新模型定量評估加州乾旱對經濟和環境的影響

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2020年7月，由美國國家科學基金會（NSF）資助，北卡羅萊納州立大學（The North Carolina State University）承擔的一項研究定量分析了加利福尼亞州從2012年到2016年的乾旱情況，這是加利福尼亞州歷史上最嚴重的、持續時間最長的乾旱。

在2012—2016年期間，美國加利福尼亞州經歷了被認為是該州歷史上最嚴重的乾旱之一。乾旱對電力部門衝擊很大。該州河流的水量減少表明水利發電的能力減少。這種影響導致對天然氣發電的需求增大，並且增加了電力的成本和二氧化碳的排放。通過對以往的研究發現，主要依賴事後數據的計算和分析，以此來估算2012—2016年乾旱導致的各項成本和二氧化碳排放的評估，這種評估很難對一些不可控制的變量（例如不斷增長的可再生能源、天然氣價格的波動等）進行評估。北卡羅萊納州立大學（The North Carolina State University）的研究人員使用了一種電力系統仿真模型來對2012—2016乾旱期間觀察到的諸多水文數據與二氧化碳、電價等綜合因素集成進行了模擬評估。研究發現乾旱對批發電價的影響不大。相反，天然氣價格卻是直線上漲，2014年影響美國東部大部分地區的極地渦旋事件是天然氣價格上漲的主要原因。加州三家電力公司因乾旱而導致的損失大小不一。總體來講，乾旱期間增加的冷卻需求（電力需求）所造成的經濟損失（38億美元）可能比水力發電損失（19億美元）更大。研究還發現，與之前的一些研究相比，可再生能源在減少因乾旱導致的二氧化碳排放增加方面的潛力可以忽略不計。

在這項研究中，研究人員使用新開發的網格模擬軟體來執行一系列的控制計算實驗，以確定乾旱（及其水文氣象成分）對二氧化碳排放、批發電價和加州公用事業成本的直接影響。為了更好地理解可再生能源的存在如何影響乾旱導致的二氧化碳排放增加的程度，研究人員測試了不同的潛在發電組合，改變了可再生能源的滲透程度。研究結果為2012—2016年乾旱對經濟和環境的影響、對加州電網的影響以及未來在替代電網配置下加州電力系統對乾旱的脆弱性提供了新的見解和思路。

轉載本文請註明來源及作者：中國科學院蘭州文獻情報中心《資源環境科學動態監測快報》2020年第15期，李恆吉 編譯。