Tegen 2030, Alleen al de opwarming van de aarde zou Chicago ertoe kunnen aanzetten om elke maand van de zomer 12% meer elektriciteit per persoon op te wekken.

Minder dan dat, en de stad riskeert een stroomtekort dat mogelijk drastische maatregelen vereist om stroomuitval te voorkomen, volgens projecties van een model ontworpen door onderzoekers van Purdue University.

Die geschatte stijging is groter dan eerdere prognoses omdat er rekening mee wordt gehouden hoe consumenten tegelijkertijd elektriciteit en water gebruiken. Het model houdt ook rekening met een breder scala aan klimaatkenmerken die van invloed zijn op dit gemengde gebruik, zoals vochtigheid en windsnelheid, voorspellingen nauwkeuriger te maken.

Consumenten gebruiken zowel elektriciteit als water bij het gebruik van een vaatwasser, verwarming van water of landschapsarchitectuur. Steden gebruiken water ook om elektriciteit op te wekken, en elektriciteit om water te behandelen en te distribueren.

Voor een winderige stad als Chicago, windsnelheid is van belang bij het schatten van het elektriciteits- en waterverbruik. Temperatuur kan een grotere rol spelen in het zuidwesten waar droogte voorkomt.

"Meestal werken elektriciteits- en waterbedrijven in silo's. Maar als we de klimaatgevoelige vraag nauwkeurig willen vastleggen, we moeten samen naar elektriciteit en water kijken, " zei Roshanak "Roshi" Nateghi, een Purdue-assistent-professor industriële engineering en milieu- en ecologische engineering.

Nateghi's team werkte samen met Rohini Kumar, een postdoctoraal onderzoeker aan het Helmholtz Center for Environmental Research-UFZ in Leipzig, Duitsland, om het model te ontwikkelen.

In een studie die op 5 maart in het tijdschrift wordt gepubliceerd Klimaatverandering , het samenwerkingsteam paste dit model toe op vijf andere steden in het middenwesten van de VS:Cleveland, Columbus, Indianapolis, Madison en Minneapolis.

Als geheel, het model voorspelde dat het Midwesten 19% meer elektriciteit en 7% meer water zal gebruiken. En dat is alleen in de zomer.

De onderzoekers begonnen met het Midwesten omdat de regio typisch verschillende seizoenen kent, maar het model kan op elke regio worden toegepast.

Hoewel de projecties van het model nog geen rekening houden met bevolkingsgroei of technologische verschuivingen, zoals een toenemend gebruik van elektrische voertuigen, een algemeen basismodel dat nutsbedrijven momenteel gebruiken om de klimaatimpact te voorspellen, houdt alleen rekening met de invloed van temperatuur en neerslag op het elektriciteits- en waterverbruik.

Het model ontwikkeld door Nateghi's lab houdt rekening met die variabelen, evenals relatieve vochtigheid, windsnelheid en grootschalige klimaatverschijnselen, zoals El Niño, wat vaak leidt tot mildere winters in het Midwesten.

"Door deze andere variabelen toe te voegen, wordt het model representatiever voor toekomstige scenario's voor klimaatverandering, " zei Renée Obringer, de eerste auteur van deze studie en een Ph.D. kandidaat in milieu- en ecologische engineering bij Purdu.

Het model maakt gebruik van kunstmatige intelligentie om voorspellingen te doen over de impact van klimaatverandering. Als leeralgoritme het model krijgt jarenlange gegevens van de nutsbedrijven en weerdiensten van een regio en wordt vervolgens getraind om veranderingen in elektriciteits- en watergebruik te voorspellen, gegeven bepaalde scenario's voor klimaatverandering.

Deze scenario's zijn wanneer de temperatuur op aarde tijdens de pre-industriële periode met 1,5 of 2,0 graden Celsius boven de gemiddelde temperatuur stijgt, circa 1881-1910.

Klimaatwetenschappers hebben voorspeld dat de opwarming van de aarde tegen 2030 de drempel van 1,5 C en tegen 2055 de drempel van 2,0 C kan overschrijden.

Dit betekent dat voor Chicago, het beste scenario is dat het elektriciteitsverbruik met 12% toeneemt en het waterverbruik met 4% als de opwarming van de aarde een drempel van 1,5 C overschrijdt. Maar als een drempel van 2,0 C wordt bereikt, dan is het worstcasescenario een stijging van 20% in het elektriciteitsverbruik en een stijging van 6% in het waterverbruik.

"Dergelijke scenario's zijn van fundamenteel belang voor het begrijpen van de gezamenlijke reactie van elektriciteits- en watergebruik op toekomstige veranderingen in klimatologische omstandigheden om te begrijpen in welke mate ons huidige management en onze technologische strategieën moeten worden aangepast aan de toekomstige veranderingen." zei Kumar.

De onderzoekers ontdekten dat gemiddeld voor elke stad die in dit onderzoek werd geanalyseerd, er kan een toename van 10%-20% zijn in elektriciteit en 2%-5% in water tijdens de zomer als gevolg van een opwarmend klimaat.

"Een basismodel dat alleen naar temperatuur en neerslag kijkt, wordt keer op keer gebruikt om beleid te ontwikkelen. er kunnen aanzienlijke tekorten zijn in de water- en elektriciteitsvoorziening omdat deze modellen aanzienlijk hebben onderschat wat de werkelijke vraag zou zijn, ' zei Obringer.

Hoewel er altijd ruimte is voor meer nauwkeurigheid, de onderzoekers zijn van mening dat het nauwkeurigheidsniveau dat door dit model wordt bereikt, het gebruik ervan nu door nutsbedrijven en stadsplanners zou moeten rechtvaardigen om effectiever beleid te vormen.

"Dit model geeft een veel beter beeld van het potentiële risico voor variabiliteit en verandering, ' zei Nateghi.