Kiwango cha maji katika Ziwa Powell kimekuwa kikishuka wakati wa ukame wa miongo miwili. Pete nyeupe ya 'bafu' kwenye kuta za korongo inaashiria kupungua. Picha za Justin Sullivan / Getty
Maji katika Ziwa Powell, mojawapo ya hifadhi kubwa zaidi ya taifa, yamepungua sana katikati ya ukame wa Magharibi kwamba maafisa wa shirikisho kutumia hatua za dharura ili kuepuka kuzima nguvu za umeme katika Bwawa la Glen Canyon.
Bwawa la Arizona, ambalo hutoa umeme kwa majimbo saba, si mtambo pekee wa kuzalisha umeme wa maji wa Marekani katika matatizo.
Bwawa la ajabu la Hoover, pia kwenye Mto Colorado, lina ilipunguza mtiririko wa maji na uzalishaji wa nishati. California ilifunga kiwanda cha kufua umeme katika Bwawa la Oroville kwa miezi mitano kwa sababu ya viwango vya chini vya maji mnamo 2021, na maafisa alionya jambo hilo hilo linaweza kutokea katika 2022.
Kaskazini-mashariki, aina tofauti ya tatizo la mabadiliko ya hali ya hewa limeathiri mabwawa ya kuzalisha umeme kwa maji - mvua nyingi sana mara moja.
Marekani ina zaidi ya 2,100 zinazofanya kazi mabwawa ya kuzalisha umeme, pamoja na maeneo katika karibu kila jimbo. Wanacheza majukumu muhimu katika gridi zao za nguvu za kikanda. Lakini nyingi zilijengwa katika karne iliyopita chini ya hali ya hewa tofauti kuliko inavyokabili leo.
Kadiri hali ya joto duniani inavyoongezeka na hali ya hewa inaendelea kubadilika, ushindani wa maji utaongezeka, na jinsi ugavi wa umeme wa maji unavyodhibitiwa ndani ya mikoa na katika gridi ya umeme nchini Marekani itabidi kubadilika. We kujifunza uzalishaji wa umeme wa maji katika ngazi ya mifumo kama wahandisi. Haya hapa ni mambo matatu muhimu ya kuelewa kuhusu mojawapo ya vyanzo vya zamani zaidi vya nishati mbadala katika hali ya hewa inayobadilika.
Nishati ya maji inaweza kufanya mambo ambayo mitambo mingine haiwezi kufanya
Nishati ya maji inachangia 6% hadi 7% ya uzalishaji wote wa nishati nchini Marekani, lakini ni rasilimali muhimu ya kusimamia gridi za umeme za Marekani.
Kwa sababu inaweza kuwashwa na kuzimwa kwa haraka, nishati ya maji inaweza kusaidia kudhibiti usambazaji wa dakika hadi dakika na mabadiliko ya mahitaji. Inaweza pia kusaidia gridi za nguvu haraka kurudi nyuma wakati umeme unatokea. Umeme wa maji ni karibu 40% ya vifaa vya gridi ya umeme vya Amerika ambavyo vinaweza kuanzishwa bila usambazaji wa umeme wa ziada wakati wa Blackout, kwa sehemu kwa sababu mafuta yanayohitajika kuzalisha nguvu ni maji yaliyowekwa kwenye hifadhi nyuma ya turbine.
Kwa kuongeza, inaweza pia kutumika kama betri kubwa kwa gridi ya taifa. Marekani ina zaidi ya mitambo 40 ya kufua umeme wa maji, ambayo husukuma maji kupanda hadi kwenye hifadhi na baadaye kuyatuma kupitia mitambo ya kuzalisha umeme inavyohitajika.
Kwa hivyo, wakati umeme wa maji unawakilisha sehemu ndogo ya uzalishaji, mabwawa haya ni muhimu katika kuweka usambazaji wa umeme wa Amerika.
Mabadiliko ya hali ya hewa huathiri nishati ya maji kwa njia tofauti katika mikoa tofauti
Ulimwenguni kote, ukame tayari umepunguza nguvu za maji kizazi. Vipi mabadiliko ya hali ya hewa huathiri nishati ya maji katika Marekani kwenda mbele itategemea kwa kiasi kikubwa eneo la kila mimea.
Katika maeneo ambayo theluji inayoyeyuka huathiri mtiririko wa mto, uwezo wa kuzalisha umeme kwa maji unatarajiwa kuongezeka wakati wa majira ya baridi kali, wakati theluji nyingi zaidi inaponyesha kama mvua, lakini kisha kupungua wakati wa kiangazi ambapo pakiti ya theluji inapoachwa kuwa kidogo. maji melt. Mtindo huu unatarajiwa kutokea katika sehemu kubwa ya magharibi mwa Marekani, pamoja na ukame unaozidi kuwa mbaya zaidi wa miaka mingi ambao unaweza kutokea kupunguza uzalishaji wa umeme wa maji, kulingana na kiasi gani uwezo wa kuhifadhi hifadhi ina.
Kaskazini mashariki ina changamoto tofauti. Huko, mvua kali ambayo inaweza kusababisha mafuriko iko inatarajiwa kuongezeka. Mvua zaidi inaweza kuongeza uwezo wa kuzalisha umeme, na zipo majadiliano juu ya kurekebisha mabwawa zaidi yaliyopo kuzalisha umeme wa maji. Lakini kwa kuwa mabwawa mengi huko pia hutumiwa kudhibiti mafuriko, fursa ya kuzalisha ziada nishati kutokana na ongezeko hilo la mvua inaweza kupotea ikiwa maji yatatolewa kupitia mkondo wa kufurika.
Kusini mwa Marekani, kupungua kwa mvua na ukame uliozidi zinatarajiwa, jambo ambalo litasababisha kupungua kwa uzalishaji wa umeme wa maji.
Baadhi ya waendeshaji gridi wanakabiliwa na changamoto kubwa zaidi
Athari ya mabadiliko haya kwenye gridi ya taifa ya nishati itategemea jinsi kila sehemu ya gridi inavyosimamiwa.
Mashirika yanayojulikana kama mamlaka ya kusawazisha hudhibiti usambazaji na mahitaji ya umeme katika eneo lao kwa wakati halisi.
Mamlaka kubwa zaidi ya kusawazisha katika suala la uzalishaji wa umeme wa maji ni Utawala wa Nishati wa Bonneville Kaskazini Magharibi. Inaweza kuzalisha takriban saa 83,000 za megawati za umeme kila mwaka katika mabwawa 59, hasa Washington, Oregon na Idaho. Jumba la Bwawa la Grand Coulee pekee linaweza kutoa nguvu za kutosha Majumba milioni ya 1.8.
Sehemu kubwa ya eneo hili inashiriki hali ya hewa sawa na itapata mabadiliko ya hali ya hewa kwa njia sawa katika siku zijazo. Hiyo ina maana kwamba ukame wa kikanda au mwaka usio na theluji unaweza kuwakumba wazalishaji wengi wa nguvu za maji wa Utawala wa Nishati wa Bonneville kwa wakati mmoja. Watafiti wamegundua kuwa hali ya hewa ya eneo hili huathiri nishati ya maji kuwasilisha hatari na fursa kwa waendeshaji wa gridi ya taifa kwa kuongeza changamoto za usimamizi wa majira ya joto lakini pia kupunguza upungufu wa umeme wa msimu wa baridi.
Mamlaka za kusawazisha na idadi ya mitambo ya kufua umeme kwa kila moja. Lauren Dennis, CC BY-ND
Katikati ya Magharibi, ni hadithi tofauti. Opereta wa Mfumo Huru wa Midcontinent, au MISO, ina mitambo 176 ya kufua umeme katika eneo la 50% kubwa kuliko lile la Bonneville, kutoka kaskazini mwa Minnesota hadi Louisiana.
Kwa kuwa vinu vyake vya kuzalisha umeme kwa maji vina uwezekano mkubwa wa kukumbwa na hali ya hewa tofauti na athari za kikanda kwa nyakati tofauti, MISO na waendeshaji mapana vile vile wana uwezo wa kusawazisha upungufu wa umeme wa maji katika eneo moja na uzalishaji katika maeneo mengine.
Kuelewa athari hizi za hali ya hewa ya kikanda kunazidi kuwa muhimu kwa upangaji wa usambazaji wa umeme na kulinda usalama wa gridi ya taifa huku mamlaka za kusawazisha zinavyofanya kazi pamoja ili kuwasha taa.
Mabadiliko zaidi yanakuja
Mabadiliko ya hali ya hewa sio sababu pekee ambayo itaathiri mustakabali wa nishati ya maji. Mahitaji ya kushindana tayari ushawishi iwe maji yametengwa kwa ajili ya kuzalisha umeme au matumizi mengine kama vile umwagiliaji na kunywa.
Sheria na mgao wa maji pia hubadilika kwa wakati na kubadilisha jinsi maji yanavyodhibitiwa kupitia hifadhi, na kuathiri umeme wa maji. Ongezeko la nishati mbadala na uwezekano wa kutumia baadhi ya mabwawa na hifadhi kuhifadhi nishati kunaweza pia kubadilisha mlingano.
Umuhimu wa nishati ya maji katika gridi ya umeme ya Marekani inamaanisha kuwa mabwawa mengi yanaweza kukaa hapa, lakini mabadiliko ya hali ya hewa yatabadilisha jinsi mitambo hii inavyotumiwa na kusimamiwa.
Kuhusu Mwandishi
Caitlin Grady, Profesa Msaidizi wa Uhandisi wa Kiraia na Mazingira na Mshirika wa Utafiti katika Taasisi ya Maadili ya Miamba, Penn State na Lauren Dennis, Ph.D. Mwanafunzi katika Uhandisi wa Kiraia na Sayansi ya Hali ya Hewa, Penn State
Makala hii imechapishwa tena kutoka Mazungumzo chini ya leseni ya Creative Commons. Soma awali ya makala.
Vitabu kuhusiana:
Baadaye Tunayochagua: Kuokoa Mgogoro wa Hali ya Hewa
na Christiana Figueres na Tom Rivett-Carnac
Waandishi, ambao walicheza majukumu muhimu katika Mkataba wa Paris juu ya mabadiliko ya hali ya hewa, wanatoa ufahamu na mikakati ya kushughulikia shida ya hali ya hewa, pamoja na hatua za mtu binafsi na za pamoja.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
Dunia isiyokaliwa: Maisha Baada ya Joto
na David Wallace-Wells
Kitabu hiki kinachunguza matokeo yanayoweza kusababishwa na mabadiliko ya hali ya hewa ambayo hayajadhibitiwa, ikijumuisha kutoweka kwa watu wengi, uhaba wa chakula na maji, na ukosefu wa utulivu wa kisiasa.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
Wizara ya Wakati Ujao: Riwaya
na Kim Stanley Robinson
Riwaya hii inawazia ulimwengu wa siku za usoni unaokabiliana na athari za mabadiliko ya hali ya hewa na inatoa maono ya jinsi jamii inaweza kubadilika kushughulikia shida hiyo.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
Chini ya Anga Nyeupe: Hali ya Wakati Ujao
na Elizabeth Kolbert
Mwandishi anachunguza athari za binadamu kwa ulimwengu wa asili, ikiwa ni pamoja na mabadiliko ya hali ya hewa, na uwezekano wa ufumbuzi wa kiteknolojia wa kushughulikia changamoto za mazingira.
Bofya kwa maelezo zaidi au kuagiza
Upungufu: Mpango wa Kisiasa Zaidi Uliopendekezwa Kugeuza Upepo wa Ulimwenguni
imehaririwa na Paul Hawken
Kitabu hiki kinawasilisha mpango wa kina wa kushughulikia mabadiliko ya hali ya hewa, ikijumuisha masuluhisho kutoka kwa anuwai ya sekta kama vile nishati, kilimo, na usafirishaji.
