菜单

社会渠道

搜索存档


其他选项
话题

日期范围

直接到您的收件箱,每天或每周摘要最重要的文章,只需在下面输入您的电子邮件。通过输入您的电子邮件地址,您可以根据我们的数据同意您的数据隐私政策

宜人的电站位于俄亥俄河畔
宜人的电站位于俄亥俄河畔。 信用:Inga Spence / Alamy股票照片。
客人帖子
2021年2月15日8:00

帖子:全球变暖是如何制造发电厂产生更少的电力

访客作者

访客作者

02.15.21
访客作者

访客作者

15.02.2021 |上午8:00
客人的帖子 帖子:全球变暖是如何制造发电厂产生更少的电力

煤,天然气和核能发电厂最多世界上的电力必须保持冷却,以便正常运行。然而,随着世界变得更温暖,这将越来越具有挑战性。

来自这些设施的废热通常释放到大气层或附近的水源中。在热浪或干旱期间,过热或缺水使得植物更加难以保持凉爽。

当这种情况发生时,必须对发电厂进行限制,这意味着电力输出被切断。由于人们越来越依赖空调来保持凉爽,这往往正好赶上电力需求高峰。

在一篇新的论文中,发表在环境研究字母,我们发现,在一个温暖的世界中,即将在未来几十年中建造数百个额外的电厂只是为了弥补这种损失的力量。

但是,这不是唯一的选择。如果国家专注于太阳能和风的技术,这会产生更少的排放,并且受到炎热天气的影响较小,电力部门将均为贡献者和气候变化的受害者。

让发电厂保持凉爽

在火电厂,只是30 - 50%储存在煤中的能量,气体或核燃料用于发电。其余的能量被散发为热量 - 而且它很多。

这些工厂通常位于河流或湖泊和使用水在直流或循环冷却系统中去除余热。不断上升的温度降低了这种效率。

在最热的日子里,一些发电厂可能会有它们的输出遏制甚至需要完全关闭,因为它们不能保持冷却。这发生在法国和德国的核电站在2019年的热浪期间。

由于缺乏日常的电厂中断数据,估计发电厂对极端天气的真实世界响应是困难的。

但是,在我们的研究中,我们能够利用所有核电站的能源信息管理中的日常排除数据在美国欧洲电力传输系统运营商网络关于一个子集的具体中断欧盟热电厂

作为下面的图表,这两个数据集在一起使我们能够构建日常电厂容量减少和天气条件之间的观察到的关系。

左侧的数字显示,随着每日高温的增加,平均植物操作能力如何下降。右边的图形显示,在非常低的径流值,例如在干旱期间或非常高的径流值,例如在洪水期间,平均工厂容量下降。

因为我们只有一个小的数据样本()箱子每个面板中的温度和径流分布显示我们数据集中的所有观察到的温度和径流值),我们对植物能力与天气之间的关系的估计存在不确定性。这种不确定性可以在每个面板的灰色阴影区域中看到。

电厂容量与最高日温度以及径流或水的可用性之间的估计关系
电厂容量(灰色区域)与最高日温度(左图)以及径流或水可用性(右图)之间的估计关系。红色和棕色区域显示了2007-2018年历史时期观测到的温度和径流量的分布。来源:Coffel and Mankin(2020)。

图表表明,历史上,热电厂更有可能在炎热的日子里进行输出。例如,当温度超过40℃时,发电厂往往以90-93%的全部容量运行。

这听起来可能不是一个很大的损失,但热浪经常覆盖广泛的领域,意思是数十种发电厂可以同时体验缩减。

结合电力需求的事实最高在这些炎热的日子里,人们打开空调,这有可能导致问题。

全球变暖和电力供应

温度正在上升,热浪正在变成更频繁.在一些地区,这些条件已经接近了人类忍耐的极限。

我们防御危险的炎热天气是空调,随着世界获得更温暖和更丰富,其使用预计飙升。空调已经占了大约10%美国电力使用。

同时,发电厂可能会受到这种极端热量的影响。我们评估了使用温度的投影和径流从套房气候模型在这方面使用政府间气候变化小组(IPCC)第五次评估报告(AR5)。

我们在历史气候下的最热日,1981年至2005年间,估算了电力厂能力,并在2C和4C的全球变暖以上,以上的预工业预热。结果可以在下面的图表中看到,在最热的夏季,容量浸泡。

估计美国核电和欧盟热电厂发电能力的损失在一年中当地最热的一天
估计在今年当地最热日的美国核电和欧盟热电厂发电能力的损失,使用1981 - 2005年(黑线)的历史温度数据和2010年(黄色)和4℃以上的世界预测水平。虚线表示缩减的最大估计,而实线表示平均值。来源:Coffel and Mankin(2020)。

在2℃的变暖时,电厂容量平均抑制约2%,最差的情况下高达4.5%。在4℃下,这大得多,平均下降3.3%,最坏情况下降6.5%。

把这些数字放在大背景下,法国的核能发电量减少了大约2019年8%由于热浪。在气候变暖的未来,这一比例将更大——在9-13%之间。

这种电力供应缺口意味着,在未来的热浪期间,社会运行空调的电力可能会减少,从而增加了与高温有关的疾病的风险。

这些风险的事实在很大程度上下降针对弱势社区意味着,关注电力供应对气候公平和正义的努力尤为重要。

脱碳是双赢的

未来权力限制的影响取决于当今的基础设施决策,具体而言,社会使用热植物产生的电量。

更全球变暖和更多的热发电都会导致更多的限制。

为了评估未来的电力限制,我们将我们的电厂容量的预测与描述可能的轨迹的轨迹减少或增加,全局热发电。

根据我们的分析,使用热电厂生产的电乐动体育app苹果j量是未来限制规模的主要因素。

例如,在一个场景中,热发电主要逐步淘汰并在本世纪末替换为可再生能源 - 如下图中的蓝线所示 - 炎热天的全球限制可以减少超过50%today’s level, despite a greater number of heatwaves.

相比之下,如果未来的热发电增加 - 如下图所示的红线所示 - 在本世纪末到今天的水平超过三倍。

几十年来不同能源系统情景的估计削减。
几十年来不同能源系统情景的估计削减。绿线表示一个场景,在40年后,热电厂退休,没有建造新的。蓝线基于国际能源机构(IEA)可持续性的场景,热电厂的减少显着降低。灰色线表示维持电流热源水平的场景。红线是基于IEA的规定政策的场景,其中各国开展目前的建议,这意味着建立更多的热电厂。来源:Coffel and Mankin(2020)。

由于限制损失的发电能力必须得到赔偿 - 这可能意味着建立更多的发电厂以弥补在其他设施中丢失的能力。

在越来越多的火力发电的情况下,这些限制可能需要125-200千兆瓦(GW)电力的额外发电量 - 到本世纪末等于250至450个平均电力厂。

电力部门是一个原因和气候变化的受害者,但是全球发电受到变暖的影响,非常依赖于社会在不久的将来产生的决定。

可再生技术的进步意味着替代方案可用使用更少的水也较少受到炎热天气的影响。此外,向零碳能源过渡的速度越快,温度上升的速度就越小,恶性循环就越快被打破。

Coffel, E. D.和Mankin, J.S.(2021)火电发电在全球变暖中处于劣势,环境研究快报,doi.org/10.1088/1748-9326/abd4a8

来自这个故事的Sharelines
  • 帖子:全球变暖是如何制造发电厂产生更少的电力
  • 帖子:全球变暖如何威胁世界的电厂

简要

专家分析直接到乐动体育app苹果j您的收件箱。

通过电子邮件获得每日或每周围绕碳简报选择的所有重要文章和论文。乐动体育下载app通过输入您的电子邮件地址,您可以根据我们的数据同意您的数据隐私政策

简要

专家分析直接到乐动体育app苹果j您的收件箱。

通过电子邮件获得每日或每周围绕碳简报选择的所有重要文章和论文。乐动体育下载app通过输入您的电子邮件地址,您可以根据我们的数据同意您的数据隐私政策