Zmiany klimatyczne stanowią wyzwanie dla systemów energetycznych na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej
Bliski Wschód i Afryka Północna (MENA) to jeden z regionów świata najbardziej dotkniętych zmianami klimatycznymi, co stawia wyzwania systemom energetycznym, które i tak już mają trudności ze sprostaniem wymogom wzrostu gospodarczego, bezpieczeństwa energetycznego i dobrobytu społecznego.
W latach 1980–2022 temperatury w regionie MENA wzrosły o 0,46°C na dekadę, znacznie przekraczając światową średnią wynoszącą 0,18°C1. Wzory opadów również uległy znacznej zmianie, co pogłębiło istniejący niedobór wody w niektórych krajach MENA, powodując susze w Maroku w 2022 r. i Tunezji w 2023 r., a także powodując intensywne powodzie w 2022 r. w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Iranie, Arabii Saudyjskiej, Katarze, Omanie i Jemenie.
Te wydarzenia klimatyczne wpływają na ludzi, gospodarkę, a także systemy energetyczne. Na przykład w Maroku wyższe temperatury zwiększyły zapotrzebowanie na energię elektryczną do chłodzenia, obciążając system energetyczny, który i tak jest już przeciążony. Aby wytrzymać rosnące zapotrzebowanie szczytowe, import energii elektrycznej z Hiszpanii do Maroka w maju 2022 r. osiągnął rekordowo wysoki poziom.
Nawet jeśli rozszerzą generację energii odnawialnej, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną i celom redukcji emisji, systemy energetyczne regionu będą musiały również zbudować większą odporność na zmiany klimatu, aby poradzić sobie z oczekiwanym wzrostem wpływu zmian klimatu. Mając na uwadze ten cel, Międzynarodowa Agencja Energetyczna współpracowała z partnerami regionalnymi (Egipt, Maroko i Oman), aby przeprowadzić pierwszą ocenę zagrożenia klimatycznego i narażenia dla MENA, opartą na najnowszych modelach klimatycznych i analizach Graphic Information System (GIS).
Dywersyfikacja miksu energetycznego poprzez zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii to długoterminowa odpowiedź na zmniejszające się opady i nasilające się susze
Malejące opady deszczu i coraz częstsze przypadki suszy stanowią główne zmartwienia sektora energetycznego w niektórych krajach MENA, szczególnie w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego. Całkowite opady w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego zmniejszyły się o około 8,3% na dekadę w okresie 1980-2022. Przewiduje się, że średnie roczne opady będą dalej spadać w tych krajach, a wzrastać na Półwyspie Arabskim.
Prognozuje się, że zmniejszająca się dostępność wody, będąca wynikiem zmniejszonych opadów w południowych i wschodnich krajach basenu Morza Śródziemnego, będzie miała negatywny wpływ na elektrownie cieplne zasilane paliwami kopalnymi, które odpowiadają za 91% produkcji energii elektrycznej i są uzależnione od wody słodkiej w celach chłodzenia.
We wszystkich scenariuszach klimatycznych przewiduje się, że ponad 90% elektrowni cieplnych zasilanych paliwami kopalnymi w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego będzie miało suchszy klimat w nadchodzącej dekadzie, chociaż poziom suchości może się różnić w zależności od elektrowni i scenariuszy. Jeśli globalne emisje gazów cieplarnianych (GHG) nie zostaną złagodzone, a elektrownie cieplne zasilane paliwami kopalnymi w regionie będą nadal działać, około 32% elektrowni węglowych, 15% elektrowni gazowych i 9% elektrowni naftowych może stawić czoła „znacznie” suchszemu klimatowi, co miałoby jeszcze większy wpływ na dostępność wody chłodzącej. Wskaźniki te są wyższe niż średnia światowa, a sąsiednie kraje na Półwyspie Arabskim doświadczyłyby nieco wilgotniejszego klimatu.
Zmiany opadów na Bliskim Wschodzie i w Afryce Północnej w scenariuszu SSP2-4.5, 2081-2100
Uwagi: SSP2-4.5 to scenariusz emisji rozważany w Szóstym Raporcie Oceniającym IPCC (AR6), zgodny z górnym końcem zagregowanych poziomów emisji NDC do 2030 r. i powiązany z szacunkami globalnego ocieplenia na 2100 r. wynoszącymi około 3°C. Standaryzowany Wskaźnik Opadów porównuje skumulowane opady w okresie zainteresowania (w tym przypadku 6 miesięcy) z długoterminowym rozkładem opadów dla tej samej lokalizacji i okresu. Jest to naukowy wskaźnik stosowany w IPCC AR6 do wykrywania i charakteryzowania susz meteorologicznych. Około jedna trzecia elektrowni zasilanych paliwami kopalnymi w regionie Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej znajduje się w południowym i wschodnim regionie Morza Śródziemnego, podczas gdy reszta znajduje się na Półwyspie Arabskim. Na mapie pokazano tylko elektrownie o zainstalowanej mocy powyżej 100 MW.
Niektóre kraje śródziemnomorskie już podjęły wysiłki w celu zmniejszenia zapotrzebowania na wodę chłodzącą i poszukują alternatywnych źródeł wody. Maroko stopniowo zastępuje elektrownie węglowe elektrowniami gazowymi z cyklem kombinowanym, które wymagają mniej wody chłodzącej. Egipt przyjął bardziej wydajne opcje chłodzenia nowych elektrowni gazowych (np. system chłodzenia powietrzem dla elektrowni New Capital o mocy 4,8 GW) i zmniejszył zależność od słodkiej wody, wykorzystując wodę morską dla elektrowni El Burullus o mocy 4,8 GW.
Chociaż te opcje mogłyby zmniejszyć stres wodny w krótkim okresie, jedynym trwałym rozwiązaniem jest przejście na czystą energię w regionie, jak i na całym świecie. Jeśli globalne GHG z elektrowni cieplnych zasilanych paliwami kopalnymi nie zostaną złagodzone, zmiany klimatu będą nadal powodować niedobór wody i w konsekwencji stanowić dalsze wyzwania dla regionalnych elektrowni.
Niektóre technologie energii odnawialnej, takie jak fotowoltaika słoneczna i turbiny wiatrowe, są bardziej odporne na suchsze klimaty, ponieważ do działania wymagają niewielkiej ilości wody lub nie wymagają jej wcale. Ponadto ich obniżone emisje gazów cieplarnianych mogą przyczynić się do stworzenia błędnego koła, łagodząc zmiany klimatu i w konsekwencji ograniczając zmiany wzorców opadów. Niektóre kraje południowego i wschodniego regionu Morza Śródziemnego ustaliły ambitne cele dotyczące zwiększania mocy elektrowni słonecznych i wiatrowych, wspierając globalne wysiłki na rzecz redukcji emisji gazów cieplarnianych. Na przykład Maroko zamierza zwiększyć udział energii słonecznej w wytwarzaniu energii z 1% w 2020 r. do 20% do 2030 r., a wiatru z 12,2% do 20%. Oczekuje się, że te wzrosty zwiększą odporność systemu energetycznego poprzez zrównoważenie prognozowanych spadków mocy elektrowni wodnych i węglowych spowodowanych rosnącym niedoborem wody.
Rosnące temperatury i ekstremalne zjawiska upałów budzą dodatkowe obawy o odporność systemu energetycznego w regionie. W porównaniu z okresem przedindustrialnym (1850-1900) temperatury w latach 2081-2100 w regionie MENA mogą wzrosnąć o 2,5°C w scenariuszu niskiej emisji i o około 6,4°C w scenariuszu wysokiej emisji, w obu przypadkach powyżej średniej światowej. Częstsze ekstremalne zjawiska upałów stanowią podwójne wyzwanie, zwiększając zapotrzebowanie na energię do chłodzenia przy jednoczesnym obniżeniu wydajności elektrowni.
W ciągu ostatnich czterech dekad (1980-2022) liczba stopniodni chłodzenia (CDD)3 wzrosła o 0,6% rocznie w regionie MENA. Ten trend prawdopodobnie się utrzyma, zwiększając średni roczny CDD o ponad 30 w scenariuszu niskiej emisji i o około 1400 w scenariuszu wysokiej emisji w latach 2081-2100 w porównaniu z okresem przedindustrialnym (1850-1900). Te wyższe prognozowane temperatury letnie prawdopodobnie spowodują zauważalny wzrost szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną w lecie przy bardziej intensywnym stosowaniu klimatyzacji. W Omanie szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrosło z 6 060 MW w 2015 r. do 7 081 MW w 2021 r. ze średnią roczną stopą wzrostu wynoszącą około 3%, co w dużej mierze przypisuje się większemu stosowaniu klimatyzacji. Przewiduje się, że szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną w Omanie będzie nadal rosło o około 4% rocznie do 2027 r.
Ponieważ wyższe temperatury zwiększają szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną, ograniczają również wydajność wytwarzania energii i sieci, co dodatkowo obciąża dostawy energii elektrycznej. Wydajność elektrowni opalanych gazem ziemnym, które odpowiadają za największą część wytwarzania energii elektrycznej (74%) w regionie, może zostać negatywnie dotknięta przez cieplejszy przepływ masy powietrza wchodzący do sprężarki turbiny gazowej. Według oceny IEA, ponad 80% zainstalowanej mocy elektrowni opalanych gazem w regionie będzie musiało zmierzyć się z rocznym dodatkiem ponad 20 gorących dni (kiedy maksymalne temperatury przekraczają 35°C) w latach 2081–2100 w scenariuszu niskiej emisji i ponad 60 dni w scenariuszu wysokiej emisji, co jest wartością znacznie wyższą od średniej światowej. Na Półwyspie Arabskim poziom narażenia może być jeszcze wyższy, osiągając około 90% zainstalowanej mocy opalanej gazem.
Kluczowe technologie czystej energii mogą być również negatywnie dotknięte zwiększoną częstotliwością i intensywnością ekstremalnych zjawisk cieplnych. Fotowoltaika słoneczna i generacja energii wiatrowej są zazwyczaj projektowane do warunków około 25°C i stają się mniej wydajne podczas fal upałów. Rosnące temperatury powodują również nagrzewanie się, rozszerzanie lub zwisanie linii energetycznych, co zmniejsza przepustowość przesyłową i prowadzi do większych strat. Zgodnie z oceną IEA większość zainstalowanej mocy fotowoltaicznej w regionie odnotowałaby roczny wzrost o ponad 20 gorących dni w scenariuszu niskiej emisji i ponad 40 dni w scenariuszu wysokiej emisji. Podobnie, 90% elektrowni wiatrowych mogłoby być narażonych na wzrost o 40 gorących dni rocznie w scenariuszu wysokiej emisji, chociaż poziom narażenia mógłby znacznie spaść w scenariuszu niskiej emisji (45% zainstalowanej mocy narażonej na wzrost o ponad 20 dni).
Aby wytrzymać oczekiwany wzrost ekstremalnych zjawisk cieplnych, dostawcy energii muszą przyjąć bardziej odporne projekty elektrowni wiatrowych i innowacyjne technologie chłodzenia dla fotowoltaiki. Rządy i konsumenci muszą również dążyć do poprawy efektywności energetycznej urządzeń chłodzących, aby zarządzać zwiększonym szczytowym zapotrzebowaniem na energię elektryczną.
Transformacja energetyczna odporna na zmiany klimatu przedstawia rozwiązania dla trzech głównych, nakładających się na siebie celów: czystej energii, bezpieczeństwa energetycznego i adaptacji do zmian klimatu. Technologie odporne na zmiany klimatu są zgodne z planami regionu dotyczącymi redukcji emisji, które napędzają dalsze wdrażanie fotowoltaiki i energii wiatrowej. Ta dywersyfikacja źródeł energii przyczynia się do bezpieczeństwa energetycznego poprzez zwiększenie gotowości i odporności na zakłócenia spowodowane zmianami klimatu. Ponadto umożliwia większe wykorzystanie środków adaptacyjnych w celu wytrzymania ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak klimatyzacja i usługi opieki zdrowotnej podczas fal upałów.
Aby wesprzeć trwające i przyszłe wysiłki na rzecz transformacji energetycznej odpornej na zmiany klimatu w regionie, IEA opublikuje serię raportów krajowych na temat odporności klimatycznej na transformację energetyczną w Egipcie, Maroku i Omanie. Raporty te zawierają dostosowane oceny różnych zagrożeń klimatycznych dla systemów energetycznych w tych trzech krajach i omawiają, w jaki sposób można jeszcze bardziej udoskonalić istniejące środki polityczne. Aby udostępnić kluczowe ustalenia szerszej publiczności, IEA zorganizuje hybrydowe wydarzenie w lipcu we współpracy z rządami Egiptu, Maroka i Omanu.
Czas publikacji: 15-07-2023
