由于巴西的主要能源资源是可再生能源,且与气候因素直接相关,因此巴西是最有可能受到气候变化影响的国家之一。鉴于巴西的水电存储能力高,且其可再生资源具有很强的季节性模式,引入季节性抽水蓄能 (SPHS) 可以帮助缓解这些挑战。为此,提出了一种将动态系统优化模型 MESSAGEix 与区域气候模型模拟相结合的方法,称为巴西电力系统 MESSAGEix 模型 (BESMM)。该模型具有详细的水电表示,能够将三种气候变化情景的数据与该国的能源系统相结合。气候变化为这种方法带来了新的维度,因为有证据表明巴西可变可再生资源的季节性不平衡正在加剧。BESMM 结果表明,SPHS 可以在 RCP 2.6 情景下实现 2100 年 100% 可再生能源矩阵以及在 RCP 4.5 和 RCP 8.5 情景下增强可再生能源禀赋方面发挥根本作用。与不采用 SPHS 的情景相比,预计采用 SPHS 的情景下二氧化碳排放量将减少高达 68%。
中亚地区面临着重大的能源和水资源安全挑战。从技术上讲,如果灌溉用水和发电用水之间不存在时间上的不匹配,帕米尔山脉和天山山脉的水资源足以满足该地区各国的需求。下游国家在夏季需要农业用水,而上游国家则主要在冬季需要水力发电。借助开源 MESSAGEix 能源系统优化建模框架,我们研究了该地区到 2050 年的可再生能源转型,考虑了创新的长期水和能源存储解决方案,以在不同季节对水和能源资源进行最佳管理。建模方法表明,拟议的“双重水和能源存储方案”在上游和下游地区采用两种不同的水文循环,可以保证上游国家在冬季有足够的水用于发电,同时确保下游在夏季有足够的水用于灌溉。该方案在经济上是可行的,经过进一步的详细分析和地缘政治考虑,它可以改善能源安全和水资源管理,实现中亚地区的可持续发展目标。