Как экстремальная погода угрожает оборвать линии электропередач в Великобритании и оставить дома без света

Шторм Арвен, названный метеорологической службой Великобритании (Met Office) "одним из самых мощных и разрушительных зимних штормов за последнее десятилетие", обрушился на восточное побережье Шотландии и север Англии в конце ноября 2021 года. Порывы ветра свыше 90 миль в час и поваленные деревья нанесли масштабный ущерб энергетической инфраструктуре. Более миллиона домов остались без электричества, а некоторые были отключены более чем на неделю.

За Арвеном последовали штормы Дадли, Юнис и Франклин в феврале 2022 года. Эти штормы оказали схожее разрушительное воздействие на энергоснабжение Великобритании. Во время шторма Юнис некоторые районы на юго-востоке Англии остались без воды на пять дней, поскольку очистные сооружения лишились электроснабжения. Позже в том же году Великобритания пережила самую интенсивную за всю историю наблюдений волну жары. Температуры до 40℃ поставили национальную энергосистему на грань коллапса.

Доказательства указывают на то, что изменение климата может увеличивать частоту и интенсивность подобных экстремальных погодных явлений. Это подчеркивает необходимость обеспечения готовности и устойчивости энергосистемы страны к будущим погодным аномалиям.

Проблемы с энергоснабжением

Наиболее распространенный тип повреждений затрагивает линии электропередач, по которым электричество поступает от генерации к домам и предприятиям. Это часто связано с перегревом воздушных линий в жаркую погоду или их обрывом и падением на деревья во время шторма. Электрические подстанции, понижающие напряжение для безопасного использования, также могут быть затоплены после сильных дождей или штормовых нагонов. Например, в 2015 году 100 000 жителей Ланкастера остались без электричества из-за повреждения главной подстанции города во время наводнения.

Региональные отключения электроэнергии могут происходить при одновременном выходе из строя множества линий или подстанций. Восстановление может занять несколько дней или даже недель. Экстремальные температуры также вызывают резкий скачок спроса на энергию. Рекордная жара 2022 года привела к прогнозу энергодиспетчеров о 70%-ной вероятности того, что спрос превысит предложение, что привело бы к веерным отключениям.

Угрозы для энергоснабжения

Ожидается, что в будущем Великобритания будет испытывать более разрушительные и частые погодные явления. Так, интенсивность экстремальных осадков, согласно прогнозам, будет увеличиваться примерно на 7% с каждым градусом глобального потепления. По мере роста частоты таких событий будет увеличиваться и вероятность совпадения нескольких экстремальных явлений. Исследования показывают, что одновременные штормы и наводнения могут наносить ущерб в три раза больший, чем одиночные события.

Изменение климата также создает новые угрозы. Волны жары и лесные пожары становятся более частыми в районах, где раньше этой проблемы не было. В 2022 году в Великобритании был зафиксирован один из самых масштабных сезонов лесных пожаров — выгорела площадь около 20 000 гектаров. Исследования разрушительных пожаров в Бразилии и Чили в 2017 году показали, что они снизили способность воздушных линий передавать электроэнергию на 70%. При глобальном потеплении на 2℃ риск лесных пожаров в Великобритании, по прогнозам, удвоится.

Даже политика достижения нулевых выбросов (net-zero), сама по себе являющаяся важной частью борьбы с изменением климата, может создать дополнительную нагрузку на энергосистему. Спрос на электроэнергию будет расти по мере распространения электромобилей и тепловых насосов. Ожидается, что к 2050 году потребление электроэнергии в Великобритании увеличится на 60%. Однако более высокий спрос усилит давление на систему, а растущая зависимость от электричества может усугубить последствия региональных отключений.

Снижение угрозы

Существует несколько способов повысить готовность энергосистемы. Инфраструктура должна строиться с учетом экстремальных погодных условий. Одно исследование показало, что прокладка подземных распределительных линий вместо воздушных кабелей в подверженных ветровым повреждениям прибрежных районах Англии и Уэльса сокращает перебои из-за штормов практически до нуля. Во многих частях страны уже построены противопаводковые сооружения для защиты уязвимых подстанций.

Операторам распределительных сетей и населению необходимо заблаговременное предупреждение о экстремальных событиях и их потенциальном воздействии на энергосистему. Это позволит подготовить меры по смягчению последствий, включая размещение мобильных генераторов в режиме ожидания. Для реализации этого необходимо интегрировать моделирование погоды и климата в процессы энергетического планирования, уделяя особое внимание высокодетальным моделям, способным давать локализованную информацию о времени и месте наибольшего удара стихии.