Um novo estudo sugere que a indústria de energia está subestimando como as mudanças climáticas podem afetar a demanda de eletricidade a longo prazo nos Estados Unidos.

A pesquisa, publicado hoje no jornal Análise de risco , foi liderado pela University at Buffalo e pela Purdue University.

Ele descreve as limitações dos modelos de previsão usados ​​por fornecedores e reguladores de eletricidade para previsões de energia de médio e longo prazo. E descreve um novo modelo que inclui preditores climáticos chave - temperatura média do ponto de orvalho e temperatura máxima extrema - que os pesquisadores dizem apresentar uma visão mais precisa de como as mudanças climáticas irão alterar as demandas futuras de eletricidade.

"Os modelos de demanda de energia existentes não acompanharam nosso crescente conhecimento de como o clima está mudando, "diz o principal autor do estudo, Sayanti Mukherjee, Ph.D., professor assistente de engenharia industrial e de sistemas na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da UB. "Isso é problemático porque pode levar a riscos de inadequação de fornecimento que causam mais cortes de energia, que pode afetar tudo, desde a segurança nacional e a economia digital até a saúde pública e o meio ambiente. "

“A disponibilidade de dados públicos no setor de energia, combinado com avanços na modelagem algorítmica, nos permitiu ir além das abordagens existentes que geralmente apresentam desempenho preditivo ruim. Como resultado, somos capazes de caracterizar melhor o nexo entre a demanda de energia e as mudanças climáticas, e avaliar os riscos futuros de inadequação de abastecimento, "diz o co-autor Roshanak Nateghi, Ph.D., professor assistente de engenharia industrial e engenharia ambiental e ecológica em Purdue.

As limitações dos modelos existentes

A esmagadora maioria dos cientistas do clima prevê que as temperaturas globais aumentarão ao longo do século 21. Espera-se que isso aumente a demanda por eletricidade à medida que mais pessoas recorrem a condicionadores de ar para se refrescar.

Uma das plataformas de modelagem de energia mais comuns usadas para prever a demanda futura de eletricidade - MARKAL, nomeado após MARKet e ALlocation - não considera a variabilidade climática.

Outro modelo econômico de energia comum, o Sistema Nacional de Modelagem de Energia, ou NEMS, considera o clima. Contudo, é limitado a graus-dias de aquecimento e resfriamento. Um grau-dia de aquecimento é definido como um dia em que a temperatura média está acima de 65 graus Fahrenheit (18 graus Celsius). Um grau-dia de resfriamento é quando a temperatura média está abaixo de 65 graus.

Embora existam diferentes maneiras de medir graus-dia de aquecimento e resfriamento, eles são mais frequentemente calculados adicionando a alta temperatura do dia à baixa temperatura do dia, e depois dividindo a soma por dois. Por exemplo, uma temperatura máxima de 76 graus e uma mínima de 60 graus resultam em uma temperatura média de 68 graus.

O problema dessa abordagem, Mukherjee diz, é que não leva em consideração o tempo. Por exemplo, poderia ser 76 graus por 23 horas e 60 graus por uma hora - mas a temperatura média naquele dia ainda seria registrada como 68 graus.

"Além disso, a escolha da temperatura exata do ponto de equilíbrio é altamente controversa, e não há consenso da comunidade de pesquisa sobre a melhor forma de selecioná-lo, "diz Mukherjee.

A temperatura do ponto de orvalho é a chave

Para lidar com essas limitações, ela e Nateghi estudaram mais de uma dúzia de medições do tempo. Eles descobriram que a temperatura média do ponto de orvalho - a temperatura na qual o ar está saturado com vapor de água - é o melhor indicador do aumento da demanda de energia. O próximo melhor preditor é a temperatura máxima extrema por um mês, eles dizem.

Os pesquisadores combinaram esses preditores de clima com três outras categorias - o setor (residencial, comercial e industrial) consumindo a energia, dados meteorológicos e dados socioeconômicos - para criar seu modelo.

Eles aplicaram o modelo ao estado de Ohio e descobriram que o setor residencial é mais sensível às variações climáticas. Com um aumento moderado na temperatura do ponto de orvalho, a demanda de eletricidade pode aumentar em até 20%. A previsão salta para 40 por cento com um aumento acentuado.

Por comparação, a Comissão de Utilidade Pública de Ohio (PUCO), que não considera as mudanças climáticas em seus modelos, prevê aumentos de demanda residencial de menos de 4 por cento até 2033.

É semelhante no setor comercial, onde os pesquisadores dizem que a demanda pode aumentar para 14 por cento. Novamente, As projeções da PUCO são mais baixas, 3,2 por cento. O setor industrial é menos sensível à variabilidade da temperatura, Contudo, pesquisadores dizem que a demanda ainda pode exceder as projeções.

Durante os meses de inverno, variações entre os modelos são menos significativas. Isso é devido, em parte, à porcentagem relativamente baixa (22,6%) de residentes de Ohio que aquecem suas casas por meio de eletricidade.

Embora o estudo se limite a Ohio, pesquisadores dizem que o modelo pode ser aplicado a outros estados. Para comunicar os resultados, os pesquisadores usaram mapas de calor, que fornecem um resumo visual imediato dos dados representados por cores. A ideia, eles dizem, é informar melhor os tomadores de decisão com informações precisas e fáceis de entender.