氣候不確定的未來可能會破壞能源系統

據預測，極端天氣事件(例如嚴重的干旱，暴風雨和熱浪)將變得越來越普遍，并且已經開始發生。較少研究的是對能源系統的影響以及社區如何避免代價高昂的破壞，例如部分或全部停電。

現在，一個國際科學家團隊發表了一項新研究，提出了一種用于設計具有氣候適應性的能源系統的優化方法，并可以確保在氣候和氣候多的情況下，確保社區能夠滿足未來的能源需求。他們的發現最近發表在《自然能源》上。

“一方面是能源需求-建筑物的需求類型不同，例如供暖，制冷和照明。由于長期的氣候變化和短期的極端天氣事件，室外環境發生了變化，從而導致了建筑的變化。建筑能源需求”，幫助設計這項研究的伯克利實驗室科學家Tianzhen Hong說。“另一方面，氣候也會影響能源供應，例如水力，太陽能和風力渦輪機的發電。由于天氣情況，能源供應也可能發生變化。”

該團隊與瑞士，瑞典和澳大利亞的合作者合作，在洛桑聯邦理工學院(EPFL)的科學家的帶領下，開發了一種隨機魯棒的優化方法來量化影響，然后使用該數據設計耐氣候變化的能源系統。當變量是隨機的或不確定的時，經常使用隨機優化方法。

領導多尺度能源建模的計算科學家Hong表示：“能源系統的運行時間可以達到30年或更長時間。目前的做法僅是假設當今的典型天氣情況;城市規劃人員和設計師通常不會考慮未來的不確定性。”在伯克利實驗室進行仿真。“未來的氣候和天氣存在很多不確定性。”

研究中定義的“能源系統”為一組建筑物提供了能源需求，有時還提供了能量存儲。供應的能源可能包括來自常規或可再生資源的天然氣或電力。這種社區能源系統在美國并不常見，但可以在某些大學校園或商業園區中找到。

研究人員調查了瑞典30個城市的各種情況。他們發現，在某些情況下，某些城市的能源系統將無法產生足夠的能源。值得注意的是，氣候變化會在總發電量和需求之間造成34%的差距，而在供電可靠性方面下降16%，這種情況可能導致停電。

該研究的主要作者，EPFL太陽能和建筑物理實驗室的科學家Dasun Perera表示：“我們觀察到當前的能源系統的設計使其對極高的極端天氣事件(例如風暴和熱浪)高度敏感。“我們還發現，氣候和天氣的多將導致饋入電網的可再生能源和能源需求出現重大波動。這將使能源需求和發電難以匹配。應對氣候變化的影響是將會比我們以前認為的要困難得多。”

作者指出，有35億人居住在城市地區，消耗了全球三分之二的能源，到2050年，城市地區預計將占世界人口的三分之二以上。他們寫道：“支持可再生能源技術整合的分布式能源系統將支持城市環境下的能源轉型，并在適應和緩解氣候變化方面發揮至關重要的作用。”

Hong領導伯克利實驗室的城市科學研究小組，研究城市規模的能源和環境問題。該小組隸屬于伯克利實驗室的建筑技術和城市系統部門，該部門數十年來一直處于研究提高建筑環境能源效率的前沿。