Poziomy wody w zbiornikach w zachodnich Stanach Zjednoczonych osiągnęły rekordowo niski poziom, zmniejszając ilość energii wytwarzanej przez elektrownie hydroelektryczne. W ich miejsce prąd do sieci energetycznej zaczęły w większym stopniu dostarczać elektrownie na paliwa kopalne, prowadząc do zwiększonej emisji gazów cieplarnianych i zanieczyszczenia powietrza podczas megasuszy w regionie.
Średnio około 26 proc. energii elektrycznej w zachodnich Stanach Zjednoczonych pochodzi z elektrowni wodnych, a 50 proc. z elektrowni na paliwa kopalne spalających gaz, węgiel lub ropę. Reszta pochodzi z wiatru, słońca, energii jądrowej i innych źródeł, takich jak energia geotermalna.
Zobacz również:
W warunkach suszy proporcje w tej mieszance mogą się zmienić. Mniej wody w zbiornikach oznacza mniej energii wodnej. Na przykład zapora Hoovera na rzece Kolorado generuje obecnie mniej niż połowę swojej zwykłej produkcji, ponieważ czerpie wodę z kurczącego się jeziora Mead.
Mniej wody, więcej smogu
Minghao Qiu z Uniwersytetu Stanforda i jego współpracownicy przeanalizowali wpływ suszy na wytwarzanie energii elektrycznej w 11 stanach w zachodnich Stanach Zjednoczonych, wykorzystując dane zebrane w latach 2001-2021 na temat spływu opadów do zbiorników, wytwarzania energii elektrycznej i wynikających z tego emisji.
Odkryli, że w warunkach najbardziej ekstremalnych suszy ilość energii elektrycznej wytwarzanej przez elektrownie na paliwa kopalne wzrosła nawet o 65 proc. powyżej średniej. W najsuchszych miesiącach elektrownie w Kalifornii odnotowały średni wzrost o 35 proc., podczas gdy północno-zachodni i południowo-zachodni Pacyfik odnotowały wzrosty odpowiednio o 11 i 9,5 proc.
Te "szoki wywołane suszą" stanowiły 12 proc. całkowitej emisji dwutlenku węgla z produkcji energii elektrycznej w tym okresie. Odpowiadały one również za 8 proc. emisji dwutlenku siarki i 6 proc. emisji tlenków azotu.
Trudno uciec od węgla
Zarówno emisje dwutlenku siarki, jak i tlenku azotu przyczyniają się do wzrostu szkodliwego rodzaju zanieczyszczenia powietrza znanego jako smog PM2,5, które składa się z cząstek o średnicy od 1 do 2,5 mikrona. Te maleńkie cząsteczki mogą przenikać głęboko do tkanek płuc i są odpowiedzialne za większość zgonów spowodowanych zanieczyszczeniem powietrza.
Podczas gdy poprzednie badania wykorzystywały modele statystyczne, aby wykazać, że susza może zwiększyć zanieczyszczenie, w obecnym badaniu wykorzystano pomiary z monitorów jakości powietrza. Stwierdzono zwiększone zanieczyszczenie PM2,5, zwłaszcza w promieniu 50 kilometrów od elektrowni.
Zanieczyszczenie powietrza spowodowane suszą zmniejszyło się w Stanach Zjednoczonych w ostatnich latach, ponieważ wiele elektrowni węglowych zostało zastąpionych przez zakłady spalające gaz ziemny, który wytwarza mniej emisji. Ponadto coraz więcej elektrowni używa systemów ograniczających emisje. Ale w krajach, które wykorzystują zarówno duże ilości energii wodnej, jak i węgla i ropy, wstrząsy wywołane suszą spowodowałyby większe zanieczyszczenie powietrza.
"Nawet przy bardzo ekspansywnej transformacji energii odnawialnej ten problem tak naprawdę nie znika", mówi Qiu. Ogólne emisje zmniejszają się wraz z dodawaniem większej liczby źródeł odnawialnych, ale ambitne scenariusze czystej energii pokazują, że elektrownie na paliwa kopalne będą nadal wykorzystywane do wypełniania luk spowodowanych suszą przez dziesięciolecia.
