Cómo la ciencia y las supercomputadoras pueden ayudar a las empresas de servicios públicos a adaptarse al cambio climático

El norte de Illinois disfruta de cuatro estaciones distintas. Los inviernos son muy fríos y los veranos muy calurosos, por lo que los inviernos son buenos. Las estaciones «hombro» (primavera y otoño) se mueven de manera natural y uniforme dentro y fuera de las otras dos estaciones.

Sin embargo, ese clima está cambiando y las consecuencias son grandes para las personas que viven en el área y la red eléctrica que los sustenta.

ComEd, la compañía eléctrica que proporciona electricidad a 9 millones de personas en el norte de Illinois, el 70% de la población del estado, y el Centro de Resiliencia Climática y Ciencias de la Decisión (CCRDS) del Laboratorio Nacional Argonne del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) publicaron un nuevo informe que muestra que el norte de Illinois a mediados de siglo será cálido y húmedo en todo momento, con hombros largos y temporadas de crecimiento.

El informe, «Perspectiva de adaptación y riesgo climático de ComEd, fase 1: temperatura, índice de calor y viento promedio», es el primer informe CCRDS que se pone a disposición del público. Brinda la información más actualizada sobre cómo el cambio climático puede afectar la red de distribución de ComEd y destaca la necesidad de futuras estrategias amigables con el clima.

CCRDS es un centro nacional ubicado en Argonne que utiliza instrumentos científicos avanzados para brindar información que puede ayudar a las comunidades a identificar vulnerabilidades y prepararse para responder a los desafíos del cambio climático. Las instalaciones clave incluyen el Laboratorio de Visualización de Argonne, el Estudio para la Colaboración Aumentada y la Instalación de Cómputo de Liderazgo de Argonne (ALCF), una instalación utilizada por la Oficina de Ciencias del DOE.

Los autores del estudio analizaron la temperatura, el índice de calor y los huracanes para el período histórico (1995-2004) y el período de mediados de siglo (2045-2054) para evaluar cómo afectará el clima a la región. Estudiaron cómo el cambio climático podría afectar las necesidades energéticas de ComEd y crearon un mapa que muestra algunas partes del país donde el clima actual se parece al clima esperado del norte de Illinois.

«Un clima típico de Saint Louis o Louisville se volverá común en el norte de Illinois en la Edad Media», dijo Jordan Branham, investigador principal de riesgo y resiliencia en la división de Ciencias de Infraestructura y Decisión de Argonne que ayudó a escribir el informe. «Los días en los que la temperatura promedio supere los 93 o 94 grados Fahrenheit serán algo anual, y las altas temperaturas nocturnas brindan poco alivio durante el calor. El aumento en la red eléctrica».

Las mejores prácticas actuales para la planificación de la red se enfocan en el clima pasado, pero el cambio climático requerirá que las compañías eléctricas como ComEd miren hacia el futuro y anticipen un clima sin precedentes, ya que los nuevos eventos climáticos en la región cambian los riesgos que enfrenta ComEd.

Por ejemplo, el clima extremo que crea una mayor demanda de calefacción y aire acondicionado puede poner a prueba los límites del diseño de los equipos de la red, como transformadores y conductores, y puede requerir cambios en el sistema de planificación para garantizar que el sistema de distribución de electricidad pueda satisfacer las necesidades de los clientes. . Otro ejemplo es el crecimiento de las plantas, que puede interrumpir la infraestructura de ComEd y requerir cambios en los sistemas de seguridad.

«Los efectos severos y dañinos del cambio climático ya han comenzado a afectar a nuestra región, y este estudio nos da una idea de lo que está por venir, incluido el calor, el calor y la humedad que traerán nuevos desafíos a la red eléctrica», dijo el director ejecutivo de ComEd. Gil Quiñones. «Nuestros clientes hoy disfrutan de la confiabilidad del almacenamiento de registros a los precios más bajos en Estados Unidos; utilizando la información meteorológica, podemos hacer los ajustes comerciales necesarios para asegurarnos de continuar brindando energía confiable y duradera a nuestros clientes, tal como debería ser la red. para hacer frente a condiciones climáticas extremas y condiciones climáticas extremas, brindando nuevas necesidades a medida que los clientes adoptan vehículos eléctricos y bombas de calor».

El deseo de comprender y prepararse para estos cambios llevó a ComEd a colaborar con los arquitectos e investigadores del CCRDS en el laboratorio de Ciencias Ambientales. El equipo, dirigido por Rao Kotamarthi, científico principal y científico jefe del equipo, realizó observaciones y análisis climáticos. El equipo también utilizó equipos avanzados de ALCF.

Lente transparente, espacio real.

Los modelos meteorológicos más populares, que utilizan las simulaciones climáticas de la Tierra para predecir el futuro, tienen una resolución de 100 km por 100 km. Esto significa que los científicos pueden analizar tendencias en todo el estado pero no permitir detalles regionales.

Los modelos climáticos avanzados de Argonne utilizan supercomputadoras en ALCF para reducir estas variaciones globales. Sus resultados cuentan con una resolución de 12 km por 12 km, lo que significa que puede ver el clima que afecta un área pequeña, como una ciudad. Esa decisión será muy unánime. Los próximos modelos meteorológicos de Argonne tendrán una resolución más cercana a los 4 km por 4 km, lo que se acerca más al tamaño de una gran ciudad o un pequeño pueblo rural.

El nivel de hiperespecificidad es muy útil para ComEd. La compañía eléctrica puede usar esa información para administrar mejor las necesidades de electricidad proyectadas del norte de Illinois, protegerse contra los efectos del cambio climático y continuar brindando energía confiable a los clientes en el norte de Illinois durante las próximas décadas.

ComEd y CCRDS ya comenzaron a trabajar juntos en la segunda fase del estudio. Usarán un método similar para predecir el futuro de otras variables relacionadas con el clima, como inundaciones, lluvia, tormentas, relámpagos y tormentas eléctricas. CCRDS, en asociación con AT&T y la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA), está poniendo a disposición de otras regiones muchas partes de sus modelos climáticos avanzados a través del Portal de Resiliencia y Riesgo Climático.

«La asociación entre Argonne y ComEd es un excelente ejemplo de la importancia de brindar nuestros laboratorios a las empresas y comunidades», dijo Branham. «ComEd ha sido un socio comprometido con garantizar que su red se adapte al cambio climático y sirva fielmente a las personas en los años venideros».