Изменение климата создает проблемы для энергетических систем на Ближнем Востоке и в Северной Африке
Ближний Восток и Северная Африка (БВСА) — один из регионов мира, наиболее пострадавших от изменения климата, что создает проблемы для энергетических систем, которые и без того с трудом удовлетворяют потребности экономического роста, энергетической безопасности и социального обеспечения.
В период с 1980 по 2022 год температура в странах Ближнего Востока и Северной Африки повышалась на 0,46 °C за десятилетие, что значительно выше среднего мирового показателя в 0,18 °C1. Характер осадков также существенно изменился, что усугубило существующий дефицит воды в некоторых странах Ближнего Востока и Северной Африки: в 2022 году в Марокко и в 2023 году в Тунисе наблюдались засухи, а в 2022 году в Объединенных Арабских Эмиратах, Иране, Саудовской Аравии, Катаре, Омане и Йемене наблюдались сильные наводнения.
Эти климатические явления влияют на людей, экономику и энергетические системы. Например, в Марокко более высокие температуры увеличили спрос на электроэнергию для охлаждения, что напрягает и без того напряженную энергосистему. Чтобы выдержать растущий пиковый спрос, импорт электроэнергии в Марокко из Испании в мае 2022 года достиг рекордно высокого уровня.
Даже при расширении генерации возобновляемых источников энергии для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию и целей по сокращению выбросов, энергетические системы региона также должны будут повысить устойчивость к изменению климата, чтобы справиться с ожидаемым ростом воздействия климата. Имея эту цель в виду, Международное энергетическое агентство работало с региональными партнерами (Египет, Марокко и Оман) над проведением своей первой оценки климатической опасности и воздействия для MENA на основе последних климатических моделей и анализов графической информационной системы (ГИС).
Диверсификация энергетического баланса за счет увеличения доли возобновляемых источников энергии является долгосрочным ответом на сокращение количества осадков и увеличение числа засух.
Сокращение количества осадков и увеличение случаев засухи являются основными проблемами для энергетического сектора в некоторых странах MENA, особенно в южном и восточном Средиземноморье. Общее количество осадков в южном и восточном Средиземноморье сократилось примерно на 8,3% за десятилетие в период с 1980 по 2022 год. Прогнозируется, что среднегодовое количество осадков будет и дальше сокращаться в этих странах, в то время как на Аравийском полуострове оно увеличится.
Прогнозируется, что снижение доступности воды в результате уменьшения количества осадков в странах Южного и Восточного Средиземноморья негативно скажется на тепловых электростанциях, работающих на ископаемом топливе, на долю которых приходится 91% выработки электроэнергии и которые используют пресную воду для охлаждения.
Во всех климатических сценариях более 90% тепловых электростанций, работающих на ископаемом топливе, в регионе Южного и Восточного Средиземноморья, как ожидается, столкнутся с более сухим климатом в ближайшее десятилетие, хотя уровень засушливости может различаться между станциями и между сценариями. Если глобальные выбросы парниковых газов (ПГ) не будут смягчены, а тепловые электростанции, работающие на ископаемом топливе, в регионе продолжат работать, около 32% угольных электростанций, 15% газовых электростанций и 9% нефтяных электростанций могут столкнуться со «значительно» более сухим климатом, что окажет еще большее влияние на доступность охлаждающей воды. Эти показатели выше, чем в среднем по миру и в соседних странах на Аравийском полуострове, где климат будет немного более влажным.
Изменения осадков на Ближнем Востоке и в Северной Африке по сценарию SSP2-4.5, 2081-2100 гг.
Примечания: SSP2-4.5 — сценарий выбросов, рассмотренный в Шестом оценочном докладе МГЭИК (AR6), в соответствии с верхним пределом агрегированных уровней выбросов NDC к 2030 году и связанный с оценкой глобального потепления к 2100 году около 3°C. Стандартизированный индекс осадков сравнивает накопленные осадки за интересующий период (в данном случае 6 месяцев) с долгосрочным распределением осадков для того же местоположения и периода. Это научный показатель, используемый для AR6 МГЭИК для обнаружения и характеристики метеорологических засух. Около трети электростанций, работающих на ископаемом топливе, в регионе Ближнего Востока и Северной Африки расположены в южном и восточном Средиземноморье, а остальные — на Аравийском полуострове. На карте показаны только электростанции с установленной мощностью более 100 МВт.
Некоторые средиземноморские страны уже предприняли усилия по сокращению потребности в охлаждающей воде и поиску альтернативных источников воды. Марокко постепенно заменяет свои угольные электростанции на электростанции комбинированного цикла на природном газе, которым требуется меньше охлаждающей воды. Египет принял более эффективные с точки зрения водопользования варианты охлаждения новых газовых электростанций (например, система воздушного охлаждения для электростанции New Capital мощностью 4,8 ГВт) и снизил свою зависимость от пресной воды, используя морскую воду для электростанции El Burullus мощностью 4,8 ГВт.
Хотя эти варианты могут снизить дефицит воды в краткосрочной перспективе, единственным долгосрочным решением является переход на чистую энергию в регионе и во всем мире. Если глобальные выбросы парниковых газов от тепловых электростанций, работающих на ископаемом топливе, не будут уменьшены, изменение климата продолжит приводить к дефициту воды и, следовательно, создавать дополнительные проблемы для региональных электростанций.
Некоторые технологии возобновляемой энергии, такие как солнечные фотоэлектрические системы и ветровые турбины, более устойчивы к более сухому климату, поскольку для их работы требуется мало или совсем не требуется воды. Более того, их сниженные выбросы парниковых газов могут способствовать созданию добродетельного круга, смягчая изменение климата и, следовательно, сокращая сдвиги в характере осадков. Некоторые страны южного и восточного Средиземноморья поставили амбициозные цели по наращиванию мощностей солнечной и ветровой энергетики, поддерживая глобальные усилия по сокращению выбросов парниковых газов. Например, Марокко намерено увеличить долю солнечной энергии в производстве электроэнергии с 1% в 2020 году до 20% к 2030 году, а ветровой — с 12,2% до 20%. Ожидается, что эти увеличения повысят устойчивость энергосистемы за счет компенсации прогнозируемого снижения мощности гидро- и угольных электростанций, вызванного растущим дефицитом воды.
Повышение температуры и экстремальные тепловые явления вызывают дополнительные опасения относительно устойчивости энергетической системы в регионе. По сравнению с доиндустриальным периодом (1850-1900 гг.) температура в 2081-2100 гг. в странах Ближнего Востока и Северной Африки может повыситься на 2,5 °C в сценарии с низким уровнем выбросов и примерно на 6,4 °C в сценарии с высоким уровнем выбросов, в обоих случаях выше среднемировых значений. Более частые экстремальные тепловые явления представляют собой двойную проблему, увеличивая потребность в энергии для охлаждения и снижая эффективность электростанций.
За последние четыре десятилетия (1980-2022) количество градусо-дней охлаждения (CDD)3 увеличилось на 0,6% в год в регионе MENA. Эта тенденция, вероятно, сохранится, увеличив среднегодовой CDD более чем на 30 при сценарии с низким уровнем выбросов и примерно на 1400 при сценарии с высоким уровнем выбросов в 2081-2100 годах по сравнению с доиндустриальным периодом (1850-1900 годы). Эти более высокие прогнозируемые летние температуры, вероятно, вызовут заметное увеличение пикового спроса на электроэнергию летом с более широким использованием кондиционирования воздуха. В Омане пиковый спрос на электроэнергию увеличился с 6 060 МВт в 2015 году до 7 081 МВт в 2021 году со среднегодовым темпом роста около 3%, в основном за счет более широкого использования кондиционирования воздуха. Пиковый спрос на электроэнергию в Омане, по прогнозам, продолжит расти примерно на 4% в год до 2027 года.
Поскольку более высокие температуры повышают пиковый спрос на электроэнергию, они также снижают эффективность выработки электроэнергии и сетей, что еще больше усугубляет нагрузку на электроснабжение. На производительность газовых электростанций, на которые приходится наибольшая доля выработки электроэнергии (74%) в регионе, может негативно повлиять более теплый поток воздуха, поступающий в компрессор газовой турбины. По оценке МЭА, более 80% установленной мощности газовых электростанций в регионе столкнутся с ежегодным добавлением более 20 жарких дней (когда максимальные температуры превышают 35°C) в 2081-2100 годах в сценарии с низким уровнем выбросов и более 60 дней в сценарии с высоким уровнем выбросов, что значительно выше среднего мирового показателя. На Аравийском полуострове уровень воздействия может стать еще выше, достигнув около 90% установленной газовой мощности.
Ключевые технологии чистой энергии также могут быть негативно затронуты возросшей частотой и интенсивностью экстремальных тепловых явлений. Солнечные фотоэлектрические установки и ветроэнергетика, как правило, рассчитаны на условия около 25 °C и становятся менее эффективными во время аномальной жары. Повышение температуры также приводит к нагреванию, расширению или провисанию линий электропередач, что снижает пропускную способность и приводит к более высоким потерям. По оценке МЭА, большая часть установленной мощности солнечных фотоэлектрических установок в регионе будет демонстрировать ежегодное увеличение более чем на 20 жарких дней в сценарии с низким уровнем выбросов и более чем на 40 дней в сценарии с высоким уровнем выбросов. Аналогичным образом, 90% ветряных электростанций могут подвергаться ежегодному увеличению на 40 жарких дней в сценарии с высоким уровнем выбросов, хотя уровень воздействия может значительно снизиться в сценарии с низким уровнем выбросов (45% установленной мощности подвергаются увеличению более чем на 20 дней).
Чтобы выдержать ожидаемое увеличение экстремальных тепловых явлений, поставщикам энергии необходимо принять более устойчивые конструкции для ветровых электростанций и инновационные технологии охлаждения для солнечных фотоэлектрических установок. Правительствам и потребителям также необходимо стремиться к повышению энергоэффективности охлаждающих устройств, чтобы справиться с возросшим пиковым спросом на электроэнергию.
Климатически устойчивый энергетический переход представляет решения для трех основных пересекающихся целей: чистая энергия, энергетическая безопасность и адаптация к изменению климата. Климатически устойчивые технологии соответствуют планам региона по сокращению выбросов, что стимулирует дальнейшее развертывание солнечных фотоэлектрических установок и ветроэнергетики. Такая диверсификация источников энергии способствует энергетической безопасности за счет повышения готовности и устойчивости к климатически обусловленным сбоям. Кроме того, она позволяет более широко использовать меры адаптации для противостояния экстремальным погодным явлениям, таким как кондиционирование воздуха и медицинские услуги во время волн тепла.
Для поддержки текущих и будущих усилий по переходу к устойчивой к изменению климата энергии в регионе МЭА выпустит серию отчетов по странам о климатической устойчивости для перехода к энергии в Египте, Марокко и Омане. В этих отчетах содержатся индивидуальные оценки различных климатических опасностей для энергетических систем в этих трех странах и обсуждаются пути дальнейшего улучшения существующих мер политики. Чтобы поделиться основными выводами с более широкой общественностью, МЭА проведет гибридное мероприятие в июле в сотрудничестве с правительствами Египта, Марокко и Омана.
Время публикации: 15 июля 2023 г.
