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 испытывают трудности с удовлетворением потребностей 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 превышает среднемировой показатель в 0,18 °C. Также значительно изменился характер осадков, что усугубило существующий дефицит воды в некоторых странах Ближнего Востока и Северной Африки: в 2022 году в Марокко и в 2023 году наблюдались засухи, а в 2022 году в Объединенных Арабских Эмиратах, Иране, Саудовской Аравии, Катаре, Омане и Йемене произошли сильные наводнения.
Эти климатические явления влияют на людей, экономику и энергетические системы. Например, в Марокко повышение температуры привело к увеличению спроса на электроэнергию для охлаждения, что создаёт дополнительную нагрузку на и без того перегруженную энергосистему. Чтобы справиться с растущим пиковым спросом, импорт электроэнергии в Марокко из Испании в мае 2022 года достиг рекордного уровня.
Несмотря на расширение производства возобновляемых источников энергии для удовлетворения растущего спроса на электроэнергию и достижения целей по сокращению выбросов, энергетическим системам региона также необходимо будет повысить климатическую устойчивость, чтобы справиться с ожидаемым усилением воздействия на климат. С этой целью Международное энергетическое агентство совместно с региональными партнерами (Египет, Марокко и Оман) провело первую оценку климатических угроз и подверженности им для стран Ближнего Востока и Северной Африки на основе новейших климатических моделей и анализа, выполненного с помощью 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 учащение случаев засухи представляют серьёзную проблему для энергетического сектора некоторых стран Ближнего Востока и Северной Африки, особенно в Южном и Восточном Средиземноморье. Общее количество осадков в Южном и Восточном Средиземноморье сокращалось примерно на 8,3% за десятилетие в период с 1980 по 2022 год. Прогнозируется дальнейшее снижение среднегодового количества осадков в этих странах и увеличение на Аравийском полуострове.
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 прогнозируется, что более 90% тепловых электростанций, работающих на ископаемом топливе, в южном и восточном Средиземноморье столкнутся с более сухим климатом в ближайшее десятилетие, хотя уровень засушливости может различаться в зависимости от станции и сценария. Если глобальные выбросы парниковых газов (ПГ) не будут сокращены, 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 ещё большее влияние на доступность охлаждающей воды. Эти показатели выше, чем среднемировые показатели и показатели соседних стран Аравийского полуострова, где климат будет несколько более влажным.
Изменения количества осадков на Ближнем Востоке и в Северной Африке по сценарию SSP2-4.5, 2081-2100 гг.
Примечания: SSP2-4.5 – это сценарий выбросов, рассмотренный в Шестом оценочном докладе МГЭИК (ДО6), соответствующий верхней границе 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 места и периода. Это научный показатель, используемый в ДО6 МГЭИК для выявления 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 страны Средиземноморья уже предприняли усилия по сокращению потребности в охлаждающей воде и поиску альтернативных источников. Марокко постепенно заменяет свои угольные электростанции электростанциями комбинированного цикла на природном газе, которым требуется меньше охлаждающей воды. Египет внедрил более водоэффективные решения для охлаждения новых газовых электростанций (например, систему воздушного охлаждения для электростанции New Capital мощностью 4,8 ГВт) и снизил 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 как в регионе, так и во всем мире. Если глобальные выбросы парниковых газов от тепловых электростанций, работающих на ископаемом топливе, не будут сокращены, изменение климата продолжит приводить к дефициту воды и, следовательно, создавать дополнительные проблемы для региональных электростанций.
Некоторые технологии возобновляемой энергетики, такие как солнечные фотоэлектрические системы и ветровые турбины, более устойчивы к более сухому климату, поскольку для их работы требуется мало или совсем не требуется вода. Более того, их снижение выбросов парниковых газов может способствовать созданию благоприятного цикла, смягчая изменение климата и, следовательно, ограничивая 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 это повышение повысит устойчивость энергосистемы, компенсируя прогнозируемое сокращение мощностей гидро- и угольных электростанций, вызванное растущим дефицитом воды.
Повышение температуры и экстремальная жара вызывают дополнительные опасения по поводу устойчивости энергетической системы региона. По сравнению с доиндустриальным периодом (1850–1900 гг.), температура в регионе Ближнего Востока и Северной Африки в 2081–2100 гг. может повыситься на 2,5 °C при низком уровне выбросов и примерно на 6,4 °C при высоком уровне выбросов, что в обоих случаях превышает среднемировые значения. Более частые экстремальные жары создают 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, увеличивая среднегодовое значение CDD более чем на 30 в сценарии с низким уровнем выбросов и примерно на 1400 в сценарии с высоким уровнем выбросов в 2081-2100 годах по сравнению с доиндустриальным периодом (1850-1900 годы). Эти более высокие прогнозируемые летние температуры, вероятно, спровоцируют заметное увеличение пикового спроса на электроэнергию летом с более широким использованием кондиционирования воздуха. В Омане пиковый спрос на электроэнергию увеличился с 6060 МВт в 2015 году до 7081 МВт в 2021 году со среднегодовым темпом роста около 3%, в основном за счет более широкого использования кондиционирования воздуха. Прогнозируется, что пиковый спрос на электроэнергию в Омане продолжит расти примерно на 4% в год до 2027 года.
Поскольку более высокие температуры повышают пиковый спрос на электроэнергию, они также снижают эффективность производства электроэнергии и сетей, усиливая нагрузку на электроснабжение. Производительность газовых электростанций, на которые приходится наибольшая доля производства электроэнергии (74%) в регионе, может пострадать из-за более теплого потока воздуха, поступающего в компрессор газовой турбины. По оценке МЭА, более 80% установленной мощности газовых электростанций в регионе столкнутся с ежегодным добавлением более 20 жарких дней (когда максимальная температура превышает 35 °C) в 2081-2100 годах в сценарии с низким уровнем выбросов и более 60 дней в сценарии с высоким уровнем выбросов, что значительно превышает среднемировой показатель. На Аравийском полуострове уровень воздействия может стать еще выше, достигнув около 90% установленной газовой мощности.
Ключевые технологии чистой энергии также могут пострадать от возросшей частоты и интенсивности 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 испытывать 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 противостоять ожидаемому росту экстремальной жары, поставщикам энергии необходимо внедрять более устойчивые конструкции ветряных электростанций и инновационные технологии охлаждения для солнечных электростанций. Правительствам и потребителям также необходимо стремиться к повышению энергоэффективности охлаждающих устройств для управления пиковым спросом на электроэнергию.
Климатически устойчивый энергетический переход предлагает решения для достижения трёх основных взаимосвязанных целей: чистой энергии, энергетической безопасности и адаптации к изменению климата. Климатически устойчивые технологии согласуются с планами региона по сокращению выбросов, что способствует дальнейшему развитию солнечной и ветровой энергетики. Такая диверсификация источников энергии способствует энергетической безопасности, повышая готовность и устойчивость к климатическим потрясениям. Кроме того, она позволяет более широко использовать меры адаптации для преодоления экстремальных погодных явлений, такие как кондиционирование воздуха и предоставление медицинских услуг в периоды сильной жары.
В поддержку текущих и будущих усилий по переходу к устойчивой к изменению климата энергетической системе в регионе МЭА опубликует серию страновых докладов «Климатическая устойчивость при переходе к устойчивой к изменению климата энергетике в Египте, Марокко и Омане». В этих докладах будут представлены специализированные оценки различных климатических угроз для энергетических систем этих трёх стран и будут рассмотрены пути дальнейшего совершенствования существующих мер политики. Чтобы донести основные выводы до широкой общественности, МЭА проведёт в июле совместное мероприятие с правительствами Египта, Марокко и Омана.
Время публикации: 15 июля 2023 г.
