Управление климатическими рисками в контексте изменения климата

Уязвимость и потенциал адаптации к изменению климата в ближайшее время будут определяться социально-экономическими факторами, современной экологической ситуацией, состоянием инфраструктуры, т.е. проблемами, которые существуют в обществе на сегодняшний день, так называемыми «унаследованными проблемами» нежели изменением климата. Для того, чтобы повысить свою устойчивость к изменению климата следует повышать устойчивость процессов развития общества и экономики к изменениям в климатической системе. Уязвимость к изменениям климата, наблюдающиеся сегодня, во многом определяется состоянием тех систем, на которые эти изменения влияют в большей степени. 

Энергетика, наряду с транспортом, строительной отраслью и сельским хозяйством, является одной из наиболее уязвимых отраслей экономики. 

Необходимым этапом для оценки влияния изменений климата на энергетику и разработки рекомендаций по адаптации является оценка климатических рисков и рисков от опасных явлений погоды.

Энергетическая отрасль является одним из основных источников выбросов CO2 в атмосферу, являющимся основным парниковым газом. Этот факт говорит о том, что Беларусь, выполняя свои обязательства по Парижскому соглашению, должна будет в структуре производства электроэнергии переходить на возобновляемые источники энергии (ВИЭ) и на источники с низким уровнем выбросов CO2, т.к. согласно данным Всемирной метеорологической организации более 75% выбросов парниковых газов образуется в результате сжигания ископаемого топлива. По информации Министерства энергетики ВИЭ вырабатывается 400 МВт, из них энергию воды используют установки суммарной мощностью порядка 95,8 МВт, солнца - 154,3 МВт, ветра - 101,1 МВт, биогаза - 30,8 МВт, энергию древесного топлива и биомассы - 8,9 МВт.

Согласно специальному докладу МГЭИК* [4], к 2050 г. прогнозируется увеличение доли источников энергии с низким уровнем выбросов. Возобновляемые источники энергии будут производить в мире 70-85% электроэнергии. Также возможно при производстве электроэнергии увеличение доли ядерных и ископаемых видов топлива с улавливанием и хранением двуокиси углерода (УХУ). 

Оценка рисков от опасных метеорологических явлений 

По оценке МГЭИК*, в течение последних лет наблюдается значимый рост числа ОЯ*, вызвавших экономический ущерб. 

Для оценки влияния будущих изменений климата на энергетическую отрасль были использованы данные наблюдений на метеорологических станциях Витебской, Могилевской и Гомельской областей.

*МГЭИК – межправительственная группа экспертов по изменению климата

*ОЯ – опасные явления погоды

Суммарная повторяемость опасных явлений (опасные дожди (ливни), сильный ветер, град, сильный мороз, жара и т.д.), выраженная в относительных единицах от 0 до 1

Согласно данным метеонаблюдений, наиболее уязвимой к опасным явлениям территорией является Гомельская область, наименее – Могилевская. 

Белгидрометом по методике ФГБУ «ГГО им.А.И.Воейкова» была рассчитана уязвимость Витебской, Могилевской и Гомельской областей к опасным погодным явлениям согласно формуле:

Y=(s/S)*m*t_cp*K_a,

Y – уязвимость от ОЯ;

s – площадь явления;

S – площадь административной области;

m – численность населения административной области;

tcp – время воздействия ОЯ;

Ka – коэффициент агрессивности явления, для основных ОЯ определяемый по таблице 2.

Коэффициент агрессивности установлен по силовому воздействию ОЯ на условную поверхность. Воздействие очень сильного ветра принимается за единицу.

Согласно полученным данным, наибольшая уязвимость от опасных явлений погоды характерна для Гомельской области, что обусловлено более высокой повторяемостью ОЯ на данной территории и большим количеством населения. Наибольший вклад в величину уязвимости вносят очень сильный дождь и очень сильный ветер, а в Могилевской области также шквал. При расчете уязвимости не учитывалась сильная жара, мороз и засуха, т.к. для данных явлений, согласно современным методам наблюдения, наиболее сложно рассчитать продолжительность. 

Оценка рисков от изменения климата

Для количественной оценки уязвимости территории от изменения климата была использована методика расчета климатической уязвимости территории на основе безразмерных климатических индексов, разработанная в Гидрометеорологическом научно-исследовательском центре РФ Оганеcяном В.В. Формула климатической уязвимости выглядит следующим образом:

V_i=(|Tmin|+|Tmax|)/(|Tmin cp.|+|Tmax cp.| )+Pmax/(P cp.)+Vmax/(Vcp.), (4) где

|Tmin|  и|Tmax| – модули значений экстремумов температуры воздуха;

|Tmin cp.|и|Tmax cp.| – сумма модулей средних значений экстремумов температуры воздуха;

Pmax –абсолютный суточный максимум осадков;

P cp. – среднесуточное количество осадков;

Vmax – абсолютный суточный максимум скорости ветра;

Vcp. – среднесутоная скрость ветра.

Безразмерный индекс климатической уязвимости для анализируемой территории изменяется от 32,0 (Сенно) до 45,2 (Житковичи). В среднем по областям наименьшее значение индекса характерно для Могилевской области (35,6), наибольшее – для Гомельской (40,5). Наибольший вклад в значение индекса вносят осадки и температура воздуха. 

Оценка влияния изменений климата на энергетическую отрасль сопредельных территорий Республики Беларусь с территорией России

Современное изменение климата проявляется в росте температуры воздуха, оно сопровождается сокращением продолжительности периода с температурой воздуха 0ºС и ниже и данная тенденция будет отмечаться до конца столетия. Также, в связи с повышением зимних температур воздуха, отмечается снижение числа дней с экстремально низкими температурами и к концу 2050-х гг. такие температуры не будут характерны для Витебской, Могилевской и Гомельской областей. Отмечается тенденция сокращения отопительного периода. Это приведет к изменению структуры энергопотребления: уменьшатся затраты энергоресурсов на отопление помещений. В то же время изменения, которые отмечаются в теплое время года, являются более негативными. Так в теплое время года увеличивается рост температуры воздуха, который в сочетании с возможным дефицитом осадков может привести к уменьшению водных ресурсов, которые доступны для охлаждения ТЭС и АЭС. Увеличение числа суток с температурой воздуха +25°С и более будет негативно сказываться на передаче энергии, т.к. с повышением температуры воздуха передаваемая мощность по ЛЭП снижается, растут потери электроэнергии. При превышении температуры воздуха значения +25°С и выше передаваемая мощность электроэнергии уменьшится на 2,25%/1°С. Помимо уменьшения передаваемой мощности увеличиваются потери на ЛЭП (на 0,4% на 1°С). Особенно критическим является повышение температуры воздуха до +35°С и выше, которая может привести к полному прекращению подачи электроэнергии по ЛЭП из-за высокой вероятности перегрева линий электропередач. Вероятный рост количества зимних осадков и повышение температуры воздуха в зимний период года приведет к увеличению случаев возникновения гололедных явлений, что увеличит вероятность возникновения аварий на ЛЭП.  Изменение индекса дефицита тепла (HDD) указывает на изменение в структуре энергопотребления. Для трех исследуемых областей средняя величина индекса составляла 3300 - 3700°С*сут. К 2030-39 гг. ожидается уменьшение значения дефицита тепла на 360-450°С*сут, к середине столетия – 790-900°С*сут, а к концу столетия индекс HDD уменьшится в два раза по сравнению с базовым значением, т.е. потребление электроэнергии на отопление снизится в два раза по сравнению с уровнем, который отмечается в наши дни. 

 

Прогнозные изменения индекса дефицита холода (CDD) и индекса дефицита тепла (HDD) относительно 1981-2010 гг., °С*сут

Значение индекса дефицита холода (CDD) для исcледуемой территории составляет 90-220°С*сут и изменяется при движении с севера на юг. Потребление электроэнергии на кондиционирование растет и к 2030-2039 годам значение индекса CDD увеличится примерно в полтора-два раза по сравнению с опорным периодом (1981-2010 гг.), а к концу столетия - в три-четыре раза. Таким образом, потребность в кондиционировании зданий и помещений будет расти более интенсивно в дальнейшем. Ожидается значительное увеличение потребления тепла на кондиционирование и сокращение расхода электроэнергии на отопление зданий и сооружений.

Рост индекса CDD и уменьшение HDD приведет к снижению потребления энергии на отопление и увеличение потребления энергии на охлаждение.

Меры по адаптации

Изменения климата, которые наблюдаются в настоящее время уже воздействуют на энергетику страны. На основании проведенной оценки влияния изменений климата для энергетической отрасли, а также подверженности территориям рисков от опасных явлений погоды и изменения климата, Белгидрометом разработаны следующие рекомендации по адаптации:

 - в связи с тем, что на стадии проектирования электростанций проводятся изыскательные мероприятия, которые учитывают климат региона, в котором она будет размещаться, необходимо учитывать будущие изменения климата и те тенденции, которые отмечаются за последние 30 лет;

 - планирование режима работы станции и объема производимой электроэнергии должно опираться на вероятный рост максимальных температур воздуха, числа дней с высокими температурами и ростом температуры холодного периода года, сокращение климатической зимы и отопительного периода, необходима разработка и создание систем охлаждения на станции, которые могут работать в условиях роста температур воздуха, а а также адаптация энергетики в условиях уменьшения потребления тепловой энергии в холодный период года;

 - необходима модернизация ЛЭП, т.к. при эксплутатации и проектировании необходимо учитывать возрастающие погодно-климатические нагрузки, воздействие которых может приводить к значительным потерям при транспортировке электроэнергии, затраты на ремонт ЛЭП, прекращение подачи электроэнергии;

 - в связи с ростом температур будет происходить постепенное увеличение потребления электроэнергии на кондиционирование и существенное уменьшение потребления электроэнергии на отопление. Для минимизации экономических потерь от данных факторов, необходимо изменение структуры энергопотребления, которая на данный момент ориентирована на основное использование энергии в холодное время года;

 - учитывая необходимость адаптации энергетической отрасли к изменению климата, стоит не забывать обязательства Беларуси согласно Парижскому соглашению по снижению выбросов CO2 и прогнозируемому в мире роста возобновляемых источников энергии (ВИЭ). Развитие ВИЭ – один из основных способов адаптации экономики к изменению климата. Для территории Беларуси в качестве альтернативных источников может служить ветроэнергетические и гелиоэнергетические установки, биоэнергетика. По данным министерства энергетики, к 2030 году удельная доля ВИЭ возрастет до 10%;

 - т.к. наиболее уязвимой областью является Гомельская область, то на ее территории необходимо усиление адаптационных мероприятий, в особенности в области перераспределения потребления энергии в течение года, минимизации потерь при передачи энергии по ЛЭП в связи с высокими температурами воздуха в теплый период года.

Для территории Могилевской области помимо основных тенденций изменения климата, характерна высокая ветровая нагрузка на ЛЭП, для Витебской – сильные осадки.

Планы адаптации к ожидаемым изменениям климата в 21 веке должны быть взаимосогласованы как на отраслевом уровне, так и на региональном.