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 już teraz muszą zmagać się z wyzwaniami związanymi ze wzrostem gospodarczym, bezpieczeństwem energetycznym i dobrobytem społecznym.
W latach 1980–2022 temperatury w regionie MENA wzrosły o 0,46°C na dekadę, znacznie przekraczając średnią światową wynoszącą 0,18°C. Wzorce opadów również uległy znacznej zmianie, pogłębiając istniejący niedobór wody w niektórych krajach regionu MENA. W 2022 roku w Maroku i w 2023 roku w Tunezji wystąpią susze, a w 2022 roku w Zjednoczonych Emiratach Arabskich, Iranie, Arabii Saudyjskiej, Katarze, Omanie i Jemenie wystąpią intensywne powodzie.
Te zjawiska klimatyczne wpływają na ludzi, gospodarkę, a także systemy energetyczne. Na przykład w Maroku wyższe temperatury zwiększyły zapotrzebowanie na energię elektryczną do chłodzenia, obciążając i tak już przeciążony system energetyczny. Aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu szczytowemu, import energii elektrycznej z Hiszpanii do Maroka w maju 2022 roku osiągnął rekordowo wysoki poziom.
Nawet w miarę rozwoju generacji energii odnawialnej, aby sprostać rosnącemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną i celom redukcji emisji, systemy energetyczne regionu będą musiały również zwiększyć odporność na zmiany klimatu, aby sprostać przewidywanemu wzrostowi oddziaływania na środowisko. Mając to na uwadze, Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) nawiązała współpracę z partnerami regionalnymi (Egiptem, Marokiem i Omanem) w celu przeprowadzenia pierwszej oceny zagrożeń klimatycznych i narażenia na nie dla regionu MENA, w oparciu o najnowsze modele klimatyczne i analizy Systemu Informacji Graficznej (GIS).
Dywersyfikacja miksu energetycznego poprzez zwiększenie udziału odnawialnych źródeł energii to długoterminowa odpowiedź na zmniejszające się opady i narastające susze
Malejące opady deszczu i coraz częstsze występowanie susz stanowią poważne zagrożenie dla sektora energetycznego w niektórych krajach regionu MENA, szczególnie w południowej i wschodniej części Morza Śródziemnego. Całkowita suma opadów w południowej i wschodniej części Morza Śródziemnego spadła o około 8,3% na dekadę w latach 1980–2022. Przewiduje się, że średnie roczne opady będą nadal spadać w tych krajach, a na Półwyspie Arabskim będą rosły.
Prognozuje się, że zmniejszająca się dostępność wody wynikająca ze zmniejszonych opadów w południowych i wschodnich krajach basenu Morza Śródziemnego będzie miała negatywny wpływ na elektrownie cieplne opalane paliwami kopalnymi, które odpowiadają za 91% produkcji energii elektrycznej i polegają na wodzie słodkiej w celu chłodzenia.
We wszystkich scenariuszach klimatycznych przewiduje się, że ponad 90% elektrowni cieplnych opalanych paliwami kopalnymi w południowej i wschodniej części Morza Śródziemnego będzie miało suchszy klimat w nadchodzącej dekadzie, chociaż poziom suszy może się różnić w zależności od elektrowni i scenariusza. Jeśli globalna emisja gazów cieplarnianych (GHG) nie zostanie ograniczona, a elektrownie cieplne opalane paliwami kopalnymi w regionie będą nadal działać, około 32% elektrowni węglowych, 15% elektrowni gazowych i 9% elektrowni naftowych może zmagać się ze „znacznie” suchszym klimatem, co miałoby jeszcze większy wpływ na dostępność wody chłodzącej. Wskaźniki te są wyższe niż średnia światowa, a sąsiednie kraje Półwyspu Arabskiego doświadczyłyby nieco bardziej wilgotnego 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), zgodnie z górnym końcem zagregowanych poziomów emisji NDC do 2030 r. i powiązany z szacunkiem globalnego ocieplenia na 2100 r. wynoszącym 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 opalanych paliwami kopalnymi w regionie Bliskiego Wschodu i Afryki Północnej znajduje się w południowej i wschodniej części regionu Morza Śródziemnego, a reszta na Półwyspie Arabskim. Na mapie pokazano tylko elektrownie o zainstalowanej mocy powyżej 100 MW.
Niektóre kraje śródziemnomorskie podjęły już działania mające na celu zmniejszenie zapotrzebowania na wodę chłodzącą i poszukiwanie alternatywnych źródeł wody. Maroko stopniowo zastępuje elektrownie węglowe elektrowniami gazowymi z obiegiem skojarzonym, które zużywają mniej wody chłodzącej. Egipt przyjął bardziej wydajne rozwiązania w zakresie chłodzenia nowych elektrowni gazowych (np. system chłodzenia powietrzem w elektrowni New Capital o mocy 4,8 GW) i zmniejszył zależność od wody słodkiej, wykorzystując wodę morską w elektrowni El Burullus o mocy 4,8 GW.
Chociaż te opcje mogłyby w krótkim okresie zmniejszyć niedobór wody, jedynym trwałym rozwiązaniem jest przejście na czystą energię w regionie i na całym świecie. Jeśli globalna emisja gazów cieplarnianych z elektrowni cieplnych opalanych paliwami kopalnymi nie zostanie ograniczona, zmiany klimatu będą nadal pogłębiać niedobory wody, a w konsekwencji stanowić kolejne wyzwania dla regionalnych elektrowni.
Niektóre technologie energii odnawialnej, takie jak fotowoltaika słoneczna i turbiny wiatrowe, są bardziej odporne na suchszy klimat, ponieważ wymagają niewielkiej ilości wody lub nie wymagają jej wcale. Co więcej, obniżona emisja gazów cieplarnianych może przyczynić się do stworzenia pozytywnego koła, łagodząc zmiany klimatu i w konsekwencji ograniczając zmiany w strukturze opadów. Niektóre kraje południowego i wschodniego regionu Morza Śródziemnego wyznaczyły ambitne cele w zakresie zwiększania mocy elektrowni słonecznych i wiatrowych, wspierając globalne wysiłki na rzecz redukcji emisji gazów cieplarnianych. Na przykład Maroko dąży do zwiększenia udziału energii słonecznej w wytwarzaniu energii z 1% w 2020 r. do 20% do 2030 r., a energii wiatrowej z 12,2% do 20%. Oczekuje się, że te wzrosty zwiększą odporność systemu elektroenergetycznego poprzez zrównoważenie prognozowanego spadku mocy elektrowni wodnych i węglowych spowodowanego rosnącym niedoborem wody.
Rosnące temperatury i ekstremalne upały rodzą dodatkowe obawy o odporność systemów energetycznych 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 niskoemisyjnym i o około 6,4°C w scenariuszu wysokoemisyjnym, w obu przypadkach powyżej średniej globalnej. Częstsze ekstremalne upały stanowią podwójne wyzwanie, zwiększając zapotrzebowanie na energię do chłodzenia przy jednoczesnym obniżeniu sprawności elektrowni.
W ciągu ostatnich czterech dekad (1980–2022) liczba stopniodni chłodzenia (CDD)3 wzrastała o 0,6% rocznie w regionie MENA. Tendencja ta prawdopodobnie się utrzyma, zwiększając średnioroczny 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 latem prawdopodobnie spowodują znaczny wzrost szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną w okresie letnim, wraz z intensywniejszym wykorzystaniem klimatyzacji. W Omanie szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną wzrosło z 6060 MW w 2015 r. do 7081 MW w 2021 r., ze średniorocznym tempem wzrostu wynoszącym około 3%, co w dużej mierze przypisuje się zwiększonemu wykorzystaniu 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 one również wydajność wytwarzania energii i sieci, zwiększając obciążenie dostaw energii elektrycznej. Wydajność elektrowni opalanych gazem ziemnym, które stanowią największą część wytwarzania energii elektrycznej (74%) w regionie, może zostać negatywnie dotknięta przez cieplejszy przepływ masy powietrza wpływający do sprężarki turbiny gazowej. Według oceny IEA, ponad 80% zainstalowanej mocy elektrowni opalanych gazem w regionie stoi w obliczu rocznego wzrostu o 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, które są znacznie wyższe niż średnia światowa. Na Półwyspie Arabskim poziom narażenia może być jeszcze wyższy, osiągając około 90% zainstalowanej mocy opalanej gazem.
Kluczowe technologie czystej energii mogą również ucierpieć z powodu zwiększonej częstotliwości i intensywności ekstremalnych zjawisk upałów. Fotowoltaika słoneczna i generacja energii wiatrowej są zazwyczaj projektowane dla 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 i prowadzi do większych strat. Według oceny IEA, większość zainstalowanej mocy fotowoltaicznej w regionie odnotowałaby roczny wzrost o ponad 20 dni upalnych w scenariuszu niskiej emisji i ponad 40 dni w scenariuszu wysokiej emisji. Podobnie, 90% elektrowni wiatrowych mogłoby być narażonych na wzrost liczby dni upalnych rocznie o 40 dni w scenariuszu wysokiej emisji, chociaż poziom narażenia mógłby znacznie spaść w scenariuszu niskiej emisji (45% zainstalowanej mocy narażone na wzrost o ponad 20 dni).
Aby sprostać spodziewanemu wzrostowi częstotliwości występowania ekstremalnych upałów, dostawcy energii muszą wdrożyć bardziej odporne projekty elektrowni wiatrowych i innowacyjne technologie chłodzenia dla systemów fotowoltaicznych. Rządy i konsumenci muszą również dążyć do poprawy efektywności energetycznej urządzeń chłodzących, aby sprostać zwiększonemu szczytowemu zapotrzebowaniu na energię elektryczną.
Transformacja energetyczna odporna na zmiany klimatu stanowi rozwiązanie 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 regionalnymi planami redukcji emisji, które napędzają dalszy rozwój 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 szersze wykorzystanie środków adaptacyjnych, takich jak klimatyzacja i usługi opieki zdrowotnej, aby sprostać ekstremalnym zjawiskom pogodowym podczas fal upałów.
Aby wesprzeć trwające i przyszłe działania na rzecz transformacji energetycznej odpornej na zmiany klimatu w regionie, Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) opublikuje serię raportów krajowych na temat odporności na zmiany klimatu w kontekście transformacji energetycznej w Egipcie, Maroku i Omanie. Raporty te zawierają spersonalizowane oceny różnych zagrożeń klimatycznych dla systemów energetycznych w tych trzech krajach oraz omawiają sposoby dalszego doskonalenia istniejących środków politycznych. Aby podzielić się kluczowymi ustaleniami z szerszą opinią publiczną, Międzynarodowa Agencja Energetyczna (IEA) zorganizuje w lipcu wydarzenie hybrydowe we współpracy z rządami Egiptu, Maroka i Omanu.
Czas publikacji: 15 lipca 2023 r.
