帖子:全球变暖是如何降低发电厂产生电力

煤炭、天然气和核能发电厂产生大多数世界的电力必须保持冷静才能正常运行。然而,这将是越来越有挑战性,成为全球变暖。

废热从这些设施通常被释放到大气中或附近的水源。在热浪或干旱、过热或缺乏水使它更难植物保持凉爽。

当这种情况发生时,植物必须加以限制,这意味着电力输出。这往往就像电力需求高峰由于人民越来越依赖于空调保持冷静。

在一篇新论文,发表在环境研究快报,我们发现在一个变暖的世界里,数以百计的其他发电厂需要构建在未来几十年里只是为了弥补这失去权力。

然而,这并不是唯一的选择。如果国家而不是专注于技术,如太阳能和风能,产生更少的排放更少受到炎热天气的影响,电力行业将更少的因素——和——气候变化的受害者。

冷却电厂

在火力发电厂,而已30 - 50%的能量存储在煤必威体育在线注册炭、天然气或核燃料被用来发电。其余的能量转化为热,很多。必威体育在线注册

这些植物通常位于河流或湖泊和使用水在直流或删除此废热循环冷却系统。气温升高使这个效率较低。

最热的天,一些发电厂可能有其输出限制甚至需要完全关闭,因为他们不能保持冷静。这发生在在法国和德国的核电站在2019年的热浪。

估算电厂的实际反应极端天气是很难的因为缺乏天电厂停机数据。

然而,在我们的研究中我们可以利用天停机能源信息管理局的数据对所有核电站必威体育在线注册在美国和欧洲电力传输系统运营商的网络在特定中断的一个子集欧盟热电厂。

使我们能够在一起,这两个数据集构造观察日常电厂容量减少和气候条件之间的关系,如图表所示。

左边的图显示了平均工厂日常高温增加操作能力下降。右边的图显示,在径流值很低,如在干旱、或非常高的径流值,比如洪水期间,平均工厂生产能力下降。

因为我们只有一个小数据样本(扔进垃圾箱温度和径流分布在每个面板显示所有观察到的温度和径流值在我们的数据集),是我们估计的不确定性有工厂生产能力和天气之间的关系。这种不确定性的灰色阴影区域中可以看到在每一个面板。

图表表明,从历史上看,火力发电厂更可能有其输出限制在炎热的天。例如,当温度超过40度,发电厂往往运行在90 - 93%的全部能力。

这听起来不像一个大的损失,但热浪通常涵盖了广阔的区域内同时,这意味着许多发电厂可以缩短经验。

当结合电力需求这一事实是最高的大热天,人们在他们的空调开关,它有可能造成一个问题。

全球变暖以及电力供应

温度上升和热浪更频繁的。在一些地区,这些条件是已经接近人类的极限公差。

我们的防御危险天气炎热是空调,随着世界变暖,富裕,它的使用预计飙升。空调已经占了约10%电力的使用在美国。

与此同时,电厂可能会受此影响经常酷热。我们评估使用的预测温度和多少径流套房的气候模型中使用的政府间气候变化专门委员会(IPCC)第五次评估报告(AR5)。

我们估计电厂容量今年最热的一天在一个历史环境下,在1981年和2005年之间,在2 c和全球变暖的4 c高于工业化前的温度。结果在下面的图表中可以看出,与能力浸渍在最热的夏天。

2摄氏度的变暖,电厂容量限制平均约2%和4.5%在最糟糕的情况下。在4摄氏度,这是更大,平均下降了3.3%,6.5%在最坏的情况。

把这些数字在上下文中,法国核能发电减少了2019年的8%由于热浪。在一个温暖的未来,这将是更大的- 9 - 13%之间。

这种电力供应缺口意味着社会可能会有更少的电力运行空调在未来的热浪,增加与热相关的疾病的风险。

事实上,这些风险很大程度上下降弱势社区意味着专注于电力访问更关键气候公平正义的努力。

脱碳是双赢的

未来的电力限制取决于基础设施的影响决定今天,确切地说,社会产生的电力使用热植物。

更多的全球暖化和热发电都将导致更多的限制。

评估未来的电力限制,我们合并的预测电厂容量减少场景描述可能的轨迹,或增加,全球热发电。

根据我们的分析,使用火力发电厂产生的电力的主要因素是未来的规模限制。

例如,在一个场景,热力发电主要是淘汰,取而代之的是可再生能源的世纪——蓝线所示下面的图表——全球天热限制可能减少50%以上从今天的水平,尽管更多的热浪。

相反,如果热发电增加在未来——如红线所示在下面的图表——限制可以从现在的水平三倍以上的世纪。

发电容量损失必须补偿由于限制——这可能意味着建造更多的核电站以弥补能力失去了在其他设施。

下一个场景增加热发电,这些限制可能需要额外的125 - 200千瓦的发电能力(GW)的电力,相当于250年到450年年底一般规模的电厂。

电力部门既是原因和气候变化的受害者,但全球发电受到气候变暖的影响很大程度上依赖于社会决策,使得在不久的将来。

可再生能源技术的进步意味着方法可供选择使用更少的水和更少受到炎热天气的影响。此外,过渡到零碳权力越快,温度会上升,越快越少的恶性循环将会被打破。