Επίπτωση της υπερθέρμανσης του πλανήτη στη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας στην Αυστραλία

Η αύξηση της θερμοκρασίας ως αποτέλεσμα της υπερθέρμανσης του πλανήτη έχει σοβαρές επιπτώσεις στη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Η υπερθέρμανση του πλανήτη, η οποία είναι μια σημαντική πτυχή της κλιματικής αλλαγής, προκαλείται από την αύξηση των αερίων θερμοκηπίου (GHG) που προέρχονται κυρίως από την καύση καυσίμων. Καθώς οι παγκόσμιες θερμοκρασίες αυξάνονται, παρατηρείται μια αλλαγή παραδείγματος στο πρότυπο κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας προς τη ζήτηση ψύξης, ενώ η ζήτηση θέρμανσης αναμένεται να μειωθεί τα επόμενα χρόνια. Η ζήτηση για ψύξη διπλασιάζεται περαιτέρω κατά τους καλοκαιρινούς μήνες και μπορεί να οδηγήσει σε συχνή εποχιακή ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής. Καθώς οι καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνουν τη ζήτηση ψύξης σε μια προσπάθεια να επιτύχουν θερμική άνεση στα αντίστοιχα σπίτια ή κτίριά τους, ο βαθμός των δαπανών των καταναλωτών παραμένει άγνωστος παρά τις πολιτικές προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή.

Περαιτέρω πολύπλοκο αυτό το ζήτημα είναι η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε περιφερειακό και κρατικό επίπεδο, η οποία παρουσιάζει ορισμένες προκλήσεις για τις εταιρείες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Σε παγκόσμιο επίπεδο, αυτές οι προκλήσεις αποδίδονται κυρίως στις διαφορές στα κλιματικά πρότυπα μεταξύ περιοχών και κρατών. Σε ορισμένες ακραίες καταστάσεις, τα κύματα καύσωνα που προκύπτουν από την υπερβολική ζέστη έχουν οδηγήσει σε μπλακ άουτ σε όλη την πολιτεία στις περισσότερες χώρες της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ), σε τμήματα των Ηνωμένων Πολιτειών (ΗΠΑ) και στην Αυστραλία τον τελευταίο καιρό.

Λόγω της μοναδικής φύσης της περιφερειακής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, η οποία συνήθως επηρεάζεται από τις θερμοκρασίες και τους κοινωνικοοικονομικούς παράγοντες, είναι ζωτικής σημασίας να εκτιμηθεί η επίδραση της υπερθέρμανσης του πλανήτη στην περιφερειακή ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας. Επίσης, είναι πιο σημαντικό να εξεταστεί πώς οι αλλαγές στις μελλοντικές συνθήκες κλιματικής αλλαγής θα επηρεάσουν τη μηνιαία μέγιστη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το τέλος του αιώνα. Αυτό όχι μόνο θα βοηθήσει τις εταιρείες και τις αγορές ηλεκτρικής ενέργειας στον προγραμματισμό και τις εργασίες διανομής ενέργειας, αλλά θα επιτρέψει στους καταναλωτές να γνωρίζουν πώς είναι πιθανό να αλλάξει το καταναλωτικό πρότυπο τα επόμενα χρόνια.

Αυτά τα ζητήματα μας οδήγησαν στη διεξαγωγή της μελέτης μας, «Ο αντίκτυπος της κλιματικής αλλαγής στη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας στην Αυστραλία», που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Energy and Environment . Η παραδοσιακή πρόβλεψη ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας συνήθως αγνοεί τις ιδιότητες σταθερότητας των μεταβλητών που μπορεί να οδηγήσουν σε ψευδή προβλήματα παλινδρόμησης. Επιπλέον, οι βραχυπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες εποχιακές ελαστικότητες είναι σημαντικές συνιστώσες του σχεδιασμού της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας και μπορούν να χρησιμοποιηθούν αποτελεσματικά στην πρόβλεψη ζήτησης. Επιπλέον, η βιβλιογραφία δεν έχει εξηγήσει λεπτομερώς τις αβεβαιότητες πολιτικής, όπως η τεχνολογική αναστάτωση, οι μεταρρυθμίσεις της αγοράς και οι στρατηγικές προσαρμογής.

Για να αντιμετωπίσουμε αυτές τις ελλείψεις, εφαρμόσαμε ένα μοντέλο αυτοπαλινδρομικής κατανεμημένης υστέρησης (ARDL) για την εκτίμηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας ευαίσθητης στη θερμοκρασία, το οποίο χρησιμοποιήθηκε με τις προβλεπόμενες θερμοκρασίες από τα παγκόσμια μοντέλα κλιματισμού (GCM) για την προσομοίωση της μελλοντικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας υπό σενάρια κλιματικής αλλαγής. Εξετάστηκαν τέσσερα σενάρια κλιματικής αλλαγής:Αντιπροσωπευτικά μονοπάτια συγκέντρωσης (RCP) 2.6, 4.5, 6.0 και 8.5. Οι κοινωνικοοικονομικές μεταβλητές που περιλαμβάνονται στο μοντέλο μας είναι το ακαθάριστο κρατικό προϊόν (ΣΓΠ), ο πληθυσμός και οι τιμές ηλεκτρικής ενέργειας. Επιπλέον, λάβαμε υπόψη τις αβεβαιότητες στην πρόβλεψη της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας που προκαλείται από το κλίμα σε σχέση με τη βελτίωση της ενεργειακής απόδοσης, την υιοθέτηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και την αστάθεια των τιμών της ηλεκτρικής ενέργειας. Η Αυστραλία επιλέχθηκε ως μελέτη περίπτωσης λόγω της ευαισθησίας της στην κλιματική αλλαγή με αποτέλεσμα συχνές διακοπές ρεύματος στις πολιτείες της και υψηλή εξάρτηση από ορυκτά καύσιμα για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, παρά τη δέσμευση της χώρας για μείωση των εκπομπών στο πλαίσιο της Συμφωνίας του Παρισιού.

Τα αποτελέσματα του μοντέλου μας έδειξαν ότι η ανταπόκριση των καταναλωτών ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλότερες θερμοκρασίες είναι υψηλότερη στις πολιτείες που βρίσκονται στη νότια Αυστραλία σε σύγκριση με εκείνες στις βόρειες περιοχές. Βρήκαμε ότι κατά τους χειμερινούς μήνες, μια αλλαγή κατά μία μονάδα στη ζήτηση θέρμανσης έχει ως αποτέλεσμα μείωση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας βραχυπρόθεσμα και μακροπρόθεσμα κατά, αντίστοιχα, 0,58% και 0,38% στη Νέα Νότια Ουαλία (NSW), 0,28% και 0,17% αντίστοιχα. στη Βικτώρια (VIC), 0,34% και 0,21% στη Νότια Αυστραλία (SA) και 0,84% και 0,70% στην Τασμανία (TAS). Αντίθετα, το μοντέλο για τους καλοκαιρινούς μήνες έδειξε υψηλότερη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας στο Queensland (QLD) και στη Βόρεια Επικράτεια (NT) σε σύγκριση με άλλες πολιτείες. Ως εκ τούτου, οι εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να ανησυχούν περισσότερο για την αύξηση της ζήτησης αιχμής για ψύξη κατά τους καλοκαιρινούς μήνες στο ΝΔ σε σχέση με άλλες εποχές. Οι διαφορές στην εποχική ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας μεταξύ των πολιτειών μπορεί να οδηγήσουν σε υψηλότερο λόγο εξαγωγών ηλεκτρικής ενέργειας προς QLD κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού από τις νότιες πολιτείες. Το αποτέλεσμά μας έδειξε επίσης ότι οι οικονομικές δραστηριότητες στην Αυστραλία έχουν μικρό αντίκτυπο στην εποχική ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, κάτι που μπορεί να αποδοθεί στο αποτέλεσμα υποκατάστασης, τις δυνατότητες απόδοσης και τις αλλαγές στις οικονομικές δραστηριότητες κατά τη διάρκεια μιας συγκεκριμένης εποχής του έτους. Άλλες κοινωνικοοικονομικές μεταβλητές, όπως ο πληθυσμός και οι αλλαγές στις τιμές της ηλεκτρικής ενέργειας, βρέθηκε να έχουν μικρή επίδραση στη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας των καταναλωτών.

Η προσομοίωση της μελλοντικής ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας υπό συνθήκες υπερθέρμανσης του πλανήτη δείχνει ότι η Αυστραλία είχε ανοδικές συναρτήσεις ανταπόκρισης στο κλίμα, οι οποίες οδηγούν σε αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτό οφείλεται σε αύξηση της ζήτησης ψύξης και όχι θέρμανσης σε όλα τα σενάρια RCP. Υψηλότερη μηνιαία ζήτηση αιχμής προβλέφθηκε τον Σεπτέμβριο στη ΝΝΟ. Μάιος στο VIC (το οποίο αλλάζει μετά τον Μάρτιο). Μάρτιο και Νοέμβριο σε QLD? Ιανουάριο και Φεβρουάριο στην Α.Ε. Ιούλιο και Αύγουστο στη Δυτική Αυστραλία (WA). Ιούνιο, Ιούλιο και Αύγουστο στο TAS. και τον Ιανουάριο, τον Φεβρουάριο και τον Δεκέμβριο στη ΝΔ. Αν και οι αλλαγές στη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας διέφεραν μεταξύ RCP και χρονικών περιόδων, η ετήσια αύξηση της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας προβλέπεται για όλες τις πολιτείες και τις περιοχές της Αυστραλίας.

Εξετάσαμε περαιτέρω πώς οι αβεβαιότητες μπορεί να επηρεάσουν την έκβαση της προβλεπόμενης ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας. Διαπιστώσαμε ότι οι στρατηγικές μετριασμού της κλιματικής αλλαγής, όπως οι βελτιώσεις στην ενεργειακή απόδοση και η υιοθέτηση και αυξημένη διείσδυση τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, έχουν τη δυνατότητα να μειώσουν τη μελλοντική ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας λόγω της αύξησης των απαιτήσεων ψύξης έως το 2050. Πιο συγκεκριμένα, η μέγιστη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας λόγω ψύξης και οι απαιτήσεις θέρμανσης μπορούν να μειωθούν με τη μετάβαση σε ενεργειακά αποδοτικές μονάδες εναλλασσόμενου ρεύματος, ενώ οι υψηλότερες τιμές ηλεκτρικής ενέργειας μπορούν να προκαλέσουν εξοικονόμηση ενέργειας επειδή οι καταναλωτές μπορεί να μετακινήσουν την κατανάλωσή τους σε ώρες εκτός αιχμής. Οι πολιτικές ενεργειακής απόδοσης αποτελούν σημαντικά συμπληρώματα του RET επειδή μπορούν να προκαλέσουν εξοικονόμηση κόστους, μειώσεις εκπομπών άνθρακα και μειωμένη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας αιχμής.

Τα ευρήματα από τη μελέτη μας είναι πολύτιμα για τους καταναλωτές ηλεκτρικής ενέργειας και τις εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας στην Αυστραλία που θα αντιμετωπίσουν υψηλότερες δαπάνες και κόστος παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, αντίστοιχα. Ως εκ τούτου, το αποτέλεσμα της μελέτης μας μπορεί να χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά για τον σχεδιασμό διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και την ανάπτυξη ενεργειακής πολιτικής. Χρησιμοποιήσαμε επίσης τις εκτιμήσεις από το μοντέλο μας για να αναπτύξουμε δύο άλλες εργασίες, «A Techno-Economic and Environmental Assessment of Long-Term Energy Policies and Climate Variability Impact on the Energy System» και «Are Emission Reduction Policies Effective Under Climate Change Conditions; A Backcasting and Exploratory Scenario Approach Using the LEAP-OSeMOSYS Model, που δημοσιεύτηκε στο Energy Policy και Εφαρμοσμένη ενέργεια περιοδικά, αντίστοιχα. Χρησιμοποιούμε επίσης τις εκτιμήσεις μας για άλλες εργασίες που θα διευρύνουν την κατανόησή μας για τις δυναμικές αλληλεπιδράσεις μεταξύ της κλιματικής αλλαγής και του ενεργειακού τομέα με έμφαση στην απαλλαγή από τον άνθρακα.