È tempo di investire sulle infrastrutture e rendere i nostri sistemi energetici e le nostre comunità più resilienti agli estremi di un clima che cambia.
di Sarah Fletcher e Jesse Jenkins
Il giorno di San Valentino, una profonda irruzione di aria artica, di rara intensità, ha colpito gli Stati Uniti centrali e il Texas, abbassando le temperature a tal punto da far quasi crollare la rete elettrica dello stato. Uno stato noto per le sue abbondanti risorse energetiche ha visto guasti diffusi dei sistemi di gas naturale ed elettricità che hanno lasciato più di 4 milioni di texani senza elettricità per giorni.
La causa immediata del guasto alla rete del Texas è ora ben chiara. Le temperature rigide hanno spinto la domanda di elettricità a un nuovo record invernale che ha superato anche lo scenario di domanda “estremo” considerato dal gestore della rete elettrica dello stato, l’Electric Reliability Council of Texas, o ERCOT. Inoltre, decine di centrali elettriche a gas naturale e alcune turbine eoliche sono andate rapidamento offline, mettendo in crisi la rete del Texas. Per evitare che la situazione collassasse del tutto, ERCOT ha ordinato alle utility di avviare blackout di emergenza e disconnettere di milioni di clienti.
Gli scienziati stanno ancora lavorando per determinare se l’Artico in rapido riscaldamento porterà a irruzioni più frequenti del “vortice polare” che ha provocato il congelamento del Texas. Ma sappiamo che il cambiamento climatico sta rendendo condizioni meteorologiche estreme come ondate di calore, siccità, incendi e inondazioni più frequenti e più gravi. Ognuno di questi eventi può spingere la nostra infrastruttura critica al punto di rottura, come è successo in Texas. Come possiamo prepararci?
La resilienza climatica richiederà investimenti fino a 100 miliardi di dollari all’anno a livello globale nelle nostre infrastrutture e comunità. Ma un’attenta pianificazione può aiutare le nostre scarse risorse ad andare oltre. Guardando indietro, i problemi del Texas offrono diverse lezioni chiave su come rendere le infrastrutture critiche e le comunità vulnerabili ovunque più resistenti agli estremi climatici.
Valutazione dei rischi futuri
Innanzitutto, vale la pena notare che non è stato solo il guasto della rete a portare all’intensa sofferenza e alla perdita di vite umane che i residenti del Texas hanno dovuto affrontare. Anche i pozzi di gas naturale e le linee di raccolta si sono congelati, tagliando della metà la produzione e l’approvvigionamento di gas per i gasdotti e le centrali elettriche dello stato proprio mentre la domanda aumentava. Altrove, gli impianti di trattamento dell’acqua hanno perso energia e i tubi congelati hanno causato una perdita di pressione nelle reti di distribuzione dell’acqua. Le strade ghiacciate hanno impedito ai residenti di viaggiare in sicurezza.
Le connessioni tra questi sistemi infrastrutturali garantiscono luce e acqua nella vita di tutti i giorni, ma possono aggravare il fallimento quando le cose vanno male. Le condizioni meteorologiche estreme tendono anche a causare il malfunzionamento simultaneo di più parti di sistemi critici. Questi tipi di guasti simultanei sono molto più probabili di quanto si possa pensare. Se 10 centrali elettriche hanno ciascuna una probabilità del 10 per cento di guasto, ma queste probabilità sono tutte indipendenti, la possibilità che falliscano tutte contemporaneamente è infinitesimale (0,00000001 per cento).
Una probabilità dell’1 per cento che 10 centrali elettriche falliscano tutte contemporaneamente è molto più preoccupante. Quindi costruire un’infrastruttura resiliente significa prestare molta attenzione agli eventi estremi che possono colpire contemporaneamente ampie parti del sistema, che si tratti di una tempesta invernale, un incendio, un uragano o un’inondazione.
Infine, i peggiori impatti umani di qualsiasi guasto dell’infrastruttura non derivano dall’interruzione stessa. Provengono dall’esposizione a temperature gelide, dalla mancanza di acqua pulita da bere, dalla diminuzione delle scorte di cibo e dal timore che l’aiuto possa non arrivare abbastanza presto. Quindi il livello di sofferenza è determinata non solo dall’entità del fallimento delle infrastrutture, ma anche dalla capacità di ciascuna comunità di resistere alla condizioni di emergenza.
Le comunità storicamente emarginate di solito dispongono delle minori risorse per proteggersi dai costi umani dei guasti alle infrastrutture. In Texas, i senzatetto hanno avuto le maggiori probabilità di essere esposti a temperature gelide. I rifugi, limitati dalle esigenze di distanziamento sociale, hanno raggiunto rapidamente la capienza massima. Molti quartieri a basso reddito sono stati tra i primi a fronteggiare interruzioni di corrente. Le persone di colore sono rappresentate in modo sproporzionato in entrambi i gruppi in Texas.
Alla luce di ciò che è accaduto in Texas e della continua minaccia del cambiamento climatico ovunque, come possono le comunità sostenere le proprie risorse locali e i sistemi critici per impedire che la situazione si ripresenti?
La resilienza di domani inizia adesso
Dovremmo iniziare con gli anelli più deboli della nostra infrastruttura. I sistemi energetici possono e devono essere resi resistenti alle condizioni meteorologiche estreme. Le turbine eoliche sono operativi in Antartide allo stesso modo di impianti a gas in Alberta e pozzi di gas in Alaska. La protezione dalle condizioni atmosferiche può essere costosa, come nei casi dei sistemi di tracciamento termico e isolamento per evitare che i sensori di pressione si congelino nelle centrali nucleari o a gas naturale, ma ne vale la pena.
Decidere quanto investire per ridurre l’impatto di eventi rari è un calcolo complicato, ma dovrebbe dipendere non solo dalla probabilità di un evento, ma dalla gravità delle sue conseguenze. Allo stesso tempo, è impossibile proteggere ogni centimetro della nostra infrastruttura dall’intera gamma di possibili disastri. Quindi dovremmo anche diversificare la fornitura di risorse critiche come l’elettricità, ove possibile.
Le centrali elettriche a gas naturale, che costituiscono i due terzi della capacità di generazione del Texas, hanno offerto il contributo più significativo alla carenza di approvvigionamento in quel paese. Se la rete ha un mix di sorgenti di generazione in posizioni diverse, ognuna delle quali è suscettibile a diversi tipi di estremi, sarà più resiliente a ogni singolo evento.
Qualsiasi nuova infrastruttura in cui investiamo deve essere preparata non solo per il clima di oggi, ma anche per quello che avremo nei decenni futuri. Per ogni aggiornamento che facciamo, dobbiamo decidere a quale gamma di estremi climatici dovrebbe essere in grado di resistere e riconoscere che il passato non è più una guida sicura per stabilire gli estremi futuri.
Nel caso dei gasdotti, che sono costosi da aggiornare una volta interrati, ma relativamente in grado di resistere agli agenti atmosferici nella fase di costruzione, i nuovi progetti dovrebbero pianificare lo scenario peggiore in base alle proiezioni climatiche per la durata di vita prevista. Per i componenti che sono più facili da sostituire o aggiornare, o per cambiamenti operativi nelle dighe idroelettriche, si può adottare un approccio attendista. In questi casi, potremmo spendere meno per gli aggiornamenti ora, ma dovremmo mettere in atto processi oggi che ci consentiranno di realizzarli quando sarà chiaro che sono necessari. Una preparazione e un adattamento intelligenti possono ridurre il costo della resilienza.
Inoltre, la nostra pianificazione non può limitarsi al rafforzamento fisico dei nostri sistemi. Indipendentemente dai miglioramenti che apportiamo alla rete elettrica, dobbiamo anche essere preparati alla realtà che, a un certo punto, porterà a nuovi fallimenti. Essere preparati richiede un’analisi approfondita di tutti i possibili motivi per cui le reti elettriche e altri sistemi vitali potrebbero non funzionare. Per ogni motivo, dovremmo mappare in che modo la combinazione di guasti simultanei potrebbe influenzare altri sistemi e comunità di infrastrutture. Il guasto della rete avrà effetti diversi a seconda che sia causato da un freddo estremo o da un caldo estremo. Non esiste una soluzione valida per tutti.
Per il freddo, la preparazione significa spendere i soldi per resistere alle intemperie in modo che le persone possano stare al caldo. Significa isolare e sostituire i tubi dell’acqua, fare progetti per aprire centri riscaldati e distribuire acqua in bottiglia, fornire mezzi di trasporto di emergenza per le persone che fanno affidamento sull’elettricità per cure mediche come l’ossigeno e avere una strategia per raggiungere e aiutare i senzatetto. Questi interventi devono iniziare dalle comunità più vulnerabili, che hanno più da perdere.
La resilienza è qualcosa di più che prepararsi ai disastri. È un’opportunità per investire nelle nostre comunità. L’adattamento climatico ha un prezzo elevato, ma può rendere le nostre città più vivibili, la nostra acqua più pulita e le nostre case più sicure. Il costo dell’inazione, sia in dollari che in vite umane, è di gran lunga maggiore.
Sarah Fletcher è ricercatrice della Stanford University. Si occupa di risorse idriche, pianificazione delle infrastrutture e adattamento climatico. Il suo account twitter è @SFletcherH2O.
Jesse Jenkins è ricercatore alla Princeton University. Studia ingegneria e politica dei sistemi energetici su scala macro. Il suo account twitter è @JesseJenkins.
(rp)
AP Photo / David J. Phillip
