Schimbările climatice și noile tehnologii transformă vârfurile viitoare de consum energetic
Cererea extremă de energie electrică din Statele Unite ar putea evolua semnificativ în următoarele decenii, iar două fenomene par să joace un rol decisiv: schimbările climatice și răspândirea tehnologiilor care fac clădirile mai eficiente energetic. Un studiu oferă autorităților și operatorilor de rețele electrice prognoze menite să îi ajute să se pregătească mai bine pentru aceste extreme.
Cercetarea, publicată în revista Proceedings of the National Academy of Sciences, s-a concentrat pe vârfurile extreme de consum, pornind de la premisa că un sistem energetic trebuie să funcționeze nu doar în condiții moderate, ci și în situații limită. „Dacă sistemul funcționează în condiții moderate, dar cedează în extreme, atunci nu funcționează. Așa nu se construiește o rețea electrică. Trebuie să planificăm pentru extreme”, a explicat Mai Shi, cercetătoare postdoctorală la Școala pentru Mediu și Sustenabilitate a universității.
Echipa a modelat modul în care aceste extreme vor evolua între 2020 și 2060, cu accent pe încălzire și răcire, două dintre cele mai mari surse de consum de electricitate pentru clădirile rezidențiale și comerciale. Analiza a urmărit două schimbări majore: temperaturile medii în creștere și valurile de căldură tot mai intense și mai frecvente, care sporesc necesarul de energie pentru răcire, și răspândirea tot mai largă a tehnologiilor eficiente, precum izolația și pompele de căldură.
Pompele de căldură sunt sisteme electrificate de încălzire și răcire care pot aduce economii importante de eficiență față de aparatele de aer condiționat. Dezavantajul este că, fiind complet electrice, pun o povară mai mare pe rețea decât sistemele convenționale care folosesc combustibili fosili, iar eficiența lor scade pe măsură ce temperaturile coboară. Astfel, adoptarea lor crescute ar însemna cereri mai mari de electricitate, mai ales în regiunile cu ierni reci.
Cercetătorii au folosit algoritmi de învățare automată pentru a modela cererea de energie, analizând patru scenarii climatice și 18 căi diferite de răspândire tehnologică în 183 de comitate din Statele Unite. Când este luată în calcul doar schimbarea climatică, vârful extrem de cerere este proiectat să crească cu 3%–9% în următoarele patru decenii în toate regiunile, cu excepția Nordvestului, unde scade cu 3%, pentru că acolo vârfurile sunt determinate de încălzire, nu de răcire.
Când este luată în calcul doar răspândirea tehnologică, adoptarea tot mai mare a pompelor de căldură ridică vârfurile extreme în regiunile reci precum Nordest și Midwest cu 60%–104%, din cauza necesarului de încălzire. Creșterile sunt mai modeste, de aproximativ 15%, în regiunile temperate, iar în zonele calde precum Texas și California vârfurile scad.
Imaginea devine mai complexă atunci când cele două fenomene sunt analizate împreună. Temperaturile în creștere pot îmbunătăți eficiența pompelor de căldură iarna în regiunile reci, iar în zonele calde răspândirea tehnologică atenuează impactul asupra vârfurilor comparativ cu scenariul care ia în calcul doar schimbarea climatică. Rezultatele păstrează astfel un grad substanțial de incertitudine.
Studiul arată însă o tendință generală: în multe regiuni, răspândirea tehnologică ar putea avea un impact mai mare decât schimbarea climatică asupra cererii de vârf. Deși o regiune nu poate limita singură schimbările climatice, astfel de analize o pot ajuta să ajusteze stimulentele și reglementările pentru a orienta adoptarea tehnologiilor eficiente pe calea dorită.
Autorii subliniază totuși că schimbarea climatică nu poate fi ignorată. „Schimbarea climatică contează în continuare foarte mult. Dacă mă gândesc la sistemul meu energetic și la ce ar trebui să mă îngrijoreze, schimbarea climatică rămâne o sursă importantă de risc și incertitudine”, a declarat Michael Craig, autorul principal al studiului și profesor asociat la Școala pentru Mediu și Sustenabilitate și în cadrul departamentului de inginerie industrială și operațională.
