Воздействие изменения климата на энергетику в Регионе Балтийского моря (РБМ)

Изменение климата может оказывать как положительное, так и отрицательное воздействие на развитие энергетики. Данный раздел посвящен анализу воздействия изменения климата на потребность в отоплении и охлаждении, а также влиянии изменения климата на возобновляемые источники энергии.

Сводная информация на основе выявленных сценариев представлена в
таблице 1. Более подробную информацию по каждому подразделу или исследованию, можно получить по ссылкам внизу таблицы. Советы по интерпретации информации содержатся в примере Швеции (ссылка справа, на английском языке).

Таблица 1. Влияние изменения климата на энергетику в странах-участницах проекта «Балтийский Климат» - сводная информация на основе выявленных сценариев на основе различных научных источников
(↑↑ значительное повышение; ↑ незначительное повышение; ↓↓ значительное снижение; ↓ незначительное снижение; ○ отсутствие или несущественное изменение; ~ последствие очень неопределенное; ~↑ последствие неопределенное, увеличивающаяся тенденция; ~↓ последствие неопределенное, снижающаяся тенденция; ─ не включено в исследование)

Воздействие изменения климата на: SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Производство гидроэлектроэнергии
Потенциал гидроэлектроэнергии ↑ (↑↑)
Ресурсы для производства ветряной электроэнергии ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑
Производство ветряной электроэнергии
Потребности в отоплении и охлаждении Зима: ↓ Лето: ↑
Потребности в отоплении ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓
Потребности в охлаждении ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ 

Более подробная информация, включая примеры воздействия изменения климата из различных научных работ / отчетов, представлена в следующих разделах:

Производство гидроэлектроэнергии (Скандинавия)

В отчете Европейского агентства по вопросам окружающей среды (EEA (2008) содержатся результаты исследования по воздействию изменения климата на производство гидроэлектроэнергии в Скандинавии. Климатические данные двух региональных циркуляционных моделей (HadAM and ECHAM) были использованы с учетом SRES B2 сценария на период 2070-2100 годы (также использовались данные наблюдений в 1961-1990 годах). Тем не менее, информация о проведении моделирования или оценки отсутствует.

На рисунке 1 представлено планируемое производство гидроэлектроэнергии в РБМ. Ожидается, что уровень производства гидроэлектроэнергии останется на прежнем значении или увеличится во всех регионах Швеции и Финляндии в будущем. Обычно модель ECHAM демонстрирует более высокие данные развития гидроэлектроэнергетики по сравнению с моделью HadAM. Обобщенный подход к производству гидроэлектроэнергии в РБМ с учетом результатов исследования Европейского агентства по вопросам окружающей среды EEA (2008) представлен в таблице 2.
 

 


Рисунок 1.  Ожидаемые изменения, вызванные изменением климата, в производстве гидроэлектроэнергии в Скандинавии
(рисунок. 7.8, Европейское агентство по вопросам окружающей среды EEA (2008))

Таблица 2. Обобщенный взгляд на производство гидроэлектроэнергии
(↑ незначительное повышение; ─ не включено в исследование)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Изменение ─ 

Назад к списку подразделов

 

Производство гидроэлектроэнергии (Швеция)

Подготовленный Шведской Комиссией по Климату и Чувствительности (2007) отчет содержал результаты исследования воздействия изменения климата на гидроэнергетику. Симуляция притока воды, обозначенной как энергия, в основных реках Швеции за период 2071-2100 годы по сравнению с периодом 1961-1990 годы использовалась для оценки потенциала развития гидроэнергетики в стране (RCAO-H/A2, RCAO-H/B2, RCAO-E/A2 и RCAO-E/B2) (Рисунок 2). Расчеты проводились с применением модели EMPS, подразумевающей различное состояние системы в зависимости от погодного года (из того же источника)


В соответствии с симуляцией ожидается увеличение производства гидроэлектроэнергии на 7-22% (климатический сценарий SRES B2) или 10-31% (климатический сценарий SRES А2) (Годе и др., 2007). На северных реках, производящих наибольшее количество энергии в настоящее время, прирост будет максимальным. Обобщенный подход к оценке потенциала гидроэнергетики и производству гидроэлектроэнергии в РБМ с учетом отчета Шведской Комиссией по Климату и Чувствительности (2007) представлен в таблице 3.




Рисунок 2. Четыре климатических сценария ежегодного увеличения (в %) потенциала гидроэнергетики в период 2071-2100 годы по сравнению с периодом 1961-1990 годы (рисунок 4.16, Шведская Комиссия по Климату и Чувствительности (2007))

Таблица 3. Обобщенный взгляд на потенциал гидроэлектроэнергии
(↑↑ значительное повышение; ↑ незначительное повышение; ─ не включено в исследование)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Изменение ↑ (↑↑) ─ 

Назад к списку подразделов

 

Ресурсы для производства ветряной энергии (Северная Европа)

Приор и др. (2005) проанализировали потенциал производства энергии ветра в Северной Европе, используя региональные климатические модели. Ученые применили модель RCAO четырехкратной дневной выработки энергии ветра для расчета: средней скорости ветра, процентили распределения ветра, максимальную скорость ветра, направления ветра, распределение Вейбулла и плотность распределения энергии, пространственные и температурные автокорреляционные функции. Результаты исследования показали изменение в средней скорости ветра, производимой энергии и 90-й процентиль скорости ветра в период 2071-2100 годы и базовый период (1961-1990 годы) (рисунок 3). Симуляция RCAO A2 была опробована для двух наборов начальных условий: ECHAM4/OPYC3 и HadAM3H.

Ожидается, что для Балтийского моря начальные условия ECHAM4/OPYC3 принесут большее изменение, чем условия HadAM3H. Средняя скорость ветра увеличится на 10-15% (модель ECHAM4/OPYC3) или 5-10% (модель HadAM3H) соответственно. Средняя плотность энергии должна увеличится на 30-45% (модель ECHAM4/OPYC3) или 15-30% (модель HadAM3H) соответственно. Симуляции скорости ветра и плотности энергии для материка РБМ имеют примерно одинаковые результаты: от -5 до 10% и от 5 до 30% увеличение скорости ветра и плотности ветра соответственно. Обобщенный подход к будущему ветряной энергии в РБМ с учетом результатов исследования Приора и др. (2005) представлен в таблице 4.

 

Рисунок  3. Изменения средней скорости ветра (a), плотности распределения энергии (b) и  90-й процентили распределения ветра (c) между контрольным значением и симуляцией RCAO на 2071-2100 годы с использованием сценария A2 и условий ECHAM4/OPYC3. (d), (e) и (f) то же, что и (a) - (c) для условий HadAM3H. Значение 0,1 обозначение десятипроцентное увеличение при использовании сценария А2 (рисунок 6, Приор и др. (2005)) (Нажмите для увеличения)

Таблица 4. Обобщенный взгляд на среднюю скорость ветра и плотность энергии
(~↑ последствие неопределенное, увеличивающаяся тенденция; ─ не включено в исследование)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Изменение ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ ~↑ 

Назад к списку подразделов

 

Производство ветряной энергии (Швеция и Финляндия)

Воздействие изменения климата на производство энергии ветра было оценено в Скандинавском Энергетическом Исследовании (2007). Региональное производство ветряной энергии было спрогнозировано на период 2070-2100 годы с учетом двух климатических сценариев Hadley B2 и Max Planck B2 (период 1961-1990 годы выступил в качестве базового).

Модель Hadley B2 продемонстрировала отсутствие существенных изменений в производстве энергии ветра, в то время как модель Max Planck B2 показала десятипроцентный рост производства ветряной энергии. Обобщенный подход к будущему ветряной энергии в РБМ с учетом анализа Скандинавского Энергетического Исследования (2007) представлен в таблице 5.

Таблица 5. Обобщенный взгляд на производство энергии ветра
(↑ незначительное повышение; ─ не включено в исследование)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Изменение ─ 

Назад к списку подразделов

 

Потребности в отоплении (Швеция)

Отчет Шведской Комиссии по Климату и Чувствительности (2007) содержит результаты исследования потребности шведских жилых и деловых помещений. Исследование проводилось с применением климатического сценария RCA3-E A2 и находящегося в настоящее время в собственности имущества. Воздействие изменения климата по потребности в отоплении были определены с помощью предположения о линейной зависимости градусо-дней для системы отопления и потребности в энергии. Количество градусо-дней в XXI веке сравнивалось с базовым периодом 1961-1990 годами. Европейский Союз (ЕС) поставил цель оптимизировать количество потребляемой энергии в строительстве и частном секторе. Для Швеции это означает оптимизацию потребления энергии на 30% к 2020 году. Данное энергетическое исследование оценки потребности в отоплении подразумевает выполнение задачи по оптимизации потребления энергии в ЕС.

Результаты исследования показали сокращение потребности в отоплении в Швеции на 28, 32 и 7% к 2020, 2050 и 2080 годам соответственно, при условии выполнения задачи по оптимизации потребления энергии в ЕС (Рисунок 4). Если достижению поставленной ЕС цели не будет уделяться должное внимание, а будет учитываться только воздействие изменения климата, то сокращение потребления энергии также будет иметь место, но более медленными темпами.

Рисунок 4. Изменение градусо-дней для системы отопления и оптимизация в отоплении  потребностей  в XXI веке (на основе климатического сценария RCA3-EA2, рисунок 4.21, Шведская Комиссия по Климату и Чувствительности (2007), Шведский Исследовательский Институт Окружающей Среды IVL (2007))

Назад к списку подразделов

 

Потребности в отоплении и охлаждении (Финляндия)

Хансон и др. (2007) построили модель потребления электроэнергии с учетом изменения климата в Финляндии на следующие 100 лет. Ученые использовали модель, учитывающую градусо-дни для системы охлаждения (ГДСОх) и системы отопления (ГДСОт), а также ежемесячное потребление энергии. Колебания  ГДСОх и ГДСОт применяли в модели для описания роста или сокращения ежемесячного потребления электричества или газа. В исследовании были использованы четыре климатических сценария: SRES A1FI, A2, B2 и B1.

Результаты данного исследования в Финляндии (30-летний среднемесячный показатель потребления электроэнергии по отношению к базовому периоду 1961-1990) показывают сокращение потребления электроэнергии в зимний период и пятипроцентный рост потребления летом в 2080е годы (рисунок 5). Обобщенный подход к оценке потребности в отоплении и охлаждении в Финляндии с учетом результатов исследования Хансона и др. (2007) представлен в таблице 6.

Рисунок  5. Ежемесячное потребление энергии в Финляндии с использованием модели ГДСОх и ГДСОт для 4 климатических сценариев SRES A1FI, A2, B2 и B1 для базового периода (1961-1990 годы), 2050-х и 2080-х годов (рисунок 3, Хансон и др. (2007)) (Нажмите для увеличения) 

Таблица 6. Обобщенный взгляд на потребность в отоплениии охлаждении
(↑ незначительное повышение; ↓ незначительное снижение; ─ не включено в исследование)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Изменение Зима: ↓ Лето: ↑ ─ 

Назад к списку подразделов

 

Потребности в отоплении и охлаждении (Европа)

Потребности в отоплении и охлаждении в Европе были изучены группой ученых во главе с Эскеландом (2009). Они учитывали потребности в отоплении и охлаждении. Микроэкономическая модель, учитывающая воздействия и адаптацию, была разработана. Для оценки модели и учета воздействий, вызванных изменением климата, требовались следующие начальные данные: потребление электроэнергии домашними хозяйствами (на человека), цены на электроэнергию (или тарифы), налоги на потребление электроэнергии, доход (на душу населения), статистические данные о градусо-днях для системы охлаждения (ГДСОх) и системы отопления (ГДСОт) в предыдущие периоды. Изменения климата были оценены на основе эмпирических данных (E-SDS) модели SRES A1b. Результаты исследования для РБМ представлены в таблице 7. Более общий подход к оценке потребностей РБМ в отоплении и охлаждении, учитывающий результаты исследования Эскеланда и др. (2009) представлен в таблице 8 и таблице 9.

Таблица 7.  Изменение градусо-дней для системы охлаждения (ГДСОх) и системы отопления (ГДСОт) до и после изменения климата в XXI веке (климатический сценарий A1b на основе таблицы 2b, Эскеланд и др. (2009))

Страна ГДСОх (до) ГДСОх (после) ГДСОт (до) ГДСОт (после)
Эстония 5 14 4128 3215
Финляндия 1 1 4601 3654
Германия 56 133 3022 2150
Латвия 21 53 4132 3181
Литва 45 102 4194 3163
Швеция 8 18 3904 3081


Таблица 8. Обобщенный взгляд на потребность в отоплении
(↓↓ значительное снижение; ─ не включено в исследование)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Изменение ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ ↓↓ 


Таблица 9. Обобщенный взгляд на потребность в охлаждении
(↑↑ значительное повышение; ○ отсутствие или несущественное изменение; ─ не включено в исследование)

  SWE FIN EST LAT LIT RU GER
Изменение ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ ↑↑ 

Назад к списку подразделов


Сценарии воздействия по другим секторам:

» Сельское хозяйство
» ЖКХ и водоснабжение
» Экономика
» Лесное хозяйство
» Здравоохранение
» Окружающая среда