Quando l'energia idroelettrica si esaurisce in un periodo di siccità, gli stati occidentali tendono ad aumentare la produzione di energia - e le emissioni - dai combustibili fossili. Secondo un nuovo studio della Stanford University, la siccità ha causato circa il 10% delle emissioni medie annue di anidride carbonica dalla produzione di energia in California, Idaho, Oregon e Washington tra il 2001 e il 2015.

"L'acqua viene utilizzata nella produzione di elettricità, sia direttamente per l'energia idroelettrica che indirettamente per il raffreddamento nelle centrali termoelettriche, " ha detto lo scienziato del clima Noah Diffenbaugh, il professore della Kara J. Foundation nella School of Earth di Stanford, Energy &Environmental Sciences (Stanford Earth) e autore senior dello studio. "Troviamo che in un certo numero di stati occidentali in cui l'energia idroelettrica svolge un ruolo chiave nel portafoglio dell'energia pulita, la siccità causa un aumento delle emissioni poiché le centrali elettriche a gas naturale o a carbone vengono messe in linea per recuperare il ritardo quando l'acqua per l'energia idroelettrica viene a mancare".

Lo studio, pubblicato il 21 dicembre in Lettere di ricerca ambientale , mostra che le emissioni di anidride solforosa e ossidi di azoto, inquinanti atmosferici che possono irritare i polmoni e contribuire alle piogge acide e allo smog, sono aumentate anche in alcuni stati a causa della siccità. Alcuni dei maggiori aumenti di anidride solforosa si sono verificati in Colorado, Utah, Washington e Wyoming. I maggiori aumenti degli ossidi di azoto si sono verificati in California, Colorado, Oregon, Utah, Washington e Wyoming.

Sfide per diventare carbon-free

In totale, i ricercatori hanno scoperto che i cambiamenti indotti dalla siccità nelle fonti di energia hanno portato a ulteriori 100 milioni di tonnellate di anidride carbonica in 11 stati occidentali tra il 2001 e il 2015. È come aggiungere 1,4 milioni di veicoli all'anno alle strade della regione. Il settore energetico in California, che ha il mandato di diventare carbon free entro il 2045, ha contribuito al totale con circa 51 milioni di tonnellate. Washington, dove si prevede che il legislatore nel gennaio 2019 esamini una proposta per eliminare i combustibili fossili dalla produzione di elettricità entro il 2045, contribuito quasi 22 milioni di tonnellate.

"Per la California, Oregon e Washington, che generano molta energia idroelettrica, gli aumenti indotti dalla siccità nelle emissioni di anidride carbonica rappresentano frazioni sostanziali dei loro obiettivi del Clean Power Plan, " ha detto il ricercatore post-dottorato Julio Herrera-Estrada, autore principale dello studio. Emanato nel 2015, il Clean Power Plan ha stabilito limiti nazionali alle emissioni di gas serra delle centrali elettriche. La politica è stata annullata sotto l'amministrazione Trump, ma secondo Herrera-Estrada, rimane un prezioso punto di riferimento per gli obiettivi che gli stati o il governo federale potrebbero eventualmente fissare per il settore elettrico.

Gli stati occidentali negli ultimi anni hanno subito il tipo di siccità intensa che gli scienziati si aspettano diventino più comuni in molte regioni del mondo mentre il riscaldamento globale continua. La nuova ricerca suggerisce che la mancata preparazione all'impatto sulle emissioni di questi periodi di siccità potrebbe rendere più difficile il raggiungimento degli obiettivi climatici e di qualità dell'aria.

"Per avere un'elettricità affidabile e pulita, devi assicurarti di avere un portafoglio energetico diversificato, in modo tale che le fonti di elettricità a basse emissioni siano in grado di attivarsi durante una siccità quando l'energia idroelettrica non può funzionare completamente, "Ha detto Herrera-Estrada.

Valutare l'Occidente

Gli Stati Uniti occidentali offrono un banco di prova ideale per comprendere le relazioni tra siccità ed emissioni del settore energetico. Oltre ai numerosi dati sulla recente siccità, i ricercatori potrebbero esaminare come cambiano le emissioni con diversi tipi di centrali elettriche di riserva perché gli stati della regione hanno un'ampia varietà di miscele energetiche.

Colorado, Per esempio, tende ad aumentare le centrali elettriche a carbone quando l'energia idroelettrica diminuisce, mentre la California e l'Idaho aumentano la generazione dal gas naturale. Oregon, Washington e Wyoming tendono ad aumentare entrambi. Il Wyoming e il Montana aumentano in parte la produzione di carbone in modo da poter esportare l'elettricità negli stati circostanti che stanno anche vivendo un declino a causa della siccità.

"Per decenni, le persone hanno esaminato gli impatti della siccità sulla sicurezza alimentare e sull'agricoltura, "Herrera-Estrada ha detto. "Siamo meno consapevoli di come esattamente la siccità abbia un impatto sul settore energetico e sulle emissioni inquinanti in modo quantitativo e sistematico".

Gli sforzi precedenti per capire come la siccità colpisce l'elettricità si sono basati principalmente su modelli di centrali elettriche, che richiedono ai ricercatori di fare ipotesi su fattori come l'efficienza degli impianti e le decisioni su come vengono allocate le risorse idriche. Per il documento attuale, gli scienziati hanno analizzato le statistiche riportate dalla U.S. Energy Information Administration e dalla U.S. Environmental Protection Agency.

Secondo Herrera-Estrada, il nuovo studio può aiutare a convalidare i modelli esistenti, che possono quindi essere utilizzati per ottenere un quadro più completo dei rischi associati alla siccità e per informare gli sforzi per ridurre le emissioni indotte dalla siccità.

Ben oltre il West americano, la siccità può portare a simili aumenti delle emissioni in luoghi che normalmente dipendono fortemente dall'energia idroelettrica e si rivolgono al gas naturale, carbone o petrolio quando i corsi d'acqua sono scarsi.

"Altre parti del mondo dipendono dall'energia idroelettrica anche più degli Stati Uniti occidentali, " disse Diffenbaugh, che è anche membro anziano della famiglia Kimmelman presso il Woods Institute for the Environment di Stanford. "I nostri risultati suggeriscono che le regioni idrodipendenti potrebbero dover considerare non solo la generazione primaria ma anche la generazione di riserva per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni, come quelli dell'accordo di Parigi delle Nazioni Unite."