Compound climate hazards erode energy-system resilience through transmission infrastructure
Questo studio rivela che i rischi climatici composti convergono sempre più sulle infrastrutture di trasmissione globali, dove guasti simultanei su più linee — piuttosto che interruzioni isolate — minano gravemente la ridondanza della rete e l'affidabilità per i clienti, rendendo così la resilienza della trasmissione un prerequisito critico per una transizione verso l'energia pulita di successo.
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Il mondo moderno funziona grazie all'elettricità, ma i cavi che la trasportano sono sempre più vulnerabili alle condizioni meteorologiche. Per decenni, gli scienziati hanno studiato come il cambiamento climatico influenzi le centrali elettriche, temendo che l'aumento delle temperature possa rendere meno efficienti i pannelli solari o che la siccità possa abbassare i livelli d'acqua necessari per le dighe idroelettriche. Tuttavia, un tassello critico del puzzle è stato spesso trascurato: le linee di trasmissione stesse. Queste sono i massicci cavi ad alta tensione che si estendono per migliaia di chilometri, collegando parchi eolici e campi solari remoti alle città dove la gente vive e lavora. Mentre il pianeta si riscalda, il tempo sta diventando più estremo e imprevedibile, minacciando di spezzare queste linee o di abbatterle. Il pericolo non è solo che una tempesta colpisca una singola città; è che diversi tipi di disastri — come incendi boschivi, pioggia congelante e uragani potenti — iniziano a verificarsi negli stessi luoghi e negli stessi momenti, creando una tempata perfetta che potrebbe travolgere l'intera rete.
Un team di ricercatori provenienti da università della Cina, degli Stati Uniti e del Regno Unito ha costruito un nuovo modo per affrontare questo problema. Hanno creato un enorme modello digitale che collega i dati climatici con i dettagli fisici di oltre 500.000 linee di trasmissione in tutto il mondo. Invece di guardare ai pericoli uno alla volta, il loro modello simula come questi diversi pericoli interagiscano tra loro. Si sono posti una domanda semplice ma urgente: se il clima continua a cambiare, quanto è probabile che queste linee falliscano, e cosa succede alle persone che dipendono da esse quando ciò accade? I ricercatori hanno eseguito migliaia di simulazioni al computer per vedere quanto sia probabile che le linee si rompano sotto lo stress di fuoco, ghiaccio e vento, e poi hanno tracciato come queste interruzioni si propagherebbero attraverso la rete, lasciando i clienti senza energia.
I risultati rivelano una realtà sconcertante. Entro la metà di questo secolo, i ricercatori prevedono che tra il 60 e il 73 percento di tutte le linee di trasmissione in tutto il mondo affronterà un rischio significativo di guasto dovuto ad almeno uno di questi pericoli climatici. Questo rischio non è distribuito uniformemente; è concentrato in aree specifiche e su tipi specifici di linee. In alcune regioni, le linee sono più minacciate dalla pioggia congelante, che riveste i cavi di uno strato pesante di ghiaccio. In altre, il pericolo deriva da cicloni tropicali, o in molti luoghi, da incendi boschivi che possono bruciare il terreno sotto le torri o incendiare i cavi stessi. Ciò che rende la situazione particolarmente pericolosa è che questi pericoli stanno iniziando a sovrapporsi. In uno scenario ad alte emissioni, il numero di linee esposte a molteplici pericoli contemporaneamente dovrebbe quasi raddoppiare, passando da circa 43.000 linee nel 2030 a 82.000 verso la metà del secolo. Ciò significa che una singola sezione della rete potrebbe essere colpita da una sequenza di disastri, come un incendio boschivo seguito da un uragano, lasciando l'infrastruttura senza tempo per riprendersi.
Lo studio evidenzia anche come questi guasti fisici si traducano in sofferenza umana. I ricercatori hanno scoperto che, quando le linee falliscono, l'impatto non è casuale. Un numero molto piccolo di linee critiche, se dovesse andare in tilt, può causare carenze di energia per milioni di persone. Nelle simulazioni di regioni in via di sviluppo come la Cina, il Brasile e l'Africa meridionale, il guasto di solo l'uno percento delle linee più importanti è stato responsabile di oltre la metà di tutti i previsti blackout. Inoltre, il problema spesso non è un singolo cavo rotto, ma il fallimento simultaneo di due o più linee. I ricercatori hanno scoperto che quando più linee falliscono contemporaneamente, è molto più probabile che la capacità del sistema di reindirizzare l'energia venga sopraffatta. Nelle reti studiate, questi guasti concomitanti sono stati responsabili di quasi tutti i clienti che hanno perso l'elettricità, rappresentando tra l'89 e il 97 percento dell'impatto totale.
Il tipo di linea che causa maggiori problemi dipende dalla rete locale. In alcuni luoghi, le linee ad altissima tensione che trasportano l'energia su lunghe distanze sono le più critiche; se si rompono, il danno è grave. In altri posti, le linee a media tensione che collegano i quartieri alla rete principale sono gli anelli deboli. I ricercatori hanno scoperto che in Brasile, una singola linea che opera a un livello di tensione media è stata responsabile di aver influenzato più di 220.000 clienti in un anno tipico quando si è guastata. Ciò dimostra che le linee più pericolose non sono sempre quelle più grandi, ma piuttosto quelle che fungono da unico ponte tra una fonte di energia e le persone che ne hanno bisogno. Lo studio ha inoltre osservato che, sebbene ridurre le emissioni possa abbassare alcuni rischi, non li elimina. Anche in uno scenario in cui il mondo limiti significativamente il riscaldamento, una grande parte della rete affronterà comunque gravi minacce, in particolare dagli incendi boschivi, che si prevede diventeranno il principale motore del rischio in molte parti del mondo.
Questi risultati suggeriscono che il modo in cui proteggiamo i nostri sistemi elettrici deve cambiare. Per molto tempo, gli ingegneri hanno progettato le infrastrutture per resistere a eventi specifici e isolati, come una tempesta "una volta ogni 100 anni" o un carico di ghiaccio specifico. Ma la nuova ricerca mostra che questo approccio non è più sufficiente. Poiché il clima sta cambiando, le regole stanno mutando e i pericoli che un tempo erano rari o separati si stanno ora combinando in modi che i progetti tradizionali non possono gestire. I ricercatori sostengono che dobbiamo smettere di pensare alla protezione di singole torri o cavi e iniziare a pensare alla resilienza dell'intera rete. Ciò significa rinforzare i corridoi più critici che collegano diverse regioni, diversificare i luoghi in cui generiamo elettricità affinché un disastro in un posto non lasci tutti al buio, e pianificare la possibilità che più disastri possano colpire in rapida successione. L'obiettivo è costruire un sistema che possa piegarsi senza spezzarsi, garantendo che, al variare del clima, le luci restino accese.
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