气候不确定的未来可能会破坏能源系统

据预测，极端天气事件(例如严重的干旱，暴风雨和热浪)将变得越来越普遍，并且已经开始发生。较少研究的是对能源系统的影响以及社区如何避免代价高昂的破坏，例如部分或全部停电。

现在，一个国际科学家团队发表了一项新研究，提出了一种用于设计具有气候适应性的能源系统的优化方法，并可以确保在气候和气候多的情况下，确保社区能够满足未来的能源需求。他们的发现最近发表在《自然能源》上。

“一方面是能源需求-建筑物的需求类型不同，例如供暖，制冷和照明。由于长期的气候变化和短期的极端天气事件，室外环境发生了变化，从而导致了建筑的变化。建筑能源需求”，帮助设计这项研究的伯克利实验室科学家Tianzhen Hong说。“另一方面，气候也会影响能源供应，例如水力，太阳能和风力涡轮机的发电。由于天气情况，能源供应也可能发生变化。”

该团队与瑞士，瑞典和澳大利亚的合作者合作，在洛桑联邦理工学院(EPFL)的科学家的带领下，开发了一种随机鲁棒的优化方法来量化影响，然后使用该数据设计耐气候变化的能源系统。当变量是随机的或不确定的时，经常使用随机优化方法。

领导多尺度能源建模的计算科学家Hong表示：“能源系统的运行时间可以达到30年或更长时间。目前的做法仅是假设当今的典型天气情况;城市规划人员和设计师通常不会考虑未来的不确定性。”在伯克利实验室进行仿真。“未来的气候和天气存在很多不确定性。”

研究中定义的“能源系统”为一组建筑物提供了能源需求，有时还提供了能量存储。供应的能源可能包括来自常规或可再生资源的天然气或电力。这种社区能源系统在美国并不常见，但可以在某些大学校园或商业园区中找到。

研究人员调查了瑞典30个城市的各种情况。他们发现，在某些情况下，某些城市的能源系统将无法产生足够的能源。值得注意的是，气候变化会在总发电量和需求之间造成34%的差距，而在供电可靠性方面下降16%，这种情况可能导致停电。

该研究的主要作者，EPFL太阳能和建筑物理实验室的科学家Dasun Perera表示：“我们观察到当前的能源系统的设计使其对极高的极端天气事件(例如风暴和热浪)高度敏感。“我们还发现，气候和天气的多将导致馈入电网的可再生能源和能源需求出现重大波动。这将使能源需求和发电难以匹配。应对气候变化的影响是将会比我们以前认为的要困难得多。”

作者指出，有35亿人居住在城市地区，消耗了全球三分之二的能源，到2050年，城市地区预计将占世界人口的三分之二以上。他们写道：“支持可再生能源技术整合的分布式能源系统将支持城市环境下的能源转型，并在适应和缓解气候变化方面发挥至关重要的作用。”

Hong领导伯克利实验室的城市科学研究小组，研究城市规模的能源和环境问题。该小组隶属于伯克利实验室的建筑技术和城市系统部门，该部门数十年来一直处于研究提高建筑环境能源效率的前沿。