ระดับน้ำในทะเลสาบพาวเวลล์ลดลงท่ามกลางภัยแล้งมาเป็นเวลากว่า XNUMX ทศวรรษ 'วงแหวนอ่างอาบน้ำ' สีขาวบนผนังหุบเขาถือเป็นการลดลง จัสตินซัลลิแวน / Getty Images

น้ำในทะเลสาบพาวเวลล์ อ่างเก็บน้ำที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศ ได้ลดลงต่ำมาก ท่ามกลางภัยแล้งทางตะวันตกที่เจ้าหน้าที่ของรัฐบาลกลาง ใช้มาตรการฉุกเฉิน เพื่อหลีกเลี่ยงการปิดโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่เขื่อนเกลนแคนยอน

เขื่อนแอริโซนาซึ่งให้กระแสไฟฟ้าแก่ เจ็ดรัฐไม่ใช่โรงไฟฟ้าพลังน้ำแห่งเดียวของสหรัฐฯ ที่ประสบปัญหา

เขื่อนฮูเวอร์อันเป็นสัญลักษณ์บนแม่น้ำโคโลราโดก็มี ลดการไหลของน้ำและการผลิตไฟฟ้า. แคลิฟอร์เนียปิดโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่เขื่อน Oroville เป็นเวลาห้าเดือนเนื่องจากระดับน้ำต่ำในปี 2021 และเจ้าหน้าที่ได้ เตือนว่าสิ่งเดียวกันอาจเกิดขึ้น ใน 2022

ในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ปัญหาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่แตกต่างกันได้ส่งผลกระทบต่อเขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำ – มีปริมาณน้ำฝนมากเกินไปในคราวเดียว

สหรัฐอเมริกามีการดำเนินงานมากกว่า 2,100 แห่ง เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำด้วยที่ตั้งในแทบทุกรัฐ พวกเขามีบทบาทสำคัญในโครงข่ายไฟฟ้าระดับภูมิภาค แต่ส่วนใหญ่ถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ผ่านมาภายใต้สภาพอากาศที่แตกต่างจากที่พวกเขาเผชิญอยู่ในปัจจุบัน

เมื่ออุณหภูมิโลกสูงขึ้นและสภาพอากาศเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง การแข่งขันสำหรับน้ำจะเพิ่มขึ้น และวิธีการจัดการไฟฟ้าพลังน้ำภายในภูมิภาคและทั่วทั้งโครงข่ายไฟฟ้าในสหรัฐอเมริกาจะต้องพัฒนา We ศึกษา การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำของประเทศในระดับระบบในฐานะวิศวกร ต่อไปนี้คือสิ่งสำคัญสามประการที่ต้องทำความเข้าใจเกี่ยวกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งของประเทศในสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง

ไฟฟ้าพลังน้ำสามารถทำสิ่งที่โรงไฟฟ้าอื่นทำไม่ได้

พลังน้ำมีส่วนช่วย 6% ถึง 7% ของการผลิตไฟฟ้าทั้งหมด ในสหรัฐอเมริกา แต่เป็นทรัพยากรที่สำคัญสำหรับการจัดการโครงข่ายไฟฟ้าของสหรัฐ

เพราะสามารถเปิดปิดได้อย่างรวดเร็ว ไฟฟ้าพลังน้ำสามารถช่วยได้ ควบคุมการเปลี่ยนแปลงของอุปสงค์และอุปทานแบบนาทีต่อนาที. นอกจากนี้ยังสามารถช่วยกริดพลังงาน เด้งกลับอย่างรวดเร็ว เมื่อเกิดไฟฟ้าดับ ไฟฟ้าพลังน้ำคิดเป็น 40% ของสิ่งอำนวยความสะดวกด้านโครงข่ายไฟฟ้าของสหรัฐฯ ที่สามารถสตาร์ทได้โดยไม่ต้องใช้แหล่งจ่ายไฟเพิ่มเติมระหว่าง a ความมืดมนส่วนหนึ่งเนื่องจากเชื้อเพลิงที่จำเป็นในการสร้างพลังงานเป็นเพียงน้ำที่กักเก็บอยู่ในอ่างเก็บน้ำด้านหลังกังหัน

นอกจากนี้ยังสามารถ ทำหน้าที่เป็นแบตเตอรี่ขนาดยักษ์ สำหรับกริด สหรัฐอเมริกามีโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบน้ำมากกว่า 40 แห่ง ซึ่งสูบน้ำขึ้นเนินลงในอ่างเก็บน้ำ และส่งผ่านกังหันเพื่อผลิตไฟฟ้าในเวลาที่ต้องการ

ดังนั้นในขณะที่ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นตัวแทนของรุ่นเล็ก ๆ น้อย ๆ เขื่อนเหล่านี้มีความสำคัญต่อการรักษาแหล่งพลังงานของสหรัฐฯ

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อไฟฟ้าพลังน้ำในรูปแบบต่างๆ ในภูมิภาคต่างๆ

ภัยแล้งทำให้ไฟฟ้าพลังน้ำลดลงแล้ว รุ่น. อย่างไร การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศส่งผลกระทบต่อไฟฟ้าพลังน้ำ ในสหรัฐอเมริกาในอนาคตจะขึ้นอยู่กับที่ตั้งของโรงงานแต่ละแห่งเป็นส่วนใหญ่

ในพื้นที่ที่หิมะละลายส่งผลกระทบต่อการไหลของแม่น้ำ ศักยภาพพลังน้ำคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในฤดูหนาวเมื่อมีหิมะตกมากขึ้นเป็นฝน แต่จะลดลงในฤดูร้อนเมื่อเหลือสโนว์แพ็คน้อยลง นํ้าแข็ง. รูปแบบนี้คาดว่าจะเกิดขึ้นในพื้นที่ส่วนใหญ่ทางตะวันตกของสหรัฐฯ พร้อมกับความแห้งแล้งหลายปีที่เลวร้ายลงซึ่งอาจ ลดการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำบางส่วนแล้วแต่ว่าจะมากน้อยแค่ไหน ความจุ อ่างเก็บน้ำก็มี

ภาคตะวันออกเฉียงเหนือมีความท้าทายที่แตกต่างกัน ที่นั่นมีฝนตกชุกมากจนทำให้เกิดอุทกภัยได้ คาดว่าจะเพิ่ม. ฝนตกมากขึ้นสามารถเพิ่มศักยภาพการผลิตไฟฟ้าและมี หารือเกี่ยวกับการปรับปรุงเขื่อนที่มีอยู่เพิ่มเติม เพื่อผลิตไฟฟ้าพลังน้ำ แต่เนื่องจากมีเขื่อนหลายแห่งที่ใช้ควบคุมอุทกภัยด้วย โอกาสในการผลิตพิเศษ พลังงาน จากปริมาณน้ำฝนที่เพิ่มขึ้นนั้นอาจสูญหายได้หากปล่อยน้ำผ่านช่องระบายน้ำล้น

ทางตอนใต้ของสหรัฐฯ ปริมาณน้ำฝนลดลงและความแห้งแล้งรุนแรงขึ้น คาดว่าจะส่งผลให้การผลิตไฟฟ้าพลังน้ำลดลง

ผู้ประกอบการโครงข่ายบางรายเผชิญกับความท้าทายที่ใหญ่กว่า

ผลกระทบที่การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้มีต่อโครงข่ายไฟฟ้าของประเทศจะขึ้นอยู่กับวิธีการจัดการแต่ละส่วนของกริด

หน่วยงานที่รู้จักในชื่อหน่วยงานด้านความสมดุลจะจัดการอุปสงค์และอุปทานไฟฟ้าในภูมิภาคของตนแบบเรียลไทม์

อำนาจสร้างสมดุลที่ใหญ่ที่สุดในแง่ของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำคือการบริหารพลังงาน Bonneville ทางตะวันตกเฉียงเหนือ สามารถผลิตไฟฟ้าได้ประมาณ 83,000 เมกะวัตต์-ชั่วโมงต่อปีในเขื่อน 59 แห่ง ส่วนใหญ่อยู่ในวอชิงตัน โอเรกอน และไอดาโฮ เขื่อนแกรนด์คูลีเพียงแห่งเดียวสามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอสำหรับ 1.8 ล้านบ้าน.

ส่วนใหญ่ของพื้นที่นี้ แบ่งปันสภาพอากาศที่คล้ายคลึงกันและจะประสบกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ในลักษณะเดียวกันในอนาคต นั่นหมายความว่า ความแห้งแล้งในภูมิภาคหรือปีที่ปราศจากหิมะอาจส่งผลกระทบต่อผู้ผลิตไฟฟ้าพลังน้ำของ Bonneville Power Administration หลายรายในเวลาเดียวกัน นักวิจัยพบว่าสภาพอากาศในภูมิภาคนี้มีผลกระทบต่อไฟฟ้าพลังน้ำ นำเสนอทั้งความเสี่ยงและโอกาส สำหรับผู้ประกอบการโครงข่ายโดยการเพิ่มความท้าทายในการจัดการภาคฤดูร้อน แต่ยังลดการขาดแคลนไฟฟ้าในฤดูหนาวด้วย

 ดุลอำนาจและจำนวนโรงไฟฟ้าพลังน้ำในแต่ละแห่ง ลอเรน เดนนิส, CC BY-ND

ในมิดเวสต์มันเป็นเรื่องที่แตกต่าง ผู้ดำเนินการระบบอิสระในทวีปกลางหรือ MISO มีโรงไฟฟ้าพลังน้ำ 176 แห่งทั่วพื้นที่ที่ใหญ่กว่าบอนเนวิลล์ 50% ตั้งแต่ตอนเหนือของมินนิโซตาไปจนถึงหลุยเซียน่า

เนื่องจากโรงไฟฟ้าพลังน้ำมีแนวโน้มที่จะประสบกับสภาพอากาศและผลกระทบในระดับภูมิภาคในช่วงเวลาต่างๆ กัน MISO และผู้ปฏิบัติงานในวงกว้างที่คล้ายกันมีความสามารถในการสร้างสมดุลระหว่างการขาดดุลไฟฟ้าพลังน้ำในพื้นที่หนึ่งกับการผลิตในพื้นที่อื่นๆ

การทำความเข้าใจผลกระทบจากสภาพอากาศในภูมิภาคเหล่านี้มีความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ สำหรับการวางแผนการจ่ายไฟและการปกป้องความปลอดภัยของกริด เนื่องจากหน่วยงานที่สมดุลจะทำงานร่วมกันเพื่อให้ไฟสว่างขึ้น

การเปลี่ยนแปลงกำลังจะมา

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่จะส่งผลกระทบต่ออนาคตของโรงไฟฟ้าพลังน้ำ การแข่งขันความต้องการ มีอิทธิพลอยู่แล้ว ไม่ว่าจะเป็นการจัดสรรน้ำเพื่อการผลิตไฟฟ้าหรือการใช้ประโยชน์อื่นๆ เช่น การชลประทานและการบริโภค

กฎหมายและการจัดสรรน้ำยังเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และเปลี่ยนวิธีการจัดการน้ำผ่านอ่างเก็บน้ำ ซึ่งส่งผลต่อไฟฟ้าพลังน้ำ การเพิ่มขึ้นของพลังงานหมุนเวียนและศักยภาพในการใช้เขื่อนและแหล่งกักเก็บพลังงานบางส่วนอาจเปลี่ยนสมการได้เช่นกัน

ความสำคัญของไฟฟ้าพลังน้ำในโครงข่ายไฟฟ้าของสหรัฐฯ หมายความว่าเขื่อนส่วนใหญ่มีแนวโน้มที่จะอยู่ที่นี่ แต่การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศจะเปลี่ยนวิธีการใช้และจัดการโรงงานเหล่านี้

เกี่ยวกับผู้เขียน

เคทลิน เกรดี้, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมโยธาและสิ่งแวดล้อมและผู้ร่วมวิจัยในสถาบันจริยธรรมหิน รัฐเพนน์ และ ลอเรน เดนนิส, ปริญญาเอก. นักศึกษาสาขาวิศวกรรมโยธาและวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศ รัฐเพนน์

บทความนี้ตีพิมพ์ซ้ำจาก สนทนา ภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ.

หนังสือที่เกี่ยวข้อง:

อนาคตที่เราเลือก: เอาชีวิตรอดจากวิกฤติสภาพภูมิอากาศ

โดย Christiana Figueres และ Tom Rivett-Carnac

ผู้เขียนซึ่งมีบทบาทสำคัญในข้อตกลงปารีสว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ นำเสนอข้อมูลเชิงลึกและกลยุทธ์สำหรับการจัดการวิกฤตสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการดำเนินการส่วนบุคคลและส่วนรวม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

โลกที่ไม่มีใครอยู่: ชีวิตหลังความร้อน

โดย David Wallace-Wells

หนังสือเล่มนี้สำรวจผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ไม่ถูกตรวจสอบ ซึ่งรวมถึงการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ การขาดแคลนอาหารและน้ำ และความไม่มั่นคงทางการเมือง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

กระทรวงเพื่ออนาคต: นวนิยาย

โดย Kim Stanley Robinson

นวนิยายเรื่องนี้จินตนาการถึงโลกในอนาคตอันใกล้ที่ต้องต่อสู้กับผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และนำเสนอวิสัยทัศน์ว่าสังคมจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเพื่อรับมือกับวิกฤต

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

ภายใต้ท้องฟ้าสีขาว: ธรรมชาติแห่งอนาคต

โดย Elizabeth Kolbert

ผู้เขียนสำรวจผลกระทบที่มนุษย์มีต่อโลกธรรมชาติ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และศักยภาพในการแก้ปัญหาทางเทคโนโลยีเพื่อจัดการกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ

การเบิกถอน: แผนที่ครอบคลุมมากที่สุดที่เคยเสนอเพื่อย้อนกลับภาวะโลกร้อน

เรียบเรียงโดย พอล ฮอว์เกน

หนังสือเล่มนี้นำเสนอแผนที่ครอบคลุมสำหรับการจัดการกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ รวมถึงการแก้ปัญหาจากหลากหลายภาคส่วน เช่น พลังงาน เกษตรกรรม และการขนส่ง

คลิกเพื่อดูข้อมูลเพิ่มเติมหรือสั่งซื้อ