Изменение климата создает проблемы для энергетических систем Ближнего Востока и Северной Африки
Ближний Восток и Северная Африка (БВСА) являются одним из регионов мира, наиболее пострадавших от изменения климата, что создает проблемы для энергетических систем, которые уже с трудом удовлетворяют потребности экономического роста, энергетической безопасности и социального обеспечения.
В период с 1980 по 2022 год температура в странах Ближнего Востока и Северной Африки повышалась на 0,46 °C за десятилетие, что значительно превышает средний мировой показатель, составляющий 0,18 °C1.Характер выпадения осадков также значительно изменился, усугубив существующий дефицит воды в некоторых странах БВСА: засухи в Марокко в 2022 г. и Тунисе в 2023 г., а также сильные наводнения в 2022 г. в Объединенных Арабских Эмиратах, Иране, Саудовской Аравии, Катаре, Омане и Йемене.
Эти климатические явления влияют на людей, экономику, а также на энергетические системы.В Марокко, например, более высокие температуры увеличили спрос на электроэнергию для охлаждения, создав нагрузку на энергосистему, которая и без того перегружена.Чтобы противостоять растущему пиковому спросу, импорт электроэнергии Марокко из Испании в мае 2022 года достиг рекордно высокого уровня.
Даже по мере того, как они расширяют производство возобновляемых источников энергии для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию и целей по сокращению выбросов, энергетические системы региона также должны будут повышать устойчивость к изменению климата, чтобы справиться с ожидаемым усилением воздействия на климат.Помня об этой цели, Международное энергетическое агентство работало с региональными партнерами (Египет, Марокко и Оман) над проведением своей первой оценки климатических опасностей и воздействия для MENA на основе новейших климатических моделей и анализа графической информационной системы (ГИС).
Диверсификация энергетического баланса за счет большего количества возобновляемых источников энергии является долгосрочным ответом на сокращение количества осадков и усиление засухи.
Уменьшение количества осадков и учащение случаев засухи являются серьезной проблемой для энергетического сектора в некоторых странах БВСА, особенно в южном и восточном Средиземноморье.Общее количество осадков в регионе южного и восточного Средиземноморья уменьшалось примерно на 8,3% за десятилетие в период с 1980 по 2022 год.Прогнозируется дальнейшее уменьшение среднегодового количества осадков в этих странах и их увеличение на Аравийском полуострове.
Прогнозируется, что снижение доступности воды в результате уменьшения количества осадков в странах южного и восточного Средиземноморья негативно скажется на тепловых электростанциях, работающих на ископаемом топливе, на которые приходится 91% производства электроэнергии и которые используют пресную воду для охлаждения.
Во всех климатических сценариях прогнозируется, что более 90% тепловых электростанций, работающих на ископаемом топливе, в регионе южного и восточного Средиземноморья в предстоящее десятилетие будут иметь более сухой климат, хотя уровень засушливости может различаться в зависимости от станции и сценария.Если глобальные выбросы парниковых газов (ПГ) не будут сокращены, а тепловые электростанции, работающие на ископаемом топливе, в регионе продолжат работу, около 32 % угольных электростанций, 15 % газовых электростанций и 9 % нефтяных электростанций могут столкнуться с «значительно» более сухой климат, что окажет еще большее влияние на доступность охлаждающей воды.Эти показатели выше, чем в среднем по миру и в соседних странах на Аравийском полуострове, где климат несколько более влажный.
Изменение количества осадков на Ближнем Востоке и в Северной Африке по сценарию SSP2-4.5, 2081-2100 гг.
Примечания: SSP2-4.5 представляет собой сценарий выбросов, рассмотренный в Шестом оценочном отчете МГЭИК (ДО6), в соответствии с верхним пределом совокупных уровней выбросов ОНУВ к 2030 году и связанный с оценкой глобального потепления на 2100 год примерно на 3°C.Стандартизированный индекс осадков сравнивает кумулятивное количество осадков за интересующий период (в данном случае 6 месяцев) с долгосрочным распределением осадков для того же места и периода.Это научный индикатор, используемый в ДО6 МГЭИК для обнаружения и описания метеорологических засух.Около трети электростанций Ближнего Востока и Северной Африки, работающих на ископаемом топливе, расположены в южном и восточном Средиземноморье, а остальные — на Аравийском полуострове.На карте показаны только электростанции с установленной мощностью более 100 МВт.
Некоторые средиземноморские страны уже предприняли усилия по сокращению потребности в охлаждающей воде и поиску альтернативных источников воды.Марокко постепенно заменяет свои угольные электростанции электростанциями комбинированного цикла, работающими на природном газе, которые требуют меньше воды для охлаждения.Египет принял более водосберегающие варианты охлаждения новых газовых электростанций (например, система воздушного охлаждения для электростанции New Capital мощностью 4,8 ГВт) и уменьшил свою зависимость от пресной воды за счет использования морской воды для электростанции El Burullus мощностью 4,8 ГВт.
Хотя эти варианты могут в краткосрочной перспективе снизить нагрузку на водные ресурсы, единственным долгосрочным решением является переход на чистую энергию в регионе, а также во всем мире.Если глобальные выбросы парниковых газов от тепловых электростанций, работающих на ископаемом топливе, не будут уменьшены, изменение климата будет по-прежнему вызывать нехватку воды и, следовательно, создавать дополнительные проблемы для региональных электростанций.
Некоторые технологии возобновляемых источников энергии, такие как фотоэлектрические солнечные батареи и ветряные турбины, более устойчивы к более засушливому климату, поскольку для их работы требуется мало воды или она вообще не требуется.Кроме того, их сокращение выбросов парниковых газов может способствовать созданию положительного круга, смягчая последствия изменения климата и, следовательно, сокращая сдвиги в характере осадков.Некоторые страны южного и восточного Средиземноморья поставили амбициозные цели по наращиванию мощностей солнечной и ветровой энергетики, поддерживая глобальные усилия по сокращению выбросов парниковых газов.Например, Марокко стремится увеличить долю солнечной энергии в выработке электроэнергии с 1% в 2020 году до 20% к 2030 году, а ветровой — с 12,2% до 20%.Ожидается, что это увеличение повысит устойчивость энергосистемы за счет компенсации прогнозируемого снижения мощности гидро- и угольной электроэнергетики, вызванного растущим дефицитом воды.
Повышение температуры и явления экстремальной жары вызывают дополнительные опасения относительно устойчивости энергосистемы региона.По сравнению с доиндустриальным периодом (1850–1900 гг.) температуры в 2081–2100 гг. в странах Ближнего Востока и Северной Африки могут повыситься на 2,5°C в сценарии с низким уровнем выбросов и примерно на 6,4°C в сценарии с высоким уровнем выбросов, в обоих случаях выше среднемировых значений.Более частые явления экстремальной жары создают двойную проблему, увеличивая потребность в энергии для охлаждения и снижая эффективность электростанций.
За последние четыре десятилетия (1980-2022 гг.) количество градусо-дней охлаждения (CDD)3 увеличивалось на 0,6% в год в регионе MENA.Эта тенденция, вероятно, сохранится, увеличивая среднегодовой показатель CDD более чем на 30 при сценарии с низким уровнем выбросов и примерно на 1400 при сценарии с высоким уровнем выбросов в 2081–2100 годах по сравнению с доиндустриальным периодом (1850–1900 годы).Эти более высокие прогнозируемые летние температуры, вероятно, вызовут заметное увеличение пикового спроса на электроэнергию в течение лета при более широком использовании кондиционеров.В Омане пиковый спрос на электроэнергию увеличился с 6 060 МВт в 2015 году до 7 081 МВт в 2021 году со среднегодовым темпом роста около 3%, что в основном связано с более широким использованием кондиционеров.Прогнозируется, что пиковый спрос на электроэнергию в Омане будет продолжать расти примерно на 4% в год до 2027 года.
Поскольку более высокие температуры повышают пиковый спрос на электроэнергию, они также снижают эффективность производства электроэнергии и сетей, создавая дополнительную нагрузку на электроснабжение.На работу электростанций, работающих на природном газе, на долю которых приходится наибольшая доля выработки электроэнергии (74%) в регионе, может отрицательно повлиять более теплый массовый поток воздуха, поступающий в компрессор газовой турбины.По оценке МЭА, более 80% установленной мощности газовых электростанций в регионе сталкивается с ежегодным добавлением более 20 жарких дней (когда максимальные температуры превышают 35°С) в 2081-2100 гг. -сценарий с выбросами и более 60 дней в сценарии с высокими выбросами, что значительно превышает средний мировой показатель.На Аравийском полуострове уровень воздействия может быть еще выше, достигнув примерно 90% установленной мощности газового сжигания.
На ключевые экологически чистые энергетические технологии также может негативно повлиять увеличение частоты и интенсивности экстремальных тепловых явлений.Солнечные фотоэлектрические и ветровые электростанции обычно рассчитаны на температуру около 25°C и становятся менее эффективными во время волн тепла.Повышение температуры также приводит к нагреву, расширению или провисанию линий электропередач, что снижает пропускную способность и приводит к увеличению потерь.Согласно оценке МЭА, большая часть установленных солнечных фотоэлектрических мощностей в регионе будет ежегодно увеличиваться более чем на 20 жарких дней в сценарии с низким уровнем выбросов и более чем на 40 дней в сценарии с высоким уровнем выбросов.Аналогичным образом, 90 % ветряных электростанций могут подвергнуться увеличению на 40 жарких дней в год по сценарию с высоким уровнем выбросов, хотя уровень воздействия может значительно снизиться по сценарию с низким уровнем выбросов (45 % установленной мощности подвержено увеличению более 20 дней).
Чтобы противостоять ожидаемому увеличению числа случаев экстремальной жары, поставщикам энергии необходимо внедрить более устойчивые конструкции для ветряных электростанций и инновационные технологии охлаждения для фотоэлектрических солнечных батарей.Правительствам и потребителям также необходимо добиваться повышения энергоэффективности охлаждающих устройств, чтобы справиться с возросшим пиковым спросом на электроэнергию.
Переход к устойчивой к изменению климата энергетике предлагает решения для трех основных пересекающихся целей: чистая энергия, энергетическая безопасность и адаптация к изменению климата.Технологии, устойчивые к изменению климата, соответствуют региональным планам по сокращению выбросов, что способствует дальнейшему развитию фотоэлектрической солнечной и ветровой энергии.Эта диверсификация источников энергии способствует энергетической безопасности за счет повышения готовности и устойчивости к сбоям, вызванным изменением климата.Кроме того, это позволяет более широко использовать меры адаптации, чтобы противостоять экстремальным погодным явлениям, такие как кондиционирование воздуха и медицинские услуги во время периодов сильной жары.
Чтобы поддержать текущие и будущие усилия по переходу к устойчивому к изменению климата энергетическому переходу в регионе, МЭА выпустит серию страновых отчетов об устойчивости к изменению климата для энергетического перехода в Египте, Марокко и Омане.В этих отчетах представлены индивидуальные оценки различных климатических опасностей для энергетических систем этих трех стран и обсуждаются пути дальнейшего улучшения существующих мер политики.Чтобы поделиться ключевыми выводами с более широкой общественностью, МЭА проведет гибридное мероприятие в июле в сотрудничестве с правительствами Египта, Марокко и Омана.
Время публикации: 15 июля 2023 г.