Низкоуглеродные энергосистемы могут создавать конфликты из-за воды без умного проектирования

Новое исследование, опубликованное в Nature Sustainability, показало, что использование гидроэлектростанций для выработки низкоуглеродной энергии может создавать проблемы для других секторов экономики, таких как производство продуктов питания, если не применяются умные проектные решения.

Доступ к устойчивой электроэнергии необходим для достижения Целей устойчивого развития ООН, однако более 700 миллионов человек в мире всё ещё не имеют надёжного доступа к электричеству. Возобновляемые источники энергии, такие как гидроэнергетика, ветер и солнце, всё чаще рассматриваются для удовлетворения растущего мирового спроса на электроэнергию и климатических целей. Сегодня крупнейшим возобновляемым источником является гидроэнергетика — на её долю приходится 40%, в то время как на солнечную и ветровую — 55%. Её ключевое преимущество — гибкость: способность быстро включать и выключать генерацию позволяет ей действовать как огромная батарея, балансируя сеть, когда энергии ветра и солнца недостаточно.

Однако исследование под руководством экспертов из Манчестерского университета выявило, что эксплуатация ГЭС исключительно с этой целью может негативно сказаться на других секторах, например, на производстве продовольствия, которые зависят от текущего режима работы большинства плотин — выработки стабильного «базового» уровня энергии. Это подчёркивает, как энергосистемы встроены в сложные природно-социальные системы, где изменения по-разному влияют на воду, продовольствие и окружающую среду.

Исследователи использовали в Гане инструмент проектирования на основе искусственного интеллекта, чтобы показать, как сбалансированные стратегии управления и инвестиций помогают определить оптимальные роли и места для гидроэнергетики, биоэнергетики, солнечной и ветровой энергии. Решение заключается в лучшем проектировании, основанном на стратегическом мышлении в национальном масштабе и тщательном межсекторном анализе. Если с самого начала ставить цель избежать межсекторальных конфликтов из-за изменения режима работы ГЭС и смягчать их с помощью современных методов проектирования на уровне системы, можно найти отличные решения, которые сокращают выбросы и гарантируют другим секторам экономики доступ к воде.

«У Ганы много приоритетов развития наряду со снижением выбросов парниковых газов для выполнения обязательств по Парижскому соглашению, — отметил доктор Эммануэль Обуоби, старший научный сотрудник Совета по научным и промышленным исследованиям Ганы (CSIR). — Это исследование показывает, как различные экологические, экономические и социальные цели могут быть сбалансированы на системном уровне при выборе инфраструктурных инвестиций».