L'avenir essentiel de l'hydroélectricité est assombri par les sécheresses, les inondations et le changement climatique

l'hydroélectricité est essentielle2 5 18 Le niveau d'eau du lac Powell a chuté au milieu d'une sécheresse de deux décennies. L'anneau de baignoire blanc sur les parois du canyon marque le déclin. Justin Sullivan / Getty Images

L'eau du lac Powell, l'un des plus grands réservoirs du pays, est tombée si bas au milieu de la sécheresse de l'Ouest que les responsables fédéraux sont recours aux mesures d'urgence pour éviter l'arrêt de l'énergie hydroélectrique au barrage de Glen Canyon.

Le barrage de l'Arizona, qui fournit de l'électricité à sept états, n'est pas la seule centrale hydroélectrique américaine en difficulté.

L'emblématique barrage Hoover, également sur le fleuve Colorado, a a réduit son débit d'eau et sa production d'électricité. La Californie a fermé une centrale hydroélectrique au barrage d'Oroville pendant cinq mois en raison des faibles niveaux d'eau en 2021, et les autorités ont averti que la même chose pourrait arriver dès 2022.

Dans le Nord-Est, un autre type de problème de changement climatique a affecté les barrages hydroélectriques - trop de précipitations en même temps.

Les États-Unis comptent plus de 2,100 XNUMX unités opérationnelles barrages hydroélectriques, avec des emplacements dans presque tous les États. Ils jouent un rôle essentiel dans leurs réseaux électriques régionaux. Mais la plupart ont été construits au siècle dernier sous un climat différent de celui auquel ils sont confrontés aujourd'hui.

À mesure que les températures mondiales augmentent et que le climat continue de changer, la concurrence pour l'eau augmentera et la manière dont l'approvisionnement hydroélectrique est géré au sein des régions et à travers le réseau électrique aux États-Unis devra évoluer. We étude la production hydroélectrique du pays au niveau des systèmes en tant qu'ingénieurs. Voici trois éléments clés à comprendre sur l'une des plus anciennes sources d'énergie renouvelable du pays dans un climat changeant.

L'hydroélectricité peut faire des choses que les autres centrales électriques ne peuvent pas

L'hydroélectricité contribue 6% à 7% de toute la production d'électricité aux États-Unis, mais c'est une ressource cruciale pour la gestion des réseaux électriques américains.

Parce qu'elle peut être activée et désactivée rapidement, l'énergie hydroélectrique peut aider contrôler les variations de l'offre et de la demande d'une minute à l'autre. Il peut également aider les réseaux électriques rebondir rapidement lorsque des coupures de courant se produisent. L'hydroélectricité représente environ 40 % des installations du réseau électrique américain qui peuvent être démarrées sans alimentation électrique supplémentaire pendant une période coupure électrique, en partie parce que le carburant nécessaire pour générer de l'énergie est simplement l'eau contenue dans le réservoir derrière la turbine.

De plus, il peut également servir de batterie géante pour la grille. Les États-Unis ont plus de 40 centrales hydroélectriques à pompage, qui pompent l'eau vers le haut dans un réservoir et l'envoient plus tard à travers des turbines pour produire de l'électricité selon les besoins.


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Ainsi, alors que l'hydroélectricité représente une petite partie de la production, ces barrages font partie intégrante du maintien de l'approvisionnement en électricité aux États-Unis.

Le changement climatique affecte l'hydroélectricité de différentes manières dans différentes régions

À l'échelle mondiale, la sécheresse a déjà réduit l'hydroélectricité génération . Comment le changement climatique affecte l'hydroélectricité aux États-Unis, l'avenir dépendra en grande partie de l'emplacement de chaque usine.

Dans les zones où la fonte des neiges affecte le débit de la rivière, le potentiel hydroélectrique devrait augmenter en hiver, lorsque plus de neige tombe sous forme de pluie, mais ensuite diminuer en été lorsqu'il reste moins de neige à devenir. eau de fonte. Ce schéma devrait se produire dans une grande partie de l'ouest des États-Unis, accompagné d'une aggravation des sécheresses pluriannuelles qui pourraient diminuer une partie de la production hydroélectrique, selon combien capacité de stockage le réservoir a.

Le Nord-Est a un défi différent. Là, des précipitations extrêmes pouvant provoquer des inondations sont devrait augmenter. Plus de pluie peut augmenter le potentiel de production d'électricité, et il y a discussions sur la modernisation de plus de barrages existants pour produire de l'hydroélectricité. Mais comme de nombreux barrages là-bas sont également utilisés pour le contrôle des crues, la possibilité de produire des énergie de cette augmentation des précipitations pourraient être perdues si l'eau est libérée par un canal de trop-plein.

Dans le sud des États-Unis, diminution des précipitations et intensification de la sécheresse sont attendus, ce qui entraînera probablement une diminution de la production hydroélectrique.

Certains gestionnaires de réseau sont confrontés à des défis plus importants

L'effet de ces changements sur le réseau électrique national dépendra de la manière dont chaque partie du réseau est gérée.

Des agences appelées autorités d'équilibrage gèrent en temps réel l'offre et la demande d'électricité de leur région.

La plus grande autorité d'équilibrage en termes de production hydroélectrique est la Bonneville Power Administration dans le Nord-Ouest. Il peut générer environ 83,000 59 mégawattheures d'électricité par an sur XNUMX barrages, principalement à Washington, en Oregon et en Idaho. Le complexe du barrage de Grand Coulée peut à lui seul produire suffisamment d'énergie pour 1.8 millions de foyers.

Une grande partie de cette zone partage un climat similaire et connaîtra le changement climatique à peu près de la même manière à l'avenir. Cela signifie qu'une sécheresse régionale ou une année sans neige pourrait frapper de nombreux producteurs d'hydroélectricité de la Bonneville Power Administration en même temps. Des chercheurs ont découvert que les impacts climatiques de cette région sur l'hydroélectricité présentent à la fois un risque et une opportunité pour les gestionnaires de réseau en augmentant les défis de gestion en été mais aussi en réduisant les pénuries d'électricité en hiver.

l'hydroélectricité est essentielle 5 18 Les autorités d'équilibrage et le nombre de centrales hydroélectriques dans chacune. Lauren Denis, CC BY-ND

Dans le Midwest, c'est une autre histoire. Le Midcontinent Independent System Operator, ou MISO, possède 176 centrales hydroélectriques sur une zone 50% plus grande que celle de Bonneville, du nord du Minnesota à la Louisiane.

Étant donné que ses centrales hydroélectriques sont plus susceptibles de connaître des climats et des effets régionaux différents à des moments différents, MISO et des opérateurs de même portée ont la capacité d'équilibrer les déficits hydroélectriques dans une zone avec la production dans d'autres zones.

Comprendre ces effets climatiques régionaux est de plus en plus essentiel pour la planification de l'approvisionnement en électricité et la protection de la sécurité du réseau, car les autorités d'équilibrage travaillent ensemble pour garder les lumières allumées.

Plus de changement est à venir

Le changement climatique n'est pas le seul facteur qui affectera l'avenir de l'hydroélectricité. Demandes concurrentes influence déjà si l'eau est allouée à la production d'électricité ou à d'autres usages tels que l'irrigation et la boisson.

Les lois et la répartition de l'eau évoluent également avec le temps et modifient la manière dont l'eau est gérée par les réservoirs, ce qui affecte l'hydroélectricité. L'augmentation des énergies renouvelables et la possibilité d'utiliser certains barrages et réservoirs pour le stockage de l'énergie pourraient également modifier l'équation.

L'importance de l'hydroélectricité dans le réseau électrique américain signifie que la plupart des barrages sont susceptibles de rester, mais le changement climatique modifiera la façon dont ces centrales sont utilisées et gérées.La Conversation

A propos de l'auteur

Caitlin Grady, professeur adjoint de génie civil et environnemental et chercheur associé au Rock Ethics Institute, Penn State et Lauren Denis, doctorat Étudiant en Génie Civil et Sciences du Climat, Penn State

Cet article est republié de La Conversation sous une licence Creative Commons. Lis le article original.


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