미국 애리조나주립대학교 연구진은 최신 연구 결과를 바탕으로, 미국 서부 지역 전력 생산과 공급 인프라시설은 반드시 “기후 방어적(climate-proofed)”이어야 하며, 미래 전력난 위험을 감소시킬 수 있어야 한다고 강조하였다.
Matthew Bartos 박사는 “Nature Climate Change “ 최신호에 게재한 논문을 통해, 극도의 고온 또는 가뭄 현상 증가가 예상됨과 동시에, 강우와 대기 온도, 수온, 공기 밀도, 습도의 변화가 동반될 것으로 보인다고 발표하였다. 연구진은 일반적으로 고온건조한 기후에 의한 영향 대응을 위해 기술 발전을 통한 전력 발전소 시스템이 꾸준히 개선되고 있지만, 이러한 환경 조건 변화가 궁극적으로 전력 발전소의 에너지 생산 용량을 상당 수준 저해하는 영향을 미칠 것으로 내다봤다.
Bartos 박사는 ‘기후 변화가 미국 서부 전력 공급에 미치는 영향(Impacts of climate change on electric power supply in the Western United States)’이라는 제목으로, 다음 반세기 내에 부정적인 기후 조건에 특히 취약할 것으로 예측되는 전력 발전소를 학술지에 발표하였다. Bartos 박사는 “전력 발전 분야의 개발 계획을 살펴보면, 전력 공급업체들이 기후 변화 영향을 고려하고 있지 않음을 알 수 있다. 이러한 업체들은 미래 전기 에너지 수요를 대응할 수 있는 자신들의 역량을 과대 평가하고 있는 듯하다”고 말한다.
미국 서부는 인구 증가와 함께 계속되는 기온 증가로 인해 막대한 에너지 수요 증가가 예상되는 지역이다. Bartos 박사가 이끄는 연구팀은, 이에 대응하기 위해 전력 발전소가 전송 용량을 반드시 강화하고 환경 조건 변화에 따른 지역 전력 공급 변화를 확실히 책임질 수 있도록 하는 보호 전략을 수립할 필요가 있다고 강조한다. 또한 연구진은 전력 공급업체들이 다양한 탄력적 신재생 에너지원에 투자를 해야 하며, 새로운 발전 시설을 위한 부지 선택 시의 지역 기후 제약 사항을 고려해야 한다고 덧붙였다.
연구팀은 “미국 서부 전력망에 의해 다양한 에너지 생산 기술의 배열이 사용되었다. 이 중 5가지 기술, 즉 수력, 증기, 풍력, 연소 터빈, 태양 전지를 상대로 연구를 진행하였다. 이를 통해, 일부 전력 생산 기술이 다른 기술에 비해 기후에 대한 탄력성(climate-resilient)이 더 높은 것으로 나타났다. 일반적으로, 신재생 에너지원은 기후 변화 영향에 덜 취약한 것으로 확인되었다. 따라서 더 많은 신재생 에너지원을 활용하는 방안은 더 나은 기후 방어적 전력 인프라 시설 확충에 기여하는 것”이라고 강조하였다.
이번 연구는 미 국립과학재단(NSF)의 ‘물, 지속가능성, 기후 프로그램’의 연구비 지원을 통해 수행되었으며, 해당 연구 결과가 발표된 ‘Nature Climate Change “지(誌)는 기후변화 과학 및 영향, 경제 사회 및 공공 정책의 중요성에 관한 최상위 최첨단 연구 결과들이 수록되는 저명한 국제 학술지이다.
US West's power grid must be prepared for impacts of climate change
Electricity generation and distribution infrastructure in the Western United States must be "climate-proofed" to diminish the risk of future power shortages, according to research by two Arizona State University engineers.
Expected increases in extreme heat and drought events will bring changes in precipitation, air and water temperatures, air density and humidity, write Matthew Bartos and Mikhail Chester in the current issue of the research journal Nature Climate Change.
The authors say the changing conditions could significantly constrain the energy-generation capacity of power plants -- unless steps are taken to upgrade systems and technologies to withstand the effects of a generally hotter and drier climate.
Bartos is a research scientist and Chester is an assistant professor in the School of Sustainable Engineering and the Built Environment, one of ASU's Ira A. Fulton Schools of Engineering. Chester also has an appointment in the School of Sustainability in ASU's Julie Ann Wrigley Global Institute of Sustainability.
In their article "Impacts of climate change on electric power supply in the Western United States," they report that power stations are particularly vulnerable to adverse climatic conditions predicted to occur within the next half-century.
"In their development plans, power providers are not taking into account climate-change impacts," Bartos said. "They are likely overestimating their ability to meet future electricity needs."
The West is expected to see greater energy demand due to population growth and higher temperatures. Bartos and Chester say power plants must strengthen transmission capacity and enact conservation strategies if they are to remain capable of reliably supplying power to the region as conditions change.
Power providers also should invest in more resilient renewable energy sources and consider local climatic constraints when selecting sites for new generation facilities, the authors said.
"Diverse arrays of energy-generation technologies are used by the West's power grid. We are looking at five technologies: hydroelectric, steam, wind and combustion turbines, and photovoltiacs," Chester said.
"We're finding that some power-generation technologies can be more climate-resilient than others. Renewable energy sources are generally less susceptible to climate change impacts. So more use of renewable sources may contribute to a better climate-proofed power infrastructure," he said.
The research conducted by Bartos and Chester in this area has been supported by a grant from the National Science Foundation's Water, Sustainability and Climate program.
Nature Climate Change is a monthly journal dedicated to publishing the most significant and cutting-edge research in the science of climate change, its impacts and wider implications for the economy, society and public policy.
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