Dos nuevos estudios dirigidos por un investigador de la Universidad Estatal de Carolina del Norte ofrecen una vista previa de lo que los consumidores de electricidad en la costa oeste podrían enfrentar en dos escenarios diferentes en el futuro: uno donde el exceso de calor debido al cambio climático ejerce presión sobre los suministros de energía, y otro donde la red cambia. hacia la energía renovable, ya que la energía sigue las tendencias históricas del clima. De cualquier manera, encuentran que los costos de energía y la confiabilidad siguen siendo vulnerables al clima severo.
“Los impactos del cambio climático y los eventos climáticos extremos en la red, principalmente en forma de sequías y olas de calor, solo empeorarán con el cambio climático”, dijo Jordan Kern, profesor asociado de bosques y recursos ambientales en el estado de Carolina del Norte. «Incluso cuando la red de la costa oeste se aleja de los combustibles fósiles hacia la energía eólica y solar, estos eventos climáticos extremos seguirán afectando la confiabilidad del sistema y el precio de la energía».
Publicado en la revista El futuro de la tierra, los dos estudios predicen la oferta y la demanda de energía en el futuro en escenarios separados. En el primer estudio, los investigadores utilizaron modelos informáticos para simular los efectos del cambio climático en la red eléctrica existente en California y el noroeste del Pacífico. Evaluaron el precio y la confiabilidad de la red en 11 escenarios climáticos diferentes entre 2030 y 2060, basándose en múltiples modelos científicos de cómo cambiaría el clima en el «peor escenario» para las emisiones de combustibles fósiles y otro escenario menos severo.
«Vale la pena considerar el peor de los casos, incluso si hay alguna evidencia de que el mundo reducirá las emisiones de combustibles fósiles lo suficiente para evitarlo», dijo Kern.
Los investigadores han encontrado un mayor riesgo de apagones en el verano y principios del otoño, impulsado en gran parte por el intenso calor de California que provoca una mayor demanda de energía a medida que la gente enfría sus hogares. Ellos predijeron que habría eventos de escasez en todos menos uno de los escenarios donde el cambio climático afecta la generación de energía en ambas regiones simultáneamente.
Sin embargo, notaron que esta falta de energía aún sería relativamente rara. El máximo en el peor de los casos fueron 72 horas de escasez de energía en toda la costa oeste en el transcurso de 31 años.
«A medida que el clima se vuelve más y más caluroso y la demanda de electricidad aumenta, esperamos que la red falle», dijo Kern. «Esos eventos tan calientes solo se volverán más intensos».
El intenso calor en California también afectará el precio y el suministro de energía en el noroeste del Pacífico. Históricamente, las regiones comparten el poder.
“Si continúan los intercambios de electricidad históricos, y eso es un gran ‘si’, y la electricidad de California tiene una gran demanda debido al calor, podría hacer que el noroeste del Pacífico se quede sin electricidad, donde no podrán satisfacer sus necesidades. necesidades «, dijo Kern.
También encontraron que el cambio climático podría afectar directamente al noroeste del Pacífico al reducir el suministro de energía hidroeléctrica, que funciona con agua. La nieve actúa como energía almacenada, por lo que reducir la nieve o los cambios en el momento del deshielo reduce la energía disponible en verano.
Los mayores impactos del cambio climático en el noroeste del Pacífico se producirán a finales del verano o principios del otoño, cuando la red ya está tensa. Incluso pequeñas disminuciones en el flujo de corriente en septiembre debido al cambio climático, combinado con aumentos en la demanda de energía de verano, serían suficientes para causar más eventos de escasez en el noroeste del Pacífico. Sin embargo, también predijeron que los eventos de escasez en el nivel de la costa oeste debido a los impactos climáticos solo en el noroeste del Pacífico serían raros.
Además de los problemas de confiabilidad, los investigadores también han descubierto que el cambio climático aumentará el precio de la energía. Con el peor escenario en el que el cambio climático está afectando el suministro y la demanda de energía tanto en California como en el noroeste del Pacífico, espere más horas cuando el precio mayorista de la electricidad alcance su límite de 1,000 megavatios-hora en California, especialmente a fines del verano. El cambio climático en California tendrá un impacto significativo en los precios en el noroeste del Pacífico.
“Cuando los precios suben a $ 1,000 por megavatio-hora, esta es la red que hace sonar la alarma”, dijo Kern. «Hacen que la electricidad sea cara en parte para incentivar a la gente a consumir menos».
En un segundo estudio, los investigadores evalúan el precio de la energía hasta 2050 a medida que se agregan más energías renovables a la red, con el supuesto de que las plantas de energía de gas natural seguirán funcionando como un subsidio. Compararon cinco escenarios para cada mercado: dos que cambian la combinación de energía solar y eólica según el costo; Un escenario con la adición de más baterías para almacenamiento de energía; Un escenario en el que mucha gente confía en los coches eléctricos; y la dirección del statu quo. Evaluaron el costo de la electricidad en estos diferentes sistemas en menos de 100 años que es representativo de los eventos climáticos normales y extremos que ocurrirían bajo condiciones climáticas históricas, sin aumentar el calentamiento climático.
“Con la red de la costa oeste ahora, sabemos ciertas cosas sobre su desempeño porque depende tanto de la energía hidroeléctrica, que un año seco es malo y un año húmedo es bueno”, dijo Kern. «Lo que queríamos saber es: a medida que descarboniza la red de Occidente, agregando vehículos eléctricos, baterías, energía solar y eólica, ¿es esto un cambio?»
Incluso con las energías renovables, encuentran que la sequía y el calor extremos seguirán impulsando los precios extremos, con años «buenos» de precios más bajos impulsados por temperaturas suaves y altos flujos de corriente, y los precios más altos impulsados por calor extremo o sequía.
“Cuando piensas en los peores años, esas condiciones seguirán siendo impulsadas por lo que impulsa esos eventos hoy: escasez de agua o una ola de calor en pleno verano”, dijo Kern. «Agregar energía renovable no cambia el año para peor o mejor, pero cambia las cosas a la mitad».
En California, el escenario futuro con un aumento de la energía eólica llevó a los precios más bajos, seguido de la energía solar. En el noroeste del Pacífico, los escenarios con mayor cantidad de energía eólica y solar tuvieron los precios más bajos. La escasez de oferta será más frecuente debajo de la pista a medida que aumente la demanda de vehículos eléctricos.
«A medida que la red utiliza más energía eólica y solar, el precio baja porque es menos costoso y también expulsa el gas natural», dijo Kern. «La excepción es cuando hay una gran demanda de energía de los autos eléctricos, la demanda aumenta mucho y rompe el sistema. Es muy raro en nuestros modelos, pero sucede cuando no hay mucha agua y es una ola de calor «.
Kern dijo que las reducciones que esperaban en las emisiones de gases de efecto invernadero en los cinco escenarios eran «conservadoras»; Sus modelos mapean hasta el 50% de la descarbonización hasta 2050, mientras que la mayoría de los estados de la costa oeste han establecido objetivos para transiciones más sustanciales antes.
“Nuestro principal hallazgo es que a medida que se elimina el carbono de la red, seguirá siendo susceptible a la exposición al agua y al calor”, dijo Kern. «Este es un sistema que no puede escapar de eso».
El estudio, «Impactos del cambio climático en la dinámica del mercado eléctrico interregional en la costa oeste de los Estados Unidos», se publicó en línea en El futuro de la tierra el 7 de diciembre de 2021. Además de Kern, los otros autores fueron Joy Hill, David E. Robb, Natalie Voisin y Gregory Sharkless. El estudio fue apoyado por el programa INFEWS de la National Science Foundation bajo los premios 1639268 T2 y 170082 T1.
El segundo estudio, «Las pistas de tecnología pueden ayudar a impulsar la exposición de la red de la costa oeste de EE. UU. A la incertidumbre en la hidrología», se publicó en línea en El futuro de la tierra el 28 de diciembre de 2022. Además de Kern, otros autores incluyen a Jacob Weisel, Natalie Voisin, Konstantinos Okonomou y Janic Haas. El estudio fue financiado por la Oficina de Ciencias del Departamento de Energía de EE. UU. Como parte de la Investigación en Dinámica Multisectorial y el Programa de Modelado de Ecosistemas y Terrestres, así como un Premio del Programa INFEWS de la Fundación Nacional de Ciencias 1639268.
«Pensador incondicional. Aficionado a la televisión galardonado. Emprendedor total. Evangelista de la web. Nerd del café».