w regionie będą nadal działać, około 32% elektrowni węglowych, 15% elektrowni gazowych i 9% elektrowni olejowych może stanąć w obliczu „znacznie” bardziej suchy klimat, co miałoby jeszcze większy wpływ na dostępność wody chłodzącej.Wskaźniki te są wyższe niż średnia światowa i sąsiednie kraje Półwyspu Arabskiego, które doświadczają nieco bardziej wilgotnego klimatu.
Zmiany opadów na Bliskim Wschodzie iw Afryce Północnej w ramach scenariusza SSP2-4.5, 2081-2100
Uwagi: SSP2-4.5 to scenariusz emisji rozważany w szóstym raporcie oceniającym IPCC (AR6), zgodny z górną granicą zagregowanych poziomów emisji NDC do 2030 r. i powiązany z szacunkami globalnego ocieplenia na rok 2100 na poziomie około 3°C.Standardowy wskaźnik opadów porównuje skumulowane opady w interesującym okresie (w tym przypadku 6 miesięcy) z długoterminowym rozkładem opadów dla tej samej lokalizacji i okresu.Jest to naukowy wskaźnik używany w IPCC AR6 do wykrywania i charakteryzowania susz meteorologicznych.Około jedna trzecia elektrowni opalanych paliwami kopalnymi w regionie Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej znajduje się w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego, a reszta na Półwyspie Arabskim.Na mapie zaznaczono tylko elektrownie o mocy zainstalowanej powyżej 100 MW.
Niektóre kraje śródziemnomorskie podjęły już wysiłki w celu zmniejszenia zapotrzebowania na wodę chłodzącą i poszukiwania alternatywnych źródeł wody.Maroko stopniowo zastępuje elektrownie węglowe elektrowniami gazowo-parowymi, które wymagają mniej wody chłodzącej.Egipt przyjął bardziej efektywne wodne opcje chłodzenia nowych elektrowni gazowych (np. system chłodzenia powietrzem dla elektrowni New Capital o mocy 4,8 GW) i zmniejszył swoją zależność od wody słodkiej, wykorzystując wodę morską do elektrowni El Burullus o mocy 4,8 GW.
Chociaż te opcje mogą krótkoterminowo zmniejszyć deficyt wody, jedynym trwałym rozwiązaniem jest przejście na czystą energię w regionie, a także na całym świecie.Jeśli globalne emisje gazów cieplarnianych z elektrowni cieplnych opalanych paliwami kopalnymi nie zostaną złagodzone, zmiana klimatu będzie nadal napędzać niedobór wody, aw konsekwencji stanowić kolejne wyzwania dla regionalnych elektrowni.
Niektóre technologie energii odnawialnej, takie jak fotowoltaika słoneczna i turbiny wiatrowe, są bardziej odporne na suchszy klimat, ponieważ wymagają niewielkiej ilości wody lub nie wymagają jej wcale.Co więcej, ich zredukowane emisje gazów cieplarnianych mogą przyczynić się do stworzenia pozytywnego koła, łagodzenia zmian klimatycznych, aw konsekwencji do ograniczenia zmian we wzorcach opadów.Niektóre kraje południowego i wschodniego wybrzeża Morza Śródziemnego wyznaczyły sobie ambitne cele w zakresie zwiększenia mocy elektrowni słonecznych i wiatrowych, wspierając globalne wysiłki na rzecz ograniczenia emisji gazów cieplarnianych.Na przykład Maroko dąży do zwiększenia udziału energii słonecznej w wytwarzaniu energii z 1% w 2020 r. do 20% do 2030 r., a wiatru z 12,2% do 20%.Oczekuje się, że wzrosty te zwiększą odporność systemu elektroenergetycznego poprzez zrównoważenie przewidywanych spadków mocy elektrowni wodnych i węglowych spowodowanych rosnącym niedoborem wody.
Rosnące temperatury i ekstremalne upały budzą dodatkowe obawy dotyczące odporności systemu energetycznego w regionie.W porównaniu z okresem przedindustrialnym (1850-1900), temperatury w latach 2081-2100 w MENA mogą wzrosnąć o 2,5°C w scenariuszu niskiej emisji i około 6,4°C w scenariuszu wysokiej emisji, w obu przypadkach powyżej średnich światowych.Częstsze ekstremalne upały stanowią podwójne wyzwanie, ponieważ zwiększają zapotrzebowanie na energię do chłodzenia przy jednoczesnym obniżeniu wydajności elektrowni.
W ciągu ostatnich czterech dekad (1980-2022) liczba stopniodni chłodzenia (CDD)3 wzrastała o 0,6% rocznie w regionie MENA.Tendencja ta prawdopodobnie się utrzyma, zwiększając średni roczny CDD o ponad 30 w scenariuszu niskoemisyjnym io około 1400 w scenariuszu wysokoemisyjnym w latach 2081-2100 w porównaniu z okresem przedindustrialnym (1850-1900).Te wyższe prognozowane letnie temperatury prawdopodobnie spowodują zauważalny wzrost szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną w okresie letnim przy szerszym wykorzystaniu klimatyzacji.W Omanie szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrosło z 6 060 MW w 2015 r. do 7 081 MW w 2021 r., przy średniej rocznej stopie wzrostu wynoszącej około 3 %, co w dużej mierze przypisano większemu wykorzystaniu klimatyzacji.Przewiduje się, że szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną w Omanie będzie nadal rosło o około 4% rocznie do 2027 r.
Ponieważ wyższe temperatury zwiększają szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną, ograniczają również wydajność wytwarzania energii i sieci, dodatkowo obciążając dostawy energii elektrycznej.Na wydajność elektrowni opalanych gazem ziemnym, które mają największy udział w produkcji energii elektrycznej (74%) w regionie, może negatywnie wpłynąć cieplejszy masowy przepływ powietrza do sprężarki turbiny gazowej.Według oceny IEA ponad 80% zainstalowanej mocy elektrowni gazowych w regionie czeka coroczny przyrost ponad 20 dni gorących (kiedy temperatury maksymalne przekroczą 35°C) w latach 2081-2100 w niskim -emisje i ponad 60 dni w scenariuszu wysokich emisji, które są znacznie wyższe niż średnia światowa.Na Półwyspie Arabskim poziom ekspozycji może być jeszcze wyższy, sięgając około 90% zainstalowanej mocy opalanej gazem.
Na kluczowe technologie czystej energii może również negatywnie wpłynąć zwiększona częstotliwość i intensywność ekstremalnych upałów.Wytwarzanie energii fotowoltaicznej i wiatrowej jest generalnie zaprojektowane dla warunków około 25°C i staje się mniej wydajne podczas fal upałów.Rosnące temperatury powodują również, że linie energetyczne nagrzewają się, rozszerzają lub zwisają, zmniejszając zdolność przesyłową i prowadząc do większych strat.Według oceny MAE większość zainstalowanych mocy fotowoltaicznych w regionie odnotowałaby roczny wzrost o ponad 20 gorących dni w scenariuszu niskiej emisji i ponad 40 dni w scenariuszu wysokiej emisji.Podobnie 90% elektrowni wiatrowych mogłoby być narażonych na wzrost liczby dni upalnych w ciągu roku o 40 w scenariuszu wysokich emisji, chociaż poziom narażenia mógłby znacznie spaść w scenariuszu niskich emisji (45% mocy zainstalowanej narażonych na wzrost dłużej niż 20 dni).
Aby wytrzymać oczekiwany wzrost ekstremalnych upałów, dostawcy energii muszą przyjąć bardziej odporne konstrukcje dla elektrowni wiatrowych i innowacyjne technologie chłodzenia dla fotowoltaiki.Rządy i konsumenci muszą również szukać ulepszeń w zakresie efektywności energetycznej urządzeń chłodzących, aby zarządzać zwiększonym szczytowym zapotrzebowaniem na energię elektryczną.
Odporna na zmianę klimatu transformacja energetyczna przedstawia rozwiązania dla trzech głównych nakładających się celów: czystej energii, bezpieczeństwa energetycznego i przystosowania się do zmiany klimatu.Technologie odporne na zmianę klimatu są zgodne z regionalnymi planami redukcji emisji, które napędzają dalsze wdrażanie fotowoltaiki słonecznej i wiatru.Ta dywersyfikacja źródeł energii przyczynia się do bezpieczeństwa energetycznego poprzez zwiększenie gotowości i odporności na zakłócenia wywołane klimatem.Ponadto umożliwia szersze wykorzystanie środków adaptacyjnych, aby wytrzymać ekstremalne zjawiska pogodowe, takich jak klimatyzacja i usługi opieki zdrowotnej podczas fal upałów.
Aby wesprzeć obecne i przyszłe wysiłki na rzecz transformacji energetycznej w regionie odpornej na zmianę klimatu, MAE opublikuje serię raportów krajowych na temat odporności na zmianę klimatu w przypadku transformacji energetycznej w Egipcie, Maroku i Omanie.Raporty te zawierają dostosowane oceny różnych zagrożeń klimatycznych dla systemów energetycznych w tych trzech krajach i omawiają sposoby dalszej poprawy istniejących środków politycznych.Aby podzielić się kluczowymi ustaleniami z szerszą publicznością, MAE zorganizuje w lipcu hybrydowe wydarzenie we współpracy z rządami Egiptu, Maroka i Omanu.
Czas postu: 15 lipca 2023 r