历史性的干旱如何导致更高的电力成本和排放量
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干旱可能意味着限制浇水草坪，农民作物损失以及野火的风险增加。但它也可以在钱包里击中你和你的电力公司。
在依靠水力发电的社区中，干旱可能意味着较高的电力成本和污染与水电供应的损失有关。
在最近的一次学习该研究小组由北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的一名研究人员领导，他们分析了2012-2016年发生在加州的一场干旱对下游的影响，这场干旱被认为是该州历史上最严重的干旱之一。
他们发现，干旱导致该州三家主要投资者所有的公用事业公司的电力成本显著增加，但其他与天气相关的事件也可能是这些成本增加背后的主要原因。
他们还发现，有害的温室气体排放的增加可能与未来干旱期间的水电损失有关，即使有更多的可再生能源加入电网。
他说:“人们预计这样的干旱将来还会再次发生，所以它对整个国家及其电力系统的影响引起了很多关注。约旦克恩他是该研究的通讯作者，同时也是北卡罗莱纳州林业与环境资源系的助理教授。“我们觉得有必要了解干旱期间电网会发生什么，特别是从金融、经济和环境的角度，我们希望提供更清晰的信息。”
在研究中，Chapel Hill北卡罗来纳大学的Kern和科学家开发了一种新的软件工具，可以模拟加利福尼亚干旱的经济和环境影响，这是一种依赖于水电的国家来提供重要的一部分。
Kern和他的同事报告说，该州平均使用水力发电来满足其13%的能源需求。在干旱期间，降水量、融雪和河流流量都较低。
因此，在干旱最严重的一年里，水力发电仅占该州电力需求的6%。与此同时，研究人员报告称，温度的升高导致了对冷却能源的更大需求。
他们发现干旱对电力市场价格的“适度”影响。但它实际上是另一个对成本影响更大的天气事件：2014年的极端寒冷的法术被称为美国东部的“极地漩涡”，导致整个国家的天然气价格上涨。
研究人员估计，水力发电的损失使加州三家主要投资者拥有的公用事业公司损失了19亿美元。然而，由于这一时期气温升高，对冷却的需求增加，这可能比失去水力发电带来的经济损失更大，为38亿美元。两者都是可以转嫁到消费者身上的成本。
“我们试图弄清楚干旱如何促进市场上涨的价格，”克尔说。“我们发现了合理的影响，但总体而言，加利福尼亚干旱期间价格的增加实际上是由于天然气价格上涨。”
研究人员还评估了风能和太阳能等可再生能源的增加是否有助于防止未来干旱期间发电产生的二氧化碳排放量增加。
Kern说:“通常情况下，加州在干旱期间必须启用天然气发电厂，排放会激增。”在干旱期间，该州正在建设更多的可再生能源，这是一个巧合。因此，当他们失去了水力发电，他们就不需要启动那么多的天然气发电厂了。”
虽然以前的其他研究表明，在通过风和太阳能产生的电力增加的依赖性增加可能会抵消干旱导致的二氧化碳排放量，但研究人员表示，这不是他们所看到的。
他们报告说，即使在可再生能量加倍加倍时，它们的模型也表现出在干旱期间化石燃料产生和二氧化碳排放量相同的增加。
Kern说，虽然可再生能源总体上减少了排放，但他们的分析指出，干旱年份造成了更高的排放，即使是在拥有更多可再生能源的系统中。
他说:“在干旱期间，你没有水电，电网需要其他类型的灵活发电。”“他们仍然需要能够在失去水力发电的情况下继续发电的能源。我们认为，即使增加了可再生能源的发电量，这仍然会导致排放的周期性增加。”
该研究是持续努力了解电力系统上的主要天气事件（如干旱，洪水或高风）的影响，以便可能减轻电力可靠性，公用事业和客户的财务风险。
“我的团队花了很多时间研究极端天气如何影响电力系统，”Kern说。“我们想知道的是，破坏电网功能的极端天气是否会导致停电或增加消费者的成本。”
该研究发表在该杂志的网站上环境研究快报。它是由Unc-Chapel Hill环境科学与工程系的Yufei Su和Joy Hill合作。该研究得到了国家科学基金会的支持资助计划。
-oleniacz -
编辑:下面是论文的摘要。
2012-2016年加州干旱及其对电力部门影响的回顾性研究
作者:Jordan D. Kern, PhD, Yufei Su, Joy Hill。
发表: 2020年6月17日环境研究快报。
DOI:10.1088 / 1748 - 9326 / ab9db1
摘要：在2012-2016期间，美国的加利福尼亚州（美国）经历了一个被认为是国家历史上最糟糕的干旱之一。干旱的直接影响加利福尼亚州的电力部门被理解。极低的流出表现为降低水电可用性，如果干旱也被温度升高，这些可能会增加对冷却的建筑物需求。集体，这些影响力系统运营商增加对天然气发电厂的依赖，增加市场价格和排放。然而，之前的调查大多依赖于对观察数据的审查分析，以制定由于2012 - 2016年干旱为本的成本和二氧化碳（二氧化碳）排放量增加的估计。这使得难以控制混淆变量（例如，日益增长的可再生能源能力，挥发性天然气价格）评估干旱的影响。在这项研究中，我们使用电力系统仿真模型来隔离2012 - 2016年在加利福尼亚州的系统广泛二氧化碳排放和批发电价的2012 - 2016年干旱期间观察到了几种水质气象现象的直接影响。我们发现干旱条件对批发电价的影响是适度的（年价格上涨0-3美元/兆瓦，虽然也观察到较少的较大增加）。相反，它是天然气价格的增加，由2014年极地涡旋事件调整，影响了美国东部大部分地区，这导致批发电价在干旱期间增加。对于国家的三家投资者拥有的公用事业，干旱的成本与众不同。 Overall, we find that increased cooling demands (electricity demand) during the drought may have represented a larger economic cost ($3.8 billion) than lost hydropower generation ($1.9 billion). We also find the potential for renewable energy to mitigate drought-cased increases in CO2 emissions to be negligible, standing in contrast to some previous studies.
