Kaip rodo Teksaso energijos krizė, mūsų infrastruktūra yra pažeidžiama ekstremalių oro sąlygų

AP nuotrauka / David J. Phillip

Valentino dieną retas arktinio oro pliūpsnis pasklido per centrinę JAV dalį ir į Teksasą, ten temperatūra nukrito iki vienženklių skaitmenų ir vos nesugriuvo valstijos elektros tinklas. Valstybė, garsėjanti gausiais energijos ištekliais, patyrė plačiai paplitusių gamtinių dujų ir elektros sistemų gedimų, kurie pasitraukė daugiau nei keturi milijonai teksasiečių be elektros ištisas dienas.

Artimiausia priežastis Teksaso tinklo gedimas dabar gerai suprantama. Dėl šaltos temperatūros elektros paklausa pasiekė naują žiemos rekordą, viršijantį net ekstremalios paklausos scenarijų, kurį svarstė valstijos elektros tinklų operatorius Teksaso Elektros patikimumo taryba arba ERCOT. Tada dešimtys gamtinių dujų jėgainių ir kai kurios vėjo turbinos greitai atsijungė , panardindamas Teksaso tinklą į krizę. Kad visas tinklas nenunyktų, ERCOT įsakė komunalinėms įmonėms inicijuoti avarinius elektros energijos tiekimo nutraukimus ir atjungti milijonus klientų.

Mokslininkai vis dar stengiasi nustatyti, ar greitai šylanti Arktis skatina dažnesni poliarinio sūkurio gedimai, dėl kurio Teksaso užšalimas. Tačiau žinome, kad dėl klimato kaitos ekstremalūs orai, tokie kaip karščio bangos, sausros, miškų gaisrai ir potvyniai, tampa dažnesni ir sunkesni. Bet kuris iš šių įvykių gali nustumti mūsų kritinę infrastruktūrą į lūžio tašką, kaip nutiko Teksase. Kaip galime pasiruošti?

Reikės atsparumo klimatui investuoti iki 100 mlrd. USD per metus visame pasaulyje mūsų infrastruktūroje ir bendruomenėse. Tačiau kruopštus planavimas gali padėti mūsų ribotiems ištekliams eiti toliau.

Žvelgiant atgal, Teksaso problemos siūlo keletą pagrindinių pamokų, kaip padaryti, kad tiek kritinė infrastruktūra, tiek pažeidžiamos bendruomenės visur būtų atsparesnės ekstremalioms klimato sąlygoms.

Ateities rizikos įvertinimas

Pirma, verta paminėti, kad vien tik tinklo gedimas nesukėlė didelių kančių ir gyvybių, su kuriomis susidūrė Teksaso gyventojai.

Gamtinių dujų gręžiniai ir surinkimo linijos taip pat užšalo, todėl dujų gamyba ir tiekimas valstybės dujotiekiams ir elektrinėms sumažėjo perpus, kaip tik išaugo paklausa. Kitur vandens ruošimo įrenginiai dingo, o dėl užšalusių vamzdžių vandens skirstymo tinklai prarado slėgį. Užšalę keliai neleido gyventojams saugiai keliauti.

Atsparios infrastruktūros kūrimas reiškia, kad reikia daug dėmesio skirti ekstremaliems įvykiams, kurie gali vienu metu sugadinti didelę sistemos dalį.

Ryšiai tarp šių infrastruktūros sistemų leidžia įjungti šviesas ir geru metu tekėti čiaupus, tačiau gali padaugėti gedimų, kai viskas blogai.

Dėl ekstremalių oro sąlygų tuo pačiu metu sugenda kelios svarbių sistemų dalys. Tokie gedimai vienu metu yra daug labiau tikėtini, nei būtų galima pagalvoti. Jei 10 elektrinių gedimo tikimybė yra 10%, bet visos šios tikimybės yra nepriklausomos, tikimybė, kad jos visos suges vienu metu, yra be galo maža (0,00000001%).

1 % tikimybė, kad 10 elektrinių suges iš karto, kelia daug didesnį nerimą. Taigi kuriant atsparią infrastruktūrą reikia skirti daug dėmesio ekstremaliems įvykiams, kurie gali vienu metu užgriūti didelę sistemos dalį, nesvarbu, ar tai žiemos audra, gaisras, uraganas ar potvynis.

Galiausiai, blogiausias bet kokio infrastruktūros gedimo poveikis žmogui kyla ne dėl paties gedimo. Jie atsiranda dėl žemos temperatūros, švaraus vandens trūkumo, mažėjančių maisto atsargų ir baimės, kad pagalba gali neatvykti pakankamai greitai. Taigi kančių mastą lemia ne tik infrastruktūros gedimo mastas, bet ir kiekvienos bendruomenės gebėjimas atlaikyti audrą.

Istoriškai marginalizuotos bendruomenės paprastai turi mažiausiai išteklių apsisaugoti nuo žmogiškųjų kaštų dėl infrastruktūros gedimų. Teksase benamius patyrę žmonės labiausiai nukentėjo nuo šalčio. Prieglaudos, kurias riboja socialinio atsiribojimo reikalavimai, greitai pasiekė pajėgumą . Daug mažas pajamas gaunančių rajonų buvo vieni pirmųjų, susidūrusių su elektros energijos tiekimu . Ir Teksase abiejose grupėse neproporcingai atstovaujama spalvotų žmonių.

Atsižvelgiant į tai, kas nutiko Teksase, ir visur kylančią klimato kaitos grėsmę, kaip bendruomenės gali sutelkti savo vietinius išteklius ir svarbias sistemas, kad to paties neatsitiktų ten, kur jos gyvena?

Rytojaus atsparumas prasideda dabar

Turėtume pradėti nuo silpniausių mūsų infrastruktūros grandžių. Energijos sistemos gali ir turi būti atsparios ekstremalioms oro sąlygoms. Vėjo turbinos veikia Antarktidoje, dujų gamyklos Albertoje ir dujų gręžiniai Aliaskoje. Atsparumas oro sąlygoms gali kainuoti brangiai, tačiau gali būti verta atlikti pačius prieinamiausius veiksmus, pvz., vėjo turbinų žiemojimą arba šilumos sekimo ir izoliacijos naudojimą, kad slėgio jutikliai neužšaltų gamtinių dujų ar atominėse elektrinėse.

Apsispręsti, kiek investuoti, kad būtų sumažintas retų įvykių poveikis, yra sudėtingas skaičiavimas, tačiau tai turėtų priklausyti ne tik nuo įvykio tikimybės, bet ir nuo jo pasekmių sunkumo.

Tuo pačiu metu niekada negalime apsaugoti kiekvieno savo infrastruktūros colio nuo visų galimų nelaimių. Taigi, kur tik įmanoma, turėtume diversifikuoti svarbiausių išteklių, pavyzdžiui, elektros, tiekimą. Gamtinių dujų jėgainės, kurios sudaro du trečdalius Teksaso gamybos pajėgumų, buvo reikšmingiausias indėlis ten tiekti trūkumą. Jei tinklelis turi įvairių generavimo šaltinių skirtingose ​​vietose, kurių kiekvienas yra jautrus skirtingų tipų kraštutinumams, jis bus atsparesnis bet kuriam atskiram įvykiui.

Susijusi istorija

Vartotojai, o ne technologijų vadovai, turėtų nuspręsti, kas yra žodžio laisvė internete Socialinės žiniasklaidos įmonės nelabai moka moderuoti kalbą. Tai kodėl mes jų prašome?

Žvelgiant į priekį, bet kokia nauja infrastruktūra, į kurią investuojame, turi būti paruošta ne tik šiandieniniam klimatui, bet ir klimatui, kurio turėsime po dešimtmečių. Kiekvieną kartą atnaujindami turime nuspręsti, kokius kraštutinumus jis turėtų atlaikyti, ir pripažinti, kad praeitis nebėra saugus ateities kraštutinumų vadovas.

Tokiems dalykams kaip dujotiekiai, kuriuos brangu atnaujinti, kai jie jau yra žemėje, bet gana nebrangūs, kad iš pradžių būtų atsparūs oro sąlygoms, nauji projektai turėtų būti suplanuoti pagal blogiausią scenarijų, remiantis klimato prognozėmis per numatomą jų eksploatavimo laiką.

Dėl komponentų, kuriuos lengviau pakeisti ar modifikuoti, arba atliekant eksploatacinius pakeitimus, pvz., keičiant rezervuaro veikimą prie hidroelektrinių užtvankų, galime laukti ir pamatyti. Tokiais atvejais dabar galime išleisti mažiau naujinimams, bet vis tiek turėtume šiandien įdiegti procesus, kurie leistų juos atlikti, kai paaiškės, kad jų reikia. Protingas pasiruošimas ir prisitaikymas gali sumažinti išlaidas atsparumo.

Mūsų planavimas taip pat negali baigtis fiziniu mūsų sistemų grūdinimu. Kad ir kokius patobulinimus atliktume elektros tinklą, taip pat turime būti pasirengę realybei, kad tam tikru momentu jis vėl žlugs.

Praeitis nebėra saugus ateities kraštutinumų vadovas.

Norint pasiruošti, reikia nuodugniai atsižvelgti į visas galimas elektros tinklų ir kitų gyvybiškai svarbių sistemų gedimo priežastis. Dėl kiekvienos priežasties turėtume išsiaiškinti, kaip tuo pačiu metu atsiradę gedimai gali paveikti kitas infrastruktūros sistemas ir bendruomenes. Tinklo gedimas turės skirtingą poveikį, priklausomai nuo to, ar jį nulėmė didelis šaltis, ar didelis karštis. Nėra visiems tinkamo sprendimo.

Pasirengimas šaltam orui reiškia išleisti pinigus, kad būtų apsaugotas namas, kad žmonės galėtų sušilti. Tai reiškia, kad reikia izoliuoti ir pakeisti vandens vamzdžius, kad jie atlaikytų šaltį. Tai reiškia, kad reikia planuoti atidaryti atšilimo centrus ir platinti vandenį buteliuose. Tai reiškia, kad žmonėms, kurie naudojasi elektra medicininiam gydymui, pvz., deguoniui, teikiamas greitas transportas, taip pat strategija, kaip pasiekti ir padėti benamiams. Ir tai turi prasidėti nuo pažeidžiamiausių bendruomenių, kurios turi daugiausia ką prarasti.

Atsparumas yra daugiau nei tik pasiruošimas nelaimėms. Tai galimybė investuoti į mūsų bendruomenes, kad būtų geras oras ir prastos sąlygos. Prisitaikymas prie klimato yra brangus, tačiau dėl to mūsų miestai gali tapti patogesni gyventi, vanduo švaresnis, o namai – saugesni. Neveikimo kaina – tiek doleriais, tiek gyvybėmis – yra daug didesnė.

Sara Fletcher yra Stanfordo universiteto docentas. Ji studijuoja vandens išteklius, infrastruktūros planavimą ir prisitaikymą prie klimato. Ji tviteryje rašo adresu @SFletcherH2O .

Jesse Jenkins yra Prinstono universiteto docentas. Jis studijuoja makro masto energetikos sistemų inžineriją ir politiką bei rašo tviteryje @JesseJenkins .

paslėpti