가뭄, 홍수 및 기후 변화로 인해 수력 발전의 필수 미래가 흐려짐

수력 발전은 필수입니다2 5 18 파월 호수의 수위는 XNUMX년 동안의 가뭄으로 인해 떨어지고 있습니다. 협곡 벽의 흰색 '욕조 링'은 감소를 나타냅니다. 저스틴 설리반 / 게티 이미지

미국에서 가장 큰 저수지 중 하나인 파월 호수의 물이 서부 가뭄으로 인해 너무 낮아져 연방 관리들이 비상 조치에 의존 글렌 캐년 댐의 수력 발전 중단을 피하기 위해.

전기를 공급하는 애리조나 댐 XNUMX 개 주, 문제에 있는 유일한 미국 수력 발전소는 아닙니다.

역시 콜로라도 강에 있는 상징적인 후버 댐은 물의 흐름과 전력 생산 감소. 캘리포니아는 2021년에 낮은 수위 때문에 오로빌 댐의 수력 발전소를 XNUMX개월 동안 폐쇄했으며 관리들은 같은 일이 일어날 수 있다고 경고했다 2022 인치

북동부에서는 다른 종류의 기후 변화 문제가 수력 발전 댐에 영향을 미쳤습니다. 한 번에 너무 많은 강우량이 발생했습니다.

미국은 2,100개 이상의 운영 수력 발전 댐, 거의 모든 주에 위치합니다. 그들은 지역 전력망에서 필수적인 역할을 합니다. 그러나 대부분은 오늘날과 다른 기후에서 지난 세기에 지어졌습니다.

지구 온도가 상승하고 기후가 계속 변화함에 따라 물에 대한 경쟁이 증가하고 지역 내에서 그리고 미국의 전력망 전반에 걸쳐 수력 발전 공급이 관리되는 방식이 진화해야 합니다. We 공부 엔지니어로서 시스템 수준에서 국가의 수력 발전 생산. 다음은 변화하는 기후에서 미국에서 가장 오래된 재생 에너지 공급원 중 하나에 대해 이해해야 할 세 가지 핵심 사항입니다.

수력발전은 다른 발전소가 할 수 없는 일을 할 수 있습니다.

수력발전 기여 전체 발전량의 6~7% 미국에 있지만 미국 전력망을 관리하는 데 중요한 자원입니다.

빠르게 켜고 끌 수 있기 때문에 수력 발전이 도움이 될 수 있습니다. 시시각각 변화하는 수요와 공급을 통제. 전력망에도 도움이 될 수 있습니다. 빨리 반성 정전이 발생할 때. 수력발전은 미국 전력망 설비의 약 40%를 차지하며, 전력 공급이 중단되는 동안 추가 전원 공급 없이 가동할 수 있습니다. 정전, 부분적으로는 동력을 생성하는 데 필요한 연료가 터빈 뒤에 있는 저장소에 저장된 물이기 때문입니다.

또한, 거대한 배터리 역할 그리드를 위해. 미국에는 40개가 넘는 양수식 수력 발전소가 있으며, 이 수력 발전소는 물을 저수지로 펌핑한 다음 나중에 터빈을 통해 보내서 필요에 따라 전기를 생성합니다.


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따라서 수력 발전은 발전의 작은 부분을 차지하지만 이러한 댐은 미국 전력 공급을 유지하는 데 필수적입니다.

기후 변화는 다른 지역에서 다른 방식으로 수력 발전에 영향을 미칩니다

전 세계적으로 가뭄은 이미 수력 발전을 감소시켰습니다. 세대. 어떻게 기후 변화는 수력 발전에 영향을 미칩니다 미국에서는 앞으로 각 공장의 위치에 크게 좌우될 것입니다.

녹는 눈이 강의 흐름에 영향을 미치는 지역에서 수력 발전 잠재력은 더 많은 눈이 비로 내리는 겨울에 증가하지만 스노우팩이 덜 남아 있는 여름에는 감소할 것으로 예상됩니다. 용융물. 이 패턴은 미국 서부의 많은 지역에서 발생할 것으로 예상되며, 다년간 가뭄이 악화될 수 있습니다. 일부 수력 발전 생산 감소, 얼마에 따라 저장 용량 저수지가 있습니다.

동북아는 다른 과제를 안고 있습니다. 그곳에서 홍수를 일으킬 수 있는 극심한 강수량은 증가 할 것으로 예상. 더 많은 비는 발전 잠재력을 증가시킬 수 있으며, 더 많은 기존 댐 개보수에 대한 논의 수력발전을 생산합니다. 그러나 많은 댐이 홍수 조절에도 사용되기 때문에 추가 생산 기회가 있습니다. 에너지 오버플로 수로를 통해 물이 방출되면 증가하는 강우량이 손실될 수 있습니다.

미국 남부에서는 강수량 감소 및 가뭄 심화 수력발전 생산량이 감소할 것으로 예상된다.

일부 그리드 운영자는 더 큰 문제에 직면해 있습니다.

이러한 변화가 국가의 전력망에 미치는 영향은 전력망의 각 부분이 어떻게 관리되는지에 달려 있습니다.

균형 당국으로 알려진 기관은 해당 지역의 전력 공급과 수요를 실시간으로 관리합니다.

수력 발전 측면에서 가장 큰 균형 기관은 북서부의 Bonneville Power Administration입니다. 주로 워싱턴, 오리건, 아이다호에 있는 83,000개 댐에서 연간 약 59메가와트시의 전기를 생산할 수 있습니다. Grand Coulee Dam 단지만으로도 충분한 전력을 생산할 수 있습니다. 백만 가구 1.8.

이 지역의 대부분 비슷한 기후를 공유하고 기후 변화를 겪을 것입니다 앞으로도 거의 같은 방식으로. 이는 지역의 가뭄이나 눈이 내리지 않는 해가 동시에 많은 Bonneville Power Administration의 수력 발전 생산자에게 영향을 미칠 수 있음을 의미합니다. 연구원들은 이 지역의 기후가 수력 발전에 미치는 영향을 발견했습니다. 위험과 기회를 동시에 제시 여름 관리 문제를 증가시키면서 겨울 전력 부족을 줄임으로써 그리드 운영자를 위한 것입니다.

수력발전은 필수 5 18 균형 당국과 각 수력 발전소의 수. 로렌 데니스, CC의 BY-ND

중서부에서는 이야기가 다릅니다. Midcontinent Independent System Operator(MISO)는 미네소타 북부에서 루이지애나까지 Bonneville보다 176% 더 넓은 면적에 50개의 수력 발전소를 보유하고 있습니다.

수력 발전소는 다른 시간에 다른 기후와 지역적 영향을 경험할 가능성이 더 높기 때문에 MISO 및 유사하게 광범위한 운영자는 한 지역의 수력 발전 부족을 다른 지역의 발전과 균형을 맞출 수 있는 능력을 가지고 있습니다.

이러한 지역적 기후 영향을 이해하는 것은 전력 공급 계획을 수립하고 전력망 보안을 보호하는 데 점점 더 중요해지고 있습니다.

더 많은 변화가 온다

기후 변화는 수력 발전의 미래에 영향을 미칠 유일한 요소가 아닙니다. 경쟁 요구 이미 영향 물이 전기 생산을 위해 할당되었는지 또는 관개 및 식수와 같은 다른 용도로 할당되었는지 여부.

법과 물 할당도 시간이 지남에 따라 변화하고 저수지를 통해 물을 관리하는 방법을 변경하여 수력 발전에 영향을 미칩니다. 재생 가능 에너지의 증가와 에너지 저장을 위해 일부 댐과 저수지를 사용할 가능성도 방정식을 바꿀 수 있습니다.

미국 전력망 전반에 걸친 수력 발전의 중요성은 대부분의 댐이 여기에 머물 가능성이 있음을 의미하지만 기후 변화는 이러한 발전소가 사용 및 관리되는 방식을 바꿀 것입니다.대화

저자에 관하여

케이틀린 그래디, 토목 및 환경 공학 조교수 및 암석 윤리 연구소 연구원, 펜 스테이트로렌 데니스, 박사 토목 공학 및 기후 과학 학생, 펜 스테이트

이 기사는에서 다시 게시됩니다. 대화 크리에이티브 커먼즈 라이센스하에 읽기 원래 기사.


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