Som kraftkrisen i Texas viser, er infrastrukturen vår sårbar for ekstremvær

Foto fra AP/David J. Phillip

På Valentinsdagen spredte et sjeldent utbrudd av arktisk luft seg over det sentrale USA og inn i Texas, og senket temperaturene der til ensifrede og nesten forårsaket at statens strømnett kollapset. En stat kjent for sine rike energiressurser så omfattende feil i naturgass- og elektrisitetssystemer som forlot mer enn fire millioner texanere uten strøm i flere dager.

Den nærmeste årsaken til Texass nettsvikt er nå godt forstått. Kalde temperaturer drev etterspørselen etter elektrisitet til en ny vinterrekord som oversteg selv det ekstreme etterspørselsscenarioet vurdert av statens strømnettoperatør, Electric Reliability Council of Texas, eller ERCOT. Deretter dusinvis av naturgasskraftverk og noen vindturbiner gikk raskt offline , kaster Texas-nettet ut i krise. For å forhindre at hele nettet går ned, beordret ERCOT verktøyene til å sette i gang nødavbrudd og koble fra millioner av kunder.

Forskere jobber fortsatt med å finne ut om det raskt oppvarmende Arktis driver hyppigere sammenbrudd av polarvirvelen, som utløste frysepunktet i Texas. Men vi vet at klimaendringer gjør ekstremvær som hetebølger, tørke, skogbranner og flom hyppigere og mer alvorlige. Enhver av disse hendelsene kan presse vår kritiske infrastruktur til bristepunktet, slik som skjedde i Texas. Hvordan kan vi forberede oss?

Klimamotstandskraft vil kreve investering på opptil 100 milliarder dollar per år globalt i vår infrastruktur og lokalsamfunn. Men nøye planlegging kan hjelpe våre knappe ressurser til å gå lenger.

Når vi ser tilbake, tilbyr Texass problemer flere viktige lærdommer for hvordan man kan gjøre både kritisk infrastruktur og sårbare samfunn overalt mer motstandsdyktige mot ekstreme klima.

Vurdere fremtidige risikoer

For det første er det verdt å merke seg at nettsvikt alene ikke førte til den intense lidelsen og tapet av liv som Texas-innbyggere sto overfor.

Naturgassbrønner og samlelinjer frøs også, og kuttet gassproduksjonen og forsyningen til statens rørledninger og kraftverk i to, akkurat da etterspørselen økte. Andre steder mistet vannbehandlingsanlegg strømmen, og frosne rør førte til at vannfordelingsnettene mistet trykket. Frosne veier hindret beboerne i å ferdes trygt.

Å bygge spenstig infrastruktur betyr å følge nøye med på ekstreme hendelser som kan knekke store deler av systemet på en gang.

Forbindelsene mellom disse infrastruktursystemene holder lysene på og kranene flyter i gode tider, men kan forverre feil når ting går dårlig.

Ekstremt vær har også en tendens til å føre til at flere deler av kritiske systemer svikter samtidig. Denne typen samtidige feil er langt mer sannsynlige enn man skulle tro. Hvis 10 kraftverk hver har 10 % sjanse for feil, men alle disse sannsynlighetene er uavhengige, er sjansen for at de alle svikter samtidig uendelig liten (0,00000001 %).

En 1 % sjanse for at 10 kraftverk alle svikter på en gang er langt mer bekymringsfullt. Så å bygge en robust infrastruktur betyr å være nøye med ekstreme hendelser som kan slå store deler av systemet på en gang, enten det er vinterstorm, skogbrann, orkan eller flom.

Til slutt, de verste menneskelige konsekvensene av enhver infrastruktursvikt kommer ikke fra selve strømbruddet. De kommer fra eksponering for frysende temperaturer, mangel på rent vann å drikke, synkende matforsyninger og frykten for at hjelpen kanskje ikke kommer raskt nok. Så omfanget av lidelse bestemmes ikke bare av omfanget av infrastruktursvikten, men også av hvert enkelt samfunns evne til å klare stormen.

Historisk marginaliserte samfunn har vanligvis færrest ressurser til å beskytte mot de menneskelige kostnadene ved svikt i infrastrukturen. I Texas var det mest sannsynlig at folk som opplevde hjemløshet ble utsatt for minusgrader. Tilfluktsrom, begrenset av krav til sosial distansering, nådde raskt kapasitet . Mange lavinntektsområder var blant de første som fikk strømbrudd . Og fargede mennesker er uforholdsmessig representert i begge gruppene i Texas.

I lys av det som skjedde i Texas og den pågående trusselen om klimaendringer overalt, hvordan kan samfunn støtte opp sine lokale ressurser og kritiske systemer for å forhindre at det samme skjer der de bor?

Morgendagens motstandskraft starter nå

Vi bør starte med de svakeste leddene i infrastrukturen vår. Energisystemer kan og bør gjøres motstandsdyktige mot ekstremvær. Vindturbiner opererer i Antarktis, gassanlegg i Alberta og gassbrønner i Alaska. Forvitring kan være kostbart, men de rimeligste trinnene, for eksempel vinterisering av vindturbiner eller bruk av varmesporing og isolasjon for å forhindre at trykksensorer fryser ved naturgass- eller kjernekraftverk, kan være vel verdt det.

Å bestemme hvor mye du skal investere for å redusere virkningen av sjeldne hendelser er en vanskelig beregning, men det er en som bør avhenge ikke bare av sannsynligheten for en hendelse, men på alvorlighetsgraden av konsekvensene.

Samtidig kan vi aldri beskytte hver eneste tomme av infrastrukturen vår mot hele spekteret av mulige katastrofer. Så vi bør også diversifisere tilgangen på kritiske ressurser som elektrisitet der det er mulig. Naturgasskraftverk, som utgjør to tredjedeler av Texass produksjonskapasitet, var den viktigste bidragsyteren å forsyne mangelen der. Hvis nettet har en blanding av generasjonskilder på forskjellige steder, som hver er utsatt for forskjellige typer ekstremer, vil det være mer motstandsdyktig mot en enkelt hendelse.

Relatert historie

Brukere, ikke tekniske ledere, bør bestemme hva som er ytringsfrihet på nettet Sosiale medieselskaper er ikke så gode til å moderere tale. Så hvorfor ber vi dem om det?

Fremover må all ny infrastruktur vi investerer i være forberedt på ikke bare dagens klima, men også klimaet vi vil ha flere tiår inn i fremtiden. For hver oppgradering vi gjør, må vi bestemme hvilken rekke klimaekstremer den skal kunne tåle – og erkjenne at fortiden ikke lenger er en sikker guide til fremtidige ekstremer.

For ting som rørledninger, som er dyre å oppgradere når de først er i bakken, men relativt rimelige å forvitre i begynnelsen, bør nye prosjekter planlegge for det verste scenario basert på klimaprognoser over forventet levetid.

For komponenter som er lettere å erstatte eller ettermontere, eller for driftsendringer som å endre reservoardrift ved vannkraftdammer, kan vi ta en avventende tilnærming. I disse tilfellene kan vi bruke mindre på oppgraderinger nå, men vi bør fortsatt sette på plass prosesser i dag som vil tillate oss å lage dem når det blir klart at de er nødvendige. Smart forberedelse og tilpasning kan redusere kostnadene av motstandskraft.

Planleggingen vår kan heller ikke ende med å fysisk herde systemene våre. Uansett hvilke forbedringer vi gjør på det elektriske nettet, må vi også være forberedt på at det på et tidspunkt vil mislykkes igjen.

Fortiden er ikke lenger en sikker guide til fremtidige ytterpunkter.

Å være forberedt krever en grundig regnskapsføring av alle mulige årsaker til at strømnett og andre vitale systemer kan svikte. Av hver grunn bør vi kartlegge hvordan sammensatte samtidige feil kan påvirke andre infrastruktursystemer og fellesskap. Nettfeil vil ha forskjellige effekter avhengig av om det er drevet av ekstrem kulde eller ekstrem varme. Det er ingen løsning som passer alle.

For kaldt vær betyr beredskap å bruke pengene på å forvitre boliger slik at folk kan holde seg varme. Det betyr isolering og utskifting av vannrør for å tåle kulde. Det betyr å legge planer for å åpne oppvarmingssentre og distribuere flaskevann. Det betyr å tilby nødtransport for folk som er avhengige av elektrisitet for medisinske behandlinger som oksygen, og å ha en strategi for å nå og hjelpe de som er hjemløse. Og det må starte med de mest sårbare miljøene, som har mest å tape.

Resiliens er mer enn bare å forberede seg på katastrofer. Det er en mulighet til å investere i lokalsamfunnene våre for både fint vær og dårlig vær. Klimatilpasning kommer med en høy prislapp, men det kan gjøre byene våre mer beboelige, vannet renere og hjemmene våre tryggere. Kostnaden ved passivitet – både i dollar og liv – er langt større.

Sarah Fletcher er assisterende professor ved Stanford University. Hun studerer vannressurser, infrastrukturplanlegging og klimatilpasning. Hun twitrer kl @SFletcherH2O .

Jesse Jenkins er assisterende professor ved Princeton University. Han studerer makroskala energisystemteknikk og politikk og tvitrer på @JesseJenkins .

gjemme seg