Die wachsenden Klimarisiken einer Klimalösung

Sogar wie ein sengender, trockener Sommer zum Winter hin verblasst, das Gespenst von Dürre hat sich geweigert, die Bühne zu verlassen. Während Dürre als Mangel an Wasserressourcen definiert wird –wie die historisch niedrigen Wasserstände des Mississippi im vergangenen Monat zeigten– es kann leicht als Strommangel metastasieren. Wasser ist der „Brennstoff“ für Wasserkraft, immer noch die führende Quelle erneuerbarer Elektrizität, die auf dem Planeten erzeugt wird, und eine Dürre ist wie ein Embargo für diesen Brennstoff.

Wassermanager am Colorado River eben warnte vor einem drohenden „Weltuntergangsszenario“.“, wo die anhaltende Dürre die Stromerzeugung am Glen Canyon Dam stoppen würde. Dieses Szenario ist bereits eingetroffen Kariba-Damm, das zweitgrößte Wasserkraftprojekt im südlichen Afrika, das mehr als die Hälfte des von Sambia und Simbabwe verbrauchten Stroms liefert. Karibas Stausee – gebaut im Jahr 1959 ist es der Volumenmäßig größter Stausee der Welt-ist am niedrigsten Stand seiner Geschichte, was zu Extremen führt Stromausfälle in Simbabwe und Stromrationierung in Sambia.

Weil Wasserkrisen zu Energiekrisen werden, sind sie jetzt auch Krisen für den Klimaschutz. Um zur Dekarbonisierung der Energie beizutragen, die für die Erreichung der Klimaziele von zentraler Bedeutung ist, planen viele Länder einen dramatischen Ausbau der Wasserkraft und globaler Energieagenturen prognostizieren eine Verdopplung der globalen Kapazität bis 2050. Aufgrund des bereits eingebrannten Klimawandels dürften dürrebedingte Embargos für den Wasserkraftstoff Wasserkraft in den kommenden Jahrzehnten jedoch häufiger und weiter verbreitet werden.

Mit anderen Worten, eine der am meisten angepriesenen Lösungen für die Klimakrise wird aufgrund der bereits laufenden negativen Auswirkungen des Klimawandels immer weniger zuverlässig. Diese komplizierte Realität hat wichtige Auswirkungen darauf, wie wir bestehende Wasser- und Energiesysteme verwalten, und auf die Lösungen zum Klimawandel, die aus der kürzlich abgeschlossenen Klimakonferenz der Vereinten Nationen (COP27) hervorgehen.

Vergangenen Sommer, Europa und China hat historische Dürren überstanden, die Flüsse abgesenkt und Stauseen entwässert haben, die Wasserkraftsysteme zur Stromerzeugung nutzen. Wasserkraft liefert 80 % des Stroms für die chinesische Provinz Sichuan und die verlängerte Dürre reduziert die Erzeugung um die Hälfte. Eine Hitzewelle verschärfte die Herausforderung, sodass die Nachfrage nach Strom für die Klimatisierung gleichzeitig mit dem Rückgang der Stromerzeugung in die Höhe schnellte: die Stromnachfrage in Sichuan war es gegenüber dem gleichen Zeitraum im Jahr 25 um 2021 % gestiegen. Infolgedessen wurden Zehntausende von gewerblichen Verbrauchern in Sichuan aufgefordert, den Betrieb einzustellen zehn Tage im August.

In Europa führte die Dürre zu einem Rückgang der Wasserkrafterzeugung Italien, Österreich, Spanien und Portugal.

Der Südwesten der Vereinigten Staaten scheint sich zu verschieben hin zu einem insgesamt trockeneren Klima, was auf langfristige Herausforderungen sowohl für die Wasserversorgung als auch für die Wasserkraft hinweist. Wasserkraftdämme am Colorado River versorgen 5 Millionen Menschen mit Strom, und ihre Stauseen sind seit Jahrzehnten rückläufig. Das Bureau of Reclamation berichtete, dass es einen fast gibt ein Drittel der Wahrscheinlichkeit, dass der Füllstand des Reservoirs so tief sinkt bis 2024 wird der 1.3-Gigawatt-Glen-Canyon-Staudamm aufhören zu produzieren. Weiter unten am Colorado River hat die Dürre nachgelassen jährliche Erzeugung aus dem Hoover-Staudamm um 22 % da sein Reservoir ebenfalls in Richtung seines „Dead-Pool“-Niveaus (keine Erzeugung) abfällt.

Kalifornien bezieht normalerweise etwa 13 % seines Stroms aus Wasserkraft, aber während a Dürre, die auf nur 6 % zurückgegangen ist. Dieses Reduktionsniveau stellt Orte wie Kalifornien und Europa vor Herausforderungen, aber mit diversifizierten Netzen können sie sich anpassen. Was ist mit Ländern, in denen Wasserkraft das Netz dominiert? Eine Dürre im Jahr 2015 verringerte die Wasserkrafterzeugung in Sambia in ähnlichem Maße wie in Kalifornien. außer Wasserkraft liefert fast den gesamten Strom Sambias! Das bedeutet, dass die Dürre den nationalen Strom verursacht hat Generation um 40 % schrumpfen, was zu rollenden Stromausfällen und immensen wirtschaftlichen Störungen führte. In diesem Jahr sieht es noch schlimmer aus.

Diese Beispiele zeigen, wie Dürren Schwachstellen in Energie- und Wirtschaftssystemen aufzeigen können, die derzeit von Wasserkraft abhängen. Was unsere Aufmerksamkeit wirklich auf sich ziehen sollte, sind Zukunftsprognosen: dass sich die globale Wasserkraft verdoppeln wird, um den Klimawandel zu vermeiden, aber auch, dass die Zukunft aufgrund der Auswirkungen des Klimawandels, die jetzt unvermeidlich sind, mehr Dürren und Wasserknappheit erleben wird (die Minimierung der zukünftigen Erwärmung ist entscheidend um noch größere Störungen zu vermeiden).

Das Internationale Energieagentur projektiert das südliche Afrika wird aufgrund des Klimawandels einem erhöhten Dürrerisiko ausgesetzt sein, mit damit verbundenen Unterbrechungen der Wasserkraft. Zusätzlich zu periodischen Dürren wird der Klimawandel Sambia insgesamt trockener machen, mit einem Rückgang der durchschnittlichen Flussflüsse und einer Verringerung der Wasserkrafterzeugung um 20 %.

Dieses steigende Risiko ist nicht auf Afrika beschränkt. Ein kürzlich studieren in Nature Climate Change fanden heraus, dass selbst unter dem optimistischsten Klimaszenario mehr als 60 % der bestehenden Wasserkraftprojekte in „Regionen liegen, in denen bis 2050 ein erheblicher Rückgang des Stromflusses prognostiziert wird“, was auf 74 % der Projekte mit stärkerer Erwärmung ansteigt. ich war Erstautor einer Studie das herausfand, dass etwa ein Drittel der globalen Wasserkraftprojekte in Regionen liegen, von denen prognostiziert wird, dass sie ein erhöhtes Risiko für Wasserknappheit aufweisen. Die beiden Studien identifizierten ähnliche Regionen mit dem höchsten Risiko, wobei beide auf China, den Südwesten der Vereinigten Staaten, Mexiko, Südeuropa und den Nahen Osten verweisen.

Mittlerweile befindet sich ein Viertel aller geplanten Staudämme in Regionen mit mittlerem bis sehr hohem Wasserknappheitsrisiko.

Diese aktuellen und steigenden Risiken für Dürre und Wasserknappheit sollten Pläne zur Bekämpfung des Klimawandels beeinflussen, einschließlich derjenigen, die sich aus der COP27 ergeben. Die Länder sollten ihre kohlenstoffarmen Energiesysteme für das Ausmaß der Dürre- und Knappheitsrisiken planen, die bereits „eingekocht“ und/oder unter den derzeitigen Entwicklungen wahrscheinlich sind. Die Auswirkungen der Dürre auf die Netze im südlichen Afrika verdeutlichen die Anfälligkeit von Stromversorgungssystemen auf Systemebene, die in hohem Maße von einer Quelle abhängig sind, die so anfällig für Klimastörungen ist

Die Diversifizierung der Erzeugungsquellen und die Klimaresilienz sollten zu den Hauptzielen der Energieplaner werden. Beispielsweise arbeiten Sonnenkollektoren während heißer, sonniger Dürreperioden im Allgemeinen nahe ihrer Spitzenkapazität, wenn andere Erzeugungsquellen gestresst sind (abgesehen von Wasserkraftdämmen können auch Kern- und Wärmekraftwerke während Dürren aufgrund von Stromausfällen eingeschränkt werden). Erschöpfung des Kühlwassers Quellen).

Wasserkraft wird oft als Möglichkeit vorgeschlagen, Netze zu stabilisieren, die stark von erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne abhängig sind, die aufgrund von Variablen wie Wetter und Tag-Nacht-Zyklus schwanken. Pumpspeicherwasserkraft– die Wasser von einem unteren Stausee in eine „Batterie“ eines oberen Stausees hebt, die bereit ist, bei Bedarf erzeugt zu werden – kann denselben Dienst erbringen, mit sowohl einem geringeren Risiko durch Dürren und Knappheit als auch im Allgemeinen weitaus geringeren negativen Auswirkungen auf Flüsse, Fischereien und Gemeinden im Vergleich zur konventionellen Wasserkraft.

Wasserkraft spielt eine Rolle bei der Lösung der Klimaherausforderung, aber es ist zwingend erforderlich zu verstehen, dass Wasserkraft selbst weitaus anfälliger für klimabedingte Störungen ist als andere erneuerbare Energien wie Wind und Sonne. Diversifizierte, kohlenstoffarme Netze bieten eine größere Widerstandsfähigkeit angesichts des sich verändernden Klimas und der Hydrologie – und wir brauchen neue Regierungsrichtlinien, Energieplanung und Finanzströme, um ihre zukünftige Entwicklung zu unterstützen.