انعطاف پذیری در مقابل تغییرات آب و هوایی کلید حل بحران انرژی برق در غرب آسیا

به گزارش برق نیوز، بین سال‌های ۱۹۸۰ تا ۲۰۲۱، دما در سرتاسر منطقه خاورمیانه و شمال آفریقا ۰.۴۶ درجه سانتی‌گراد در هر دهه افزایش یافته است که این میزان بسیار بالاتر از میانگین جهانی ۰.۱۸ درجه سانتی‌گراد است. تغییر الگو‌های بارش به شکل خشکسالی و سیل‌های متعدد در کشور‌های این حوزه ظهور کرده است، که از آن جمله می‌توان به خشکسالی مراکش در سال ۲۰۲۲ و تونس در سال ۲۰۲۳ و ایجاد سیل‌های شدید در سال ۲۰۲۲ در امارات متحده عربی، ایران، عربستان سعودی، قطر، عمان و یمن اشاره کرد.

این رویداد‌های آب و هوایی بر مردم، اقتصاد و همچنین سیستم‌های انرژی تأثیر می‌گذارد. به عنوان مثال، در مراکش، دما‌های بالاتر، تقاضای برق برای تامین سرمایش را افزایش و سیستم‌های انرژی را تحت فشار قرار داده است این اتفاق سبب شده تا رکورد واردات برق از اسپانیا در ماه می‌دو سال گذشته بشکند.

به این دلیل، حتی با گسترش تولید انرژی‌های تجدیدپذیر برای برآوردن افزایش تقاضای برق و با هدف کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای حاصل از سوخت‌های فسیلی، سیستم‌های انرژی منطقه باید انعطاف‌پذیری بیشتری نسبت به آب و هوا ایجاد کنند تا با افزایش مورد انتظار در اثرات آب و هوایی مقابله کنند.

کاهش بارندگی و افزایش حوادث خشکسالی، نگرانی‌های عمده‌ای را برای بخش انرژی در برخی از کشور‌های خاورمیانه و شمال آفریقا، به ویژه در منطقه مدیترانه جنوبی و شرقی بوجود آورده است. این کاهش دسترسی به آب، ناشی از کاهش بارندگی در کشور‌های جنوب و شرق مدیترانه، می‌تواند تأثیر منفی بر نیروگاه‌های حرارتی با سوخت فسیلی بگذارد که ۹۱ درصد از تولید برق این کشور‌ها را تامین می‌کند و برای خنک سازی به آب شیرین متکی هستند؛ بنابراین اگر انتشار گاز‌های گلخانه‌ای جهانی (GHGs) کاهش نیابد و نیروگاه‌های حرارتی در منطقه کماکان به فعالیت خود ادامه دهند، کاهش بارندگی سبب می‌شود تا حدود ۳۲ درصد نیروگاه‌های زغال سنگ، ۱۵ درصد نیروگاه‌های گازی و ۹ درصد نیروگاه‌های نفتی با مشکل مواجه شوند.

برخی از کشور‌های شرق و جنوب مدیترانه قبلاً تلاش‌هایی را برای کاهش نیاز به آب خنک کننده و جستجوی منابع آب جایگزین انجام داده اند. مراکش به تدریج نیروگاه‌های زغال سنگ خود را با نیروگاه‌های سیکل ترکیبی گاز طبیعی که به آب کمتری نیاز دارند، جایگزین کرده است. مصر گزینه‌های کم مصرف تری برای خنک کردن نیروگاه‌های جدید گازسوز و یا استفاده از آب دریا برای کاهش وابستگی خود به آب شیرین انجام داده است.

اگرچه این گزینه‌ها می‌توانند در کوتاه مدت تنش آبی را کاهش دهند، اما تنها راه حل پایدار، گذار به انرژی پاک در منطقه و همچنین در سراسر جهان است. اگر گاز‌های گلخانه‌ای جهانی حاصل از نیروگاه‌های حرارتی با سوخت فسیلی کاهش نیابد، تغییرات اقلیمی همچنان منجر به کمبود آب و در نتیجه چالش‌های بیشتری برای نیروگاه‌های منطقه‌ای خواهد شد.

از سوی دیگر، برخی از فناوری‌های انرژی‌های تجدیدپذیر مانند PV خورشیدی و توربین‌های بادی در برابر آب و هوای خشک‌تر انعطاف‌پذیرتر هستند، زیرا برای کار کردن به آب کم تری نیاز دارند یا بدون آب قابل بهره برداری اند. علاوه بر این، کاهش گاز‌های گلخانه‌ای تولیدی این نیروگاه‌ها می‌تواند به ایجاد یک چرخه مثبت در تحولات آب و هوا و در نتیجه کاهش تغییرات منفی در الگو‌های بارش کمک کند. برخی از کشور‌های جنوب و شرق مدیترانه اهداف بلندپروازانه‌ای را برای افزایش ظرفیت انرژی خورشیدی و بادی ایجاد کرده اند و از تلاش‌های جهانی برای کاهش گاز‌های گلخانه‌ای حمایت می‌کنند. به عنوان مثال، مراکش قصد دارد سهم انرژی خورشیدی در تولید برق را از ۱ درصد در سال ۲۰۲۰ به ۲۰ درصد تا سال ۲۰۳۰ و باد را از ۱۲.۲ درصد به ۲۰ درصد افزایش دهد.

افزایش دما و رویداد‌های گرمای شدید، نگرانی‌های بیشتری را برای انعطاف پذیری سیستم انرژی در منطقه ایجاد می‌کند. دما‌های بالاتر از پیش‌بینی در تابستان، احتمالاً به استفاده گسترده‌تر از سیستم‌های تهویه مطبوع منجر شده و به افزایش قابل‌توجه انرژی در طول تابستان دامن می‌زند. در عمان، اوج تقاضای برق از ۶۰۶۰ مگاوات در سال ۲۰۱۵ به ۷۰۸۱ مگاوات در سال ۲۰۲۱ با میانگین نرخ رشد سالانه حدود ۳ درصد افزایش یافت که عمدتا به دلیل استفاده بیشتر از تهویه مطبوع است. پیش بینی می‌شود که اوج تقاضای برق در عمان تا سال ۲۰۲۷ حدود ۴ درصد در سال افزایش یابد.

از آنجایی که دما‌های بالاتر، اوج تقاضای برق را افزایش می‌دهد، بالتبع راندمان تولید برق، رو به کاهش می‌گذارد و استرس بیشتری به سیستم‌های تامین برق وارد می‌شود. از دید فنی، با این افزایش دما، عملکرد نیروگاه‌های گاز طبیعی که بیشترین سهم تولید برق (۷۴ درصد) را در منطقه خاورمیانه به خود اختصاص می‌دهند، تحت تأثیر منفی جریان توده هوای گرمتر وارد شده به کمپرسور توربین گاز قرار می‌گیرند. بر اساس ارزیابی آژانس بین‌المللی انرژی، در صورت وجود ۲۰ روز گرم در سال و در سناریوی دیگر و با افزایش گاز‌های گلخانه‌ای، با وجود ۶۰ روز گرم در سال، مصرف در سال‌های ۲۰۸۱ تا ۲۱۰۰ به بیش از ۸۰ درصد ظرفیت نصب شده نیروگاه‌های گازی در منطقه افزایش خواهد یافت که هر دو سناریو به طور قابل توجهی بالاتر از میانگین جهانی هستند. این عدد می‌تواند در شبه جزیره عربستان، حتی بالاتر رفته و به حدود ۹۰ درصد ظرفیت نصب شده با سوخت گاز برسد.

فن‌آوری‌های کلیدی انرژی پاک همچنین می‌توانند تحت تأثیر افزایش فرکانس و شدت رویداد‌های گرمای شدید قرار بگیرند. تولید برق خورشیدی PV و باد معمولاً برای شرایطی در حدود ۲۵ درجه سانتیگراد طراحی شده اند و در طول موج گرما کارایی کمتری دارند. افزایش دما همچنین باعث گرم شدن، انبساط یا افتادگی خطوط برق می‌شود و ظرفیت انتقال را کاهش می‌دهد و منجر به تلفات بیشتر می‌شود؛ بنابراین برای مقاومت در برابر افزایش مورد انتظار در رویداد‌های گرمای شدید، تامین‌کنندگان انرژی باید طرح‌های انعطاف‌پذیرتری برای نیروگاه‌های بادی و فناوری‌های خنک‌کننده نوآورانه برای PV خورشیدی اتخاذ کنند. دولت‌ها و مصرف کنندگان همچنین باید به دنبال بهبود بهره وری انرژی در دستگاه‌های خنک کننده برای مدیریت افزایش پیک تقاضای برق باشند.

برای اینکه هدف انتقال انرژی در سال‌های آتی به بهترین شکل ممکن و با مقاومت در مقابل تغییرات آب و هوایی در منطقه خاورمیانه برآورده شود، کارشناسان سه راه حل انرژی پاک، امنیت انرژی و سازگاری با تغییرات آب و هوا پیشنهاد می‌دهند. فن‌آوری‌های مقاوم در برابر آب و هوا با برنامه‌های منطقه برای کاهش انتشار گاز‌های گلخانه‌ای همسو می‌شوند، که منجر به استقرار بیشتر PV خورشیدی و باد می‌شود. این تنوع منابع انرژی با افزایش آمادگی و استحکام در برابر اختلالات ناشی از اقلیم به امنیت انرژی کمک می‌کند. علاوه بر این، استفاده بیشتر از اقدامات سازگارانه برای مقاومت در برابر رویداد‌های آب و هوایی شدید، مانند استفاده از تهویه مطبوع و ارائه خدمات مراقبت‌های بهداشتی در طول موج گرما، احتمالا می‌تواند به زیست کم خطر در اقلیم خاورمیانه کمک کند.