Kā liecina Teksasas elektroenerģijas krīze, mūsu infrastruktūra ir neaizsargāta pret ekstremāliem laikapstākļiem

AP foto/David J. Phillip

Valentīna dienā reta arktiskā gaisa uzliesmojums izplatījās pāri ASV centrālajai daļai un Teksasā, pazeminājot temperatūru līdz vienciparu skaitlim un gandrīz izraisot štata elektrotīkla sabrukumu. Valsts, kas pazīstama ar saviem bagātīgajiem enerģijas resursiem, piedzīvoja plaši izplatītas dabasgāzes un elektrības sistēmu atteices, kas aizgāja vairāk nekā četri miljoni teksasiešu dienām bez strāvas.

Tuvākais cēlonis Teksasas tīkla kļūme tagad ir labi saprotams. Ledus temperatūras dēļ elektroenerģijas pieprasījums sasniedza jaunu ziemas rekordu, kas pārsniedza pat ārkārtējo pieprasījuma scenāriju, ko apsvēra štata elektrotīkla operators Teksasas Electric Reliability Council jeb ERCOT. Pēc tam desmitiem dabasgāzes spēkstaciju un dažas vēja turbīnas ātri pārgāja bezsaistē , ievedot Teksasas tīklu krīzē. Lai novērstu visa tīkla darbības pārtraukšanu, ERCOT lika komunālajiem pakalpojumiem uzsākt avārijas strāvas padeves pārtraukumus un atvienot miljoniem klientu.

Zinātnieki joprojām strādā, lai noteiktu, vai strauji sasilst Arktika virza ceļu biežāki polāro virpuļu bojājumi, kas izraisīja Teksasas sasalšanu. Taču mēs zinām, ka klimata pārmaiņas padara ārkārtējus laikapstākļus, piemēram, karstuma viļņus, sausumu, savvaļas ugunsgrēkus un plūdus, biežāk un smagākus. Jebkurš no šiem notikumiem var nospiest mūsu kritisko infrastruktūru līdz lūzuma punktam, kā tas notika Teksasā. Kā mēs varam sagatavoties?

Būs nepieciešama klimata noturība investīcijas līdz 100 miljardiem USD gadā visā pasaulē mūsu infrastruktūrā un kopienās. Taču rūpīga plānošana var palīdzēt mūsu ierobežotajiem resursiem iet tālāk.

Atskatoties atpakaļ, Teksasas problēmas piedāvā vairākas galvenās mācības, kā padarīt gan kritisko infrastruktūru, gan neaizsargātas kopienas visur izturīgākas pret ekstremālām klimata pārmaiņām.

Nākotnes risku novērtēšana

Pirmkārt, ir vērts atzīmēt, ka tīkla kļūme vien neizraisīja intensīvas ciešanas un dzīvības zaudēšanu Teksasas iedzīvotājiem.

Aizsala arī dabasgāzes akas un savākšanas līnijas, uz pusi samazinot gāzes ražošanu un piegādi valsts cauruļvadiem un spēkstacijām, tāpat kā pieprasījumam pieaugot. Citviet ūdens attīrīšanas iekārtām pazuda jauda, ​​un aizsalušas caurules izraisīja ūdens sadales tīklu spiediena zudumu. Aizsalušās brauktuves neļāva iedzīvotājiem droši pārvietoties.

Elastīgas infrastruktūras izveide nozīmē īpašas uzmanības pievēršanu ārkārtējiem notikumiem, kas var vienlaikus sabojāt lielas sistēmas daļas.

Savienojumi starp šīm infrastruktūras sistēmām saglabā apgaismojumu un krānu plūsmu labvēlīgos laikos, bet var sarežģīt kļūmes, kad viss kļūst slikti.

Ekstrēmi laikapstākļi mēdz izraisīt arī vairāku kritisko sistēmu daļu atteici vienlaikus. Šāda veida vienlaicīgas kļūmes ir daudz ticamākas, nekā varētu domāt. Ja katrai 10 spēkstacijām ir 10% atteices iespējamība, bet visas šīs varbūtības ir neatkarīgas, iespēja, ka tās visas sabojāsies vienlaikus, ir bezgalīgi maza (0,00000001%).

Daudz satraucošāka ir 1% iespēja, ka visas 10 spēkstacijas sabojājas uzreiz. Tāpēc noturīgas infrastruktūras izveide nozīmē īpašu uzmanību pievērst ārkārtējiem notikumiem, kas var uzreiz iesist lielas sistēmas daļas, neatkarīgi no tā, vai tā ir ziemas vētra, ugunsgrēks, viesuļvētra vai plūdi.

Visbeidzot, infrastruktūras kļūmes vissliktākā ietekme uz cilvēkiem nav saistīta ar pašu pārtraukumu. Tās rodas no sasalšanas temperatūras, tīra ūdens trūkuma, dzeramā ūdens trūkuma, pārtikas krājumu samazināšanās un bailēm, ka palīdzība var nenākt pietiekami drīz. Tātad ciešanu apjomu nosaka ne tikai infrastruktūras atteices apjoms, bet arī katras kopienas spēja izturēt vētru.

Vēsturiski marginalizētajām kopienām parasti ir vismazākie resursi, lai aizsargātu pret infrastruktūras kļūmēm radītajām cilvēku izmaksām. Teksasā cilvēki, kuri piedzīvoja bezpajumtniekus, visbiežāk tika pakļauti sasalšanas temperatūrai. Patversmes, ko ierobežo sociālās distancēšanās prasības, ātri sasniedza jaudu . Daudzi rajoni ar zemiem ienākumiem bija vieni no pirmajiem, kas saskārās ar strāvas padeves pārtraukumiem . Un krāsaini cilvēki Teksasā ir nesamērīgi pārstāvēti abās grupās.

Ņemot vērā to, kas notika Teksasā un pastāvīgos klimata pārmaiņu draudus visur, kā kopienas var nodrošināt savus vietējos resursus un kritiskās sistēmas, lai novērstu to, ka tas pats notiek tur, kur viņi dzīvo?

Rītdienas noturība sākas tagad

Mums jāsāk ar mūsu infrastruktūras vājākajiem posmiem. Energosistēmas var un vajadzētu padarīt izturīgas pret ekstremāliem laikapstākļiem. Vēja turbīnas darbojas Antarktīdā, gāzes rūpnīcas Albertā un gāzes akas Aļaskā. Laikapstākļu novēršana var būt dārga, taču vispieejamākās darbības, piemēram, vēja turbīnu ieslēgšana ziemā vai siltuma izsekošanas un izolācijas izmantošana, lai novērstu spiediena sensoru sasalšanu dabasgāzes vai atomelektrostacijās, var būt tā vērtas.

Izlemt, cik daudz ieguldīt, lai samazinātu retu notikumu ietekmi, ir sarežģīts aprēķins, taču tas ir atkarīgs ne tikai no notikuma iespējamības, bet arī no tā seku nopietnības.

Tajā pašā laikā mēs nekad nevaram aizsargāt katru savas infrastruktūras collu pret visu iespējamo katastrofu klāstu. Tāpēc mums vajadzētu arī dažādot kritisko resursu, piemēram, elektroenerģijas, piegādi, kur vien iespējams. Bija dabasgāzes spēkstacijas, kas veido divas trešdaļas no Teksasas ražošanas jaudas nozīmīgākais ieguldītājs nodrošināt tur trūkumu. Ja tīklam ir dažādi ģenerēšanas avoti dažādās vietās, no kuriem katrs ir pakļauts dažāda veida galējībām, tas būs izturīgāks pret jebkuru atsevišķu notikumu.

Saistīts stāsts

Lietotājiem, nevis tehnoloģiju vadītājiem, ir jāizlemj, kas ir runas brīvība tiešsaistē Sociālo mediju uzņēmumi ne pārāk labi regulē runu. Tātad, kāpēc mēs to prasām?

Raugoties uz priekšu, jebkurai jaunai infrastruktūrai, kurā mēs ieguldām, ir jābūt gatavai ne tikai mūsdienu klimatam, bet arī klimatam, kas mums būs gadu desmitiem nākotnē. Katram jauninājumam, ko veicam, mums ir jāizlemj, kāds klimata galējību diapazons tam būtu jāspēj izturēt, un jāatzīst, ka pagātne vairs nav drošs ceļvedis nākotnes galējībām.

Attiecībā uz tādām lietām kā, piemēram, cauruļvadi, kuru jaunināšana ir dārga, kad tie jau atrodas uz zemes, bet ir salīdzinoši lēti, lai tos izturētu sākumā, jaunajos projektos ir jāplāno vissliktākais scenārijs, pamatojoties uz klimata prognozēm visā to paredzamā kalpošanas laikā.

Komponentiem, kurus ir vieglāk nomainīt vai modernizēt, vai darbības izmaiņām, piemēram, ūdenskrātuvju darbības izmaiņām pie hidroelektrostaciju aizsprostiem, mēs varam izmantot nogaidīšanas pieeju. Šādos gadījumos mēs varam tērēt mazāk par jauninājumiem, taču mums joprojām ir jāievieš procesi, kas ļaus mums tos veikt, kad kļūs skaidrs, ka tie ir nepieciešami. Gudra sagatavošanās un pielāgošanās var samazināt izmaksas no noturības.

Arī mūsu plānošana nevar beigties ar mūsu sistēmu fizisku nocietināšanu. Neatkarīgi no tā, kādus uzlabojumus mēs veicam elektrotīklā, mums ir jābūt gataviem arī tam, ka tas kādā brīdī atkal neizdosies.

Pagātne vairs nav drošs ceļvedis nākotnes galējībām.

Lai sagatavotos, ir rūpīgi jāizvērtē visi iespējamie elektrotīklu un citu svarīgu sistēmu darbības traucējumi. Katra iemesla dēļ mums ir jāizpēta, kā vienlaicīgu atteici var ietekmēt citas infrastruktūras sistēmas un kopienas. Tīkla kļūmei būs dažādas sekas atkarībā no tā, vai to izraisījis liels aukstums vai liels karstums. Nav universāla risinājuma, kas derētu visiem.

Aukstam laikam sagatavoties nozīmē tērēt naudu, lai nodrošinātu mājas laika apstākļus, lai cilvēki varētu uzturēties silti. Tas nozīmē ūdensvadu izolāciju un nomaiņu, lai tie izturētu aukstumu. Tas nozīmē, ka jāplāno atvērt sasilšanas centrus un izplatīt ūdeni pudelēs. Tas nozīmē nodrošināt ārkārtas transportu cilvēkiem, kuri paļaujas uz elektrību medicīniskai ārstēšanai, piemēram, skābeklim, un izstrādāt stratēģiju bezpajumtnieku sasniegšanai un palīdzībai. Un tas jāsāk ar visneaizsargātākajām kopienām, kurām ir visvairāk ko zaudēt.

Izturība ir vairāk nekā tikai gatavošanās katastrofām. Tā ir iespēja ieguldīt mūsu kopienās labiem laikapstākļiem, kā arī nedienai. Pielāgošanās klimatam ir saistīta ar lielu cenu, taču tā var padarīt mūsu pilsētas apdzīvojamākas, ūdens tīrāku un mūsu mājas drošākas. Bezdarbības izmaksas gan dolāros, gan dzīvībās ir daudz lielākas.

Sāra Flečere ir Stenfordas universitātes docents. Viņa pēta ūdens resursus, infrastruktūras plānošanu un pielāgošanos klimatam. Viņa tvīto plkst @SFletcherH2O .

Džesija Dženkinsa ir Prinstonas universitātes docents. Viņš studē makro mēroga energosistēmu inženieriju un politiku un tvīto plkst @JesseJenkins .

paslēpties