Наука и суперкомпьютеры помогают коммунальным предприятиям адаптироваться к изменению климата

Прочитано: 99 раз(а)


Северный Иллинойс традиционно имеет четыре предсказуемых сезона. Зимы, как известно, холодные, а лето достаточно жаркое, чтобы сделать зиму стоящей. Сезоны «плеч» (весна и осень) предсказуемо и равномерно смещаются в два других сезона и выходят из них.

Однако этот климат меняется, что имеет серьезные последствия для людей, живущих в регионе, и энергосистемы , которая их поддерживает.

ComEd, энергетическая компания, которая обеспечивает электроэнергией 9 миллионов человек в Северном Иллинойсе, 70% населения штата, и Центр климатической устойчивости и принятия решений Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) выпустили новый отчет, в котором показывает, что северный Иллинойс в середине века будет теплее и влажнее в целом, с более длинным плечом и вегетационным периодом.

Отчет «ComEd Climate Risk and Adaptation Outlook, Phase 1: Temperature, Heat Index, and Average Wind» является первым общедоступным выпуском CCRDS. В нем представлена ​​самая актуальная информация о том, как изменение климата может повлиять на распределительную сеть ComEd, и подчеркивается необходимость стратегий, которые адаптируются к будущим климатическим условиям.

CCRDS — это национальный центр, расположенный в Аргонне, который использует передовые научные ресурсы для предоставления информации, которая поможет сообществам выявлять уязвимые места и планировать устойчивость к последствиям изменения климата. Ключевые ресурсы включают Лабораторию визуализации Аргонны, Студию расширенного сотрудничества и Вычислительный центр Аргоннского лидерства (ALCF), пользовательский объект Управления науки Министерства энергетики США.

Авторы исследования проанализировали температуру, тепловой индекс и средний ветер за исторический период (1995–2004 гг.) и период середины века (2045–2054 гг.), чтобы оценить будущие климатические воздействия на регион. Они изучили, как изменение климата может повлиять на потребность ComEd в энергии, и создали карту, на которой показаны другие районы страны, где современный климат похож на предполагаемый будущий климат северного Иллинойса.

«Погода, более типичная для Сент-Луиса или Луисвилля, к середине века будет более распространена в северном Иллинойсе», — сказал Джордан Бранхам, старший аналитик по климатическим рискам и устойчивости в Аргоннском отделе наук о решениях и инфраструктуре, который помогал составлять отчет. «Дни, когда средняя температура превышает 93 или 94 градуса по Фаренгейту, будут более ежегодным явлением, а более высокие ночные температуры принесут меньше облегчения во время аномальной жары. перегружать энергосистему».

Современные передовые методы планирования сети учитывают историческую погоду, но изменение климата потребует от энергетических компаний , таких как ComEd, смотреть в будущее и предвидеть беспрецедентные погодные условия, поскольку новые климатические сценарии в регионе меняют риски, с которыми столкнется ComEd.

Например, более экстремальные погодные условия , которые приводят к более высокому спросу на отопление и кондиционирование воздуха, могут проверить проектные ограничения сетевого оборудования, такого как трансформаторы и проводники, и могут потребовать изменения критериев планирования системы, чтобы гарантировать, что система распределения электроэнергии может удовлетворить потребности клиентов. Другим примером является разрастание растительности, которое может помешать работе инфраструктуры ComEd и потребовать внесения изменений в программы профилактического обслуживания.

«Суровая и разрушительная погода, вызванная изменением климата, уже влияет на наш регион, и это исследование дает нам представление о том, что произойдет, включая более теплые и влажные условия, которые создадут новые проблемы для энергосистемы», — сказал генеральный директор ComEd Джил Квинионес. «Сегодня наши клиенты наслаждаются рекордной надежностью при одном из самых низких показателей в Америке; используя эти локализованные климатические данные, мы можем планировать инвестиции в сеть, необходимые для обеспечения того, чтобы мы продолжали поставлять надежную, устойчивую энергию нашим клиентам, даже когда сеть должна справиться с более суровой погодой и удовлетворить новые потребности, поскольку клиенты переходят на электромобили и тепловые насосы».

Желание понять эти изменения и подготовиться к ним привело ComEd к партнерству с экспертами в области принятия решений и инфраструктуры CCRDS и исследователями из отдела экологических наук лаборатории. Группа, возглавляемая Рао Котамарти, старшим научным сотрудником, а также главным научным сотрудником этого подразделения, разработала климатические прогнозы и анализ в уменьшенном масштабе. Команда также задействовала суперкомпьютерные ресурсы ALCF.

Более четкая линза, более точные области

Типичные климатические модели, которые используют моделирование климата Земли для прогнозирования будущих условий, имеют разрешение около 100 км на 100 км. Это означает, что ученые могут оценивать общие тенденции в масштабах штата, но не учитывают местные детали.

Усовершенствованное моделирование климата в Аргонне использует суперкомпьютеры ALCF для динамического уменьшения масштаба этих глобальных моделей. Полученные модели имеют разрешение 12 км на 12 км, что означает, что они могут сосредоточиться на климате, затрагивающем гораздо меньшую территорию, например, город. Эта резолюция станет еще более последовательной. Следующие климатические модели Аргонны будут иметь разрешение ближе к 4 км на 4 км, что приближается к размеру большого городского района или небольшого сельского городка.

Этот уровень гиперспецифичности очень полезен для ComEd. Электрическая компания может использовать эти знания, чтобы лучше планировать ожидаемые потребности северного Иллинойса в энергии, защищаться от неблагоприятных последствий изменения климата и продолжать надежно поставлять электроэнергию потребителям северного Иллинойса в предстоящие десятилетия.

ComEd и CCRDS уже начали совместную работу над второй фазой исследования. Они будут использовать аналогичный подход для более глубокого изучения будущего воздействия других переменных, связанных с климатом, таких как наводнения, осадки, ледяные бури, молнии и грозы. CCRDS в партнерстве с AT&T и Федеральным агентством по чрезвычайным ситуациям (FEMA) предоставляет другим регионам доступ к значительной части своего расширенного моделирования климата через свой портал климатических рисков и устойчивости.

«Сотрудничество между Argonne и ComEd — отличный пример ценности, которую наши национальные лаборатории приносят промышленности и обществу», — сказал Бранхам. «ComEd был заинтересованным партнером, который хочет, чтобы его сеть была устойчива к изменению климата и надежно обслуживала сообщества в течение десятилетий».

Наука и суперкомпьютеры помогают коммунальным предприятиям адаптироваться к изменению климата



Новости партнеров