Ilmuwan energi dan iklim membahas sistem tenaga cerdas iklim

Ilmuwan energi dan iklim membahas sistem tenaga cerdas iklim

Diposting pada


Kredit: Unsplash/CC0 Domain Publik

Gelombang panas, badai, dan kebakaran hutan yang belum pernah terjadi sebelumnya mendorong jaringan listrik di Amerika Serikat ke batasnya. Untuk bekerja menuju sistem tenaga yang aman dan andal di tahun-tahun mendatang, utilitas perlu mempertimbangkan potensi efek perubahan iklim dan peristiwa ekstrem yang didorong oleh perubahan iklim ke dalam rencana mereka untuk distribusi daya, kapasitas pembangkitan dan penyimpanan energi cadangan, serta infrastruktur perbaikan dan penggantian.

Tetapi bagaimana Anda merencanakan masa depan mengingat berbagai cara yang masuk akal bahwa perubahan iklim dapat berdampak pada “normal baru” dan peristiwa cuaca ekstrem?

Liyang Wang dan Andrew Jones, dua ilmuwan di Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), adalah bagian dari tim yang bekerja untuk menyediakan alat dan panduan praktis bagi perencana jaringan. Dalam Tanya Jawab ini, Wang dan Jones berbagi temuan dari studi tinjauan yang mengidentifikasi bagaimana praktik terbaik dalam perencanaan untuk ketidakpastian dapat diterapkan di sektor listrik, dan mendiskusikan proyek mendatang yang didukung oleh Komisi Energi California yang akan mengevaluasi strategi ketahanan jaringan alternatif di bawah a rentang komprehensif masa depan iklim.

Studi mereka adalah bagian dari proyek HyperFACETS yang didanai oleh Departemen Energi yang sedang mengembangkan cara-cara baru untuk mengevaluasi dan menghasilkan informasi iklim dalam kerjasama erat dengan para pemangku kepentingan.

Liyang Wang adalah peneliti senior di Divisi Teknologi Bangunan & Sistem Perkotaan di Area Teknologi Energi Berkeley Lab.

Andrew Jones adalah staf ilmuwan di Divisi Ilmu Iklim dan Ekosistem di Area Ilmu Bumi dan Lingkungan. Keduanya berafiliasi dengan Energy and Resources Group di UC Berkeley.

T. Apakah perubahan iklim sedang diperhitungkan dalam perencanaan jaringan listrik, seperti sekarang?

Jones: Anda tidak perlu melihat terlalu jauh ke masa lalu untuk menemukan contoh dramatis bagaimana peristiwa cuaca ekstrem dapat menekan jaringan listrik. Ini termasuk kebakaran hutan baru-baru ini, gelombang panas ekstrem yang menyebabkan permintaan AC yang tinggi, ditambah risiko langsung terhadap infrastruktur dari badai dan banjir. Kebakaran adalah masalah yang sangat rumit, baik dalam hal pengapian yang digerakkan oleh jaringan maupun kerusakan pada jaringan itu sendiri. Jadi, pasti ada banyak minat untuk memahami bagaimana perubahan iklim memengaruhi peristiwa ini dan risiko terkaitnya. Namun, hambatan teknis untuk benar-benar menggunakan ilmu iklim dengan cara yang efektif cukup signifikan.

Bukannya para perencana listrik belum pernah berurusan dengan ketidakpastian sebelumnya, tetapi ketidakpastian yang ditimbulkan oleh perubahan iklim bukanlah sesuatu di mana Anda bisa mengumpulkan lebih banyak pengamatan sampai Anda memahami ketidakpastiannya. Perencanaan tahan iklim melibatkan memproyeksikan beberapa kondisi masa depan yang masuk akal melalui model. Misalnya, kita tidak tahu berapa banyak gas rumah kaca yang akan dikeluarkan dunia dalam 30 tahun ke depan, jadi ada beberapa skenario emisi masa depan yang berbeda. Ada juga banyak model yang berbeda dan sama-sama kredibel dari proses iklim fisik. Ini bukanlah hal-hal yang dapat kita pahami hanya dengan lebih banyak stasiun cuaca. Jadi, satu perubahan besar yang diperlukan dalam perencanaan jaringan adalah dari kerangka di mana Anda terutama menggunakan pengamatan historis ke kerangka di mana Anda menggunakan beberapa proyeksi masa depan.

Wang: Ya, saya pikir orang-orang sedang mencoba. Saya pikir khususnya di lokasi yang telah mengalami gangguan signifikan dari cuaca ekstrem, perusahaan utilitas dan regulator mereka mencoba mencari cara untuk memasukkan perubahan iklim ke dalam proses perencanaan mereka. Tapi itu masalah yang sangat sulit. Pertama, ada tingkat ketidakpastian tentang masa depan yang tercermin dalam model ilmu iklim, namun tidak segera jelas ketidakpastian mana yang cukup substansial untuk membuat perbedaan bagi para pembuat keputusan. Karena itu, orang agak ragu-ragu karena mereka tidak sepenuhnya yakin bagaimana menggunakan data di tempat pertama. Dan dua, saya pikir mungkin juga ada kekurangan inovasi dalam cara menerapkan prinsip-prinsip ilmu keputusan—bidang yang dikhususkan untuk menghasilkan teknik pengambilan keputusan menggunakan statistik, ekonomi, pembelajaran mesin, dan psikologi—di sektor energi. Sebagian besar waktu, utilitas menggunakan data cuaca historis alih-alih proyeksi iklim di masa depan. Sangat sedikit operator yang mulai menggunakan proyeksi agak terbatas dalam kisaran skenario masa depan. Mereka tidak mempertimbangkan kisaran lengkap yang masuk akal tentang seperti apa iklim masa depan atau bagaimana hal itu dapat berdampak pada jaringan listrik.

Dan itu sangat menantang; Infrastruktur jaringan listrik kami saat ini sangat tua dan tidak dirancang untuk perubahan iklim yang kami lihat dan kebutuhan untuk menurunkan emisi karbon secara bersamaan.

Dalam makalah kami, kami banyak berbicara tentang bagaimana alat pemodelan yang ada yang digunakan orang tidak memiliki kemampuan untuk memasukkan banyak ketidakpastian mendalam yang melekat pada proyeksi iklim atau bagaimana iklim akan memengaruhi perilaku konsumen. Jadi, kurangnya alat, dan kemudian, saya pikir ini semacam kurangnya prioritas perencanaan untuk perubahan iklim—tidak ada proses formal yang memandu utilitas tentang cara merencanakan perubahan iklim.

T. Jadi, alat apa saja yang dapat digunakan oleh para perencana utilitas?

Wang: Konsep utama yang telah kami saring dari literatur ilmu keputusan adalah ketahanan, perencanaan adaptif, dan keterlibatan multi-stakeholder. Gagasan kekokohan adalah Anda mencoba menjauh dari menemukan satu solusi yang dioptimalkan, yang menjadi fokus pendekatan pengambilan keputusan tradisional. Sebaliknya, solusi yang kuat adalah solusi yang akan berkinerja cukup baik di berbagai skenario masa depan. Dan ide perencanaan adaptif sebenarnya bukanlah hal yang super baru. Orang-orang telah melakukannya untuk sementara waktu di bidang konservasi dan di sektor air; tetapi di sektor energi, kami belum melihatnya terlalu banyak. Perencanaan adaptif pada dasarnya membutuhkan perencanaan yang lebih proaktif di mana Anda memantau perubahan yang Anda lihat di lingkungan saat ini. Dan berdasarkan perubahan tersebut, apa langkah selanjutnya yang dapat Anda ambil? Secara bersamaan, itu juga menyerukan proses kelembagaan formal untuk mengembangkan tindakan tersebut dan sistem pemantauan.

Daripada memilih satu strategi saat ini, yang mungkin berarti terlalu banyak berinvestasi atau kurang berinvestasi dalam tindakan korektif, perencanaan adaptif berarti mengidentifikasi serangkaian tindakan yang tepat untuk berbagai kondisi yang memungkinkan, kemudian memantau tanda-tanda yang menunjukkan skenario mana yang memang sedang berlangsung. Jadi misalnya, ada beberapa ketidakpastian tentang seberapa besar dan seberapa cepat perubahan iklim akan berdampak pada sumber daya tenaga air. Jika tenaga air tetap stabil maka dapat diterima untuk “menunggu dan melihat” sambil terus merencanakan kemungkinan penurunan; jika tenaga air jelas-jelas menurun dengan cepat maka mungkin sudah waktunya untuk berinvestasi dalam pembangkitan tambahan; dan jika pembangkit listrik tenaga air menjadi lebih bervariasi dari tahun ke tahun, maka mungkin tepat untuk berinvestasi dalam penyimpanan tambahan. Merencanakan setiap kemungkinan sekarang dan mengidentifikasi “rambu-rambu” yang menunjukkan jalan mana yang harus kita tempuh adalah ciri-ciri perencanaan adaptif.

Kemudian konsep keterlibatan multi-stakeholder juga merupakan pendekatan yang terbukti. Ini terlihat cukup umum di banyak sektor yang berbeda. Idenya di sini adalah untuk memfasilitasi diskusi di antara berbagai orang dengan prioritas dan keahlian yang berbeda.

Jones: Benar, cara saya berpikir tentang bagian multi-stakeholder adalah bahwa setiap keputusan energi memiliki beberapa tujuan yang saling bersaing. Misalnya, jika Anda memikirkan perencanaan sektor kelistrikan, Anda harus menyeimbangkan biaya dengan keandalan dan keberlanjutan. Anda harus memikirkan kinerja dalam kondisi yang sangat ekstrem versus kinerja pada hari-hari biasa. Berapa banyak yang ingin Anda investasikan atau bayarkan untuk ketahanan selama masa-masa ekstrem yang memengaruhi berbagai pemangku kepentingan dengan cara yang sangat berbeda? Anda tahu, untuk seseorang yang menggunakan ventilator, pemadaman listrik mengancam jiwa. Orang itu akan memiliki perspektif yang sangat berbeda dari seseorang dalam situasi yang berbeda. Jadi, perspektif multi-stakeholder mengeksplorasi bagaimana prioritas yang berbeda ini dapat dimainkan di bawah skenario yang berbeda, untuk membuat pengorbanan lebih jelas, dan mudah-mudahan untuk menemukan solusi yang bekerja paling luas.

Wang: Hal lain yang kami soroti adalah kurangnya profesional terlatih yang memahami baik sisi ilmu iklim maupun sisi perencanaan sistem tenaga. Dan mungkin di situlah keterlibatan multi-stakeholder bisa masuk. Ini dapat memfasilitasi lingkungan di mana ilmuwan iklim dapat berkomunikasi dengan insinyur sistem tenaga dengan cara yang lebih efektif, dan bersama-sama, mereka dapat mengintegrasikan ilmu iklim paling mutakhir dalam proses perencanaan.

T. Bagaimana Anda menerapkan ide-ide ini?

Wang: Kami memiliki sepasang proyek terkait mulai tahun depan, bekerja sama dengan Energy & Environmental Economics dan Eagle Rock Analytics, yang berfokus pada perencanaan sistem daya tahan iklim untuk negara bagian California. Ini adalah tim ilmuwan iklim, insinyur, ilmuwan keputusan, dan model, dan kami akan bekerja sama untuk mengembangkan alat yang memungkinkan pembuat keputusan memperhitungkan ketidakpastian dalam iklim kita yang berubah. Jadi itu adalah pekerjaan yang sedang berlangsung sekarang dan apa yang kami bayangkan adalah bahwa salah satu produk akhir akan menjadi alat pemodelan online interaktif. Pengguna akan dapat memilih variabel iklim berbeda yang mereka pedulikan dan melihat bagaimana pengaruhnya terhadap wilayah tertentu. Memvisualisasikan dampak tersebut mungkin berguna untuk perencanaan jaringan jangka panjang. Dan melihat bagaimana ketidakpastian dalam variabel iklim seperti suhu atau curah hujan akan mempengaruhi hal-hal seperti permintaan energi atau yang mereka pedulikan.

Jones: Selain itu, saya tidak tahu apakah kita bisa atau akan tahu persis apa solusi yang tepat sampai kita memiliki dialog yang lebih panjang antara pakar ilmu iklim dan praktisi dari sektor kelistrikan. Dalam pekerjaan berkelanjutan kami yang didukung DOE pada proyek HyperFACETS, kami mengembangkan cara-cara dasar baru untuk memproduksi dan mengevaluasi ilmu iklim dalam kerjasama erat dengan para pemangku kepentingan. Proyek baru kami yang didukung CEC memperluas dialog tersebut untuk berfokus pada alat praktis yang menerjemahkan ilmu pengetahuan menjadi informasi yang dapat digunakan. Bersama-sama, portofolio proyek ini mencakup spektrum penuh—mulai dari bagaimana kami memodelkan peristiwa ekstrem yang didorong oleh iklim hingga bagaimana kami mempertimbangkan solusi adaptasi alternatif di berbagai kemungkinan hasil.

Perlu dicatat bahwa sektor kelistrikan diatur dengan cara yang sangat kompleks dan sangat berbeda di berbagai negara bagian dan juga geografi yang berbeda. Jadi, ada elemen-elemen tertentu yang perlu kita cari tahu, yang akan ditangani oleh kolaborasi ini. Tapi saya pikir sudah jelas bahwa, dari sudut pandang teknis, kita membutuhkan alat yang memungkinkan kita untuk mengeksplorasi implikasi dari berbagai skenario yang mungkin dan kemudian mengevaluasi implikasi untuk berbagai tujuan. Firasat kami adalah bahwa jika Anda dapat melakukannya dengan cara yang interaktif dan intuitif, itu akan memungkinkan jenis perencanaan yang berbeda yang dapat menjelaskan banyak kemungkinan hasil di masa depan yang berbeda. Jadi itu mungkin perubahan mendasar.


Para peneliti mengusulkan kerangka kerja untuk mengevaluasi dampak perubahan iklim pada sistem air dan energi California


Informasi lebih lanjut:
Anna M Brockway dkk, Pengambilan keputusan sadar iklim: pelajaran untuk perencanaan dan pengoperasian infrastruktur jaringan listrik, Surat Penelitian Lingkungan (2022). DOI: 10.1088/1748-9326/ac7815#erlac7815s5

Disediakan oleh Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley

Kutipan: Ilmuwan energi dan iklim membahas sistem tenaga cerdas iklim (2022, 5 Agustus) diambil 5 Agustus 2022 dari https://techxplore.com/news/2022-08-energy-climate-scientists-discuss-climate-smart.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi wajar apa pun untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.





Source link

Baca Juga :   Peta jalan baru memandu industri untuk berinvestasi dalam pengolahan air garam berbiaya rendah dan berenergi rendah serta daur ulang air limbah

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.