Det intense hetebølge som påvirker en stor del av det europeiske kontinentet, forbundet med den markerte økningen i etterspørselen etter elektrisitet på grunn av utstrakt bruk av klimaanleggutsetter strømnett for driftsforhold særlig tyngende. De siste ukene har det forekommet lokale blackout-hendelser, det vil si midlertidige avbrudd i strømforsyningen, i flere italienske byer. Selv om dette i de fleste tilfeller er ineffektivitet kort varighet, disse episodene fremhever de kritiske problemene ved elektrisitetsdistribusjonsnettene som i perioder preget av eksepsjonelle topper i etterspørselen kan operere nær sine egne. kapasitetsgrensermed en påfølgende økning i risikoen for brutt ned eller avbrudd av tjenesten. Spørsmålet som mange stiller er enkelt: hvorfor under hetebølger blackouts er hyppigere? Svaret involverer flere fenomener som virker samtidig, både på et fysisk og infrastrukturelt nivå.
Hva er årsakene til blackouts?
For å forstå årsakene er det nyttig å huske, i et nøtteskall, veien som elektrisitet tar for å nå hjemmene våre. Etter å ha blitt produsert transporteres elektrisitet over lange avstander høyspent overføringsnett opp til primærstasjonene, hvor spenningen reduseres til nivåene av distribusjonsnett (middels spenning). Herfra, via hovedsakelig underjordiske linjer, når elektrisiteten de sekundære hyttene som forvandler den til lav spenningfor å drive innenlandske og kommersielle brukere.
Under en hetebølge opererer kabler og andre nettverkskomponenter under spesielt tøffe forhold. Passasjen av elektrisk strøm genererer tap på grunn av Joule-effekten, som manifesterer seg i form av termisk energi. Under vanlige miljøforhold spres denne varmen effektivt til utsiden, slik at utstyret fungerer innenfor designgrensene. Når imidlertid luft- eller bakketemperaturen allerede er veldig høy, dissipasjonskapasiteten reduseres og komponentene når raskt deres termiske grenser. For å unngå permanent skade på utstyret, dvs automatiske beskyttelsessystemersom midlertidig kan koble fra en del av nettverket, og forårsake en lokalisert blackout. Ikke desto mindre termisk ekspansjon av materialer og overdreven overoppheting komponenter kan noen ganger forårsake deformasjoner, sprekker eller feilkompromittere integriteten til infrastrukturen. I disse tilfellene krever gjenoppretting av service inngripen fra teknisk personell for å reparere eller erstatte det skadede utstyret.
I tillegg til dette fenomenet er en annen avgjørende faktor: den betydelige øke fra forespørsel av elektrisitet. Faktisk, på de varmeste dagene, øker bruken av klimaanlegg, ventilasjonssystemer og reversible varmepumper, noe som bestemmer belastningstopper spesielt høy, spesielt i de sentrale timene av døgnet. Økningen i strømmen som flyter gjennom linjene fremhever tapene på grunn av Joule-effekten og den påfølgende oppvarmingen av kabler og transformatorer, noe som reduserer bæreevne og øker risikoen for overbelastning. Selv i dette tilfellet kan beskyttelsesenheter gripe inn for å bevare integriteten til infrastrukturen.
I de fleste tilfeller er problemet ikke med nasjonal elektrisitetsproduksjon eller overføringskapasitet, men med lokalt distribusjonsnettsom representerermest sårbare lenken av hele det elektriske systemet. Mye av mellom- og lavspenningsinfrastrukturen er designet i en kontekst preget av betydelig lavere forbrukved en lavere grad av elektrifisering og ved overveiende ensrettede energistrømmer, fra store kraftverk til sluttforbrukere. De siste tiårene har scenariet endret seg dypt endret. Den økende spredningen av klimaanlegg og distribuert generasjon har ført til en betydelig økning i belastninger og mye mer kompleks nettverksstyring enn tidligere. Det er nok å si at det årlige forbruket av strøm i Italia har gått fra ca 115 TWh (terawattimer) på begynnelsen av 1970-tallet og utover 300 TWh de siste årene. I urbane sammenhenger med høy befolkningstetthet, hvor energietterspørselen er svært konsentrert, er disse kritiske problemene enda tydeligere, noe som gjør distribusjonsnettverk mer utsatt for belastningstopper og effekter av ytre temperaturer.
Hvilke land er mest berørt: Økningen i etterspørselen etter elektrisitet
Hetebølger representerer ikke bare en trussel mot folkehelsen, men fører også til en betydelig økning i etterspørselen etter elektrisitet, hovedsakelig på grunn av større bruk av klimaanlegg. For å kvantifisere dette fenomenet har analytikere ved Markedet dukker opp de undersøkte fem år med data om strømforbrukde meteorologiske forholdene og befolkningen i de viktigste landene i verden, med sikte på å evaluere i hvilken grad hetebølger og den økende bruken av klimaanlegg påvirker energibehovet. Studien undersøkte 85 landansvarlig samlet for ca 90 % av det globale elektrisitetsforbruket, sammenligne strømbehovet registrert under 10 % av de varmeste månedene av hvert land med det som er observert i perioder preget av temperaturer nær klimagjennomsnitt.
Resultatene viser at de kraftigste økningene i elektrisitetsbehovet under hetebølger registreres i Hellas, Montenegro, Tyrkiye, Kina Og Mexico. Blant disse inntar Hellas førsteplassen, med en gjennomsnittlig økning i etterspørselen etter elektrisitet lik 38,6 % i perioder preget av eksepsjonelt høye temperaturer. Disse økningene representerer en viktig stressfaktor for elektrisk infrastruktur, som er pålagt å støtte belastninger som er betydelig høyere enn normale driftsforhold.
Kina er også blant landene der høye temperaturer forårsaker en betydelig økning i energibehovet, med mulige konsekvenser forpålitelighet av strømnettet. En studie fokuserte på dette aspektet, som analyserte virkningen av hetebølger på kontinuiteten til elektrisitetstjenesten i landet. Resultatene fremhever at episoder med ekstrem varme fører til en økning i frekvensen av strømbrudd mellom 3,9 % og den 4 %mens deres varighet øker fra 7,9 % til8,3 %. Anslagene utviklet av forskerne indikerer at i mangel av tilstrekkelige intervensjoner for å tilpasse og styrke elektrisitetsinfrastrukturen, kan antallet strømbrudd i Kina til og med øke fra kl. 5,2 % al 12 % einnenfor 2030 og fra 7,4 % al 20,3 % ved 2050.
Hvilke tiltak kan gjøres
Blackout forbundet med hetebølger er ikke uunngåelig, men de kan være betydelige mildnet gjennom en integrert strategi som involverer institusjoner, reguleringsmyndigheter, lokale forvaltninger og operatører av hele strømforsyningskjeden. Ved siden av forbedring og til modernisering av infrastrukturfår en stadig viktigere rolle etterspørselsstyring av elektrisitet. Foretrekk en større fleksibilitet i forbruketved å modulere eller midlertidig utsette ikke-essensielle under belastningstimer, ville det gi rom for dempe topper i etterspørselen og redusere risikoen for overbelastning av nettverket. Dette er ledsaget av energieffektiviseringstiltak og bevisstgjøringskampanjer rettet mot innbyggere og bedrifter, med sikte på å fremme en mer bevisst bruk av strøm i perioder preget av spesielt høye temperaturer. Integreringen av disse tiltakene representerer en av hovedhendlene for å styrke elektrisitetssystemets motstandskraft, slik at det blir mer i stand til å håndtere ekstreme meteorologiske effekter som i en historisk kontekst av klimaendringer er bestemt til å bli stadig hyppigere og mer intense.
Hvordan blackouts påvirker helsetilstander: University of Michigan-studien
Når et strømbrudd oppstår under en hetebølge, er risikoen for Helse av befolkningen kan øke betydelig. Faktisk, i fravær av elektrisitet, svikter essensielle systemer som klimaanlegg i bygninger, med påfølgende rask økning i temperaturer i interne miljøer. Under disse forholdene kan kombinert eksponering for ekstrem varme, både utendørs og innendørs, nå kritiske nivåer.
Denne dynamikken ble analysert i en studie utført av forskere fra Georgia Institute of Technology og avUniversity of Michigansom utviklet en modell for å vurdere risikoen for eksponering for ekstrem varme i scenarier preget av samtidig hetebølger og strømbrudd. Simuleringen involverte ca 2.8 millioner av innbyggere i tre store amerikanske byområder – Atlanta, Detroit Og Phoenix – representativt for ulike klimatiske og infrastrukturelle forhold. Resultatene viser at, i nærvær av disse kombinerte hendelsene, en andel mellom 68 % og den 100 % av bybefolkningen kan være utsatt for høy risiko for relaterte sykdommer al varmeinkludert heteslag, som fremhever hvordan motstandskraften til elektrisitetsinfrastruktur representerer et grunnleggende element for å beskytte folkehelsen i et stadig varmere klima.
