Som Texas maktkris visar är vår infrastruktur sårbar för extremt väder

AP Photo/David J. Phillip

På Alla hjärtans dag spred sig en sällsynt explosion av arktisk luft över centrala USA och in i Texas, vilket sänkte temperaturen där till ensiffriga siffror och fick nästan statens elnät att kollapsa. En stat känd för sina rikliga energiresurser såg utbredda fel i naturgas- och elsystem som lämnade mer än fyra miljoner texaner utan ström i dagar.

Den närmaste orsaken till Texass nätmisslyckande är nu väl förstått. Kalla temperaturer drev elefterfrågan till ett nytt vinterrekord som översteg till och med det extrema efterfrågescenario som anses av statens elnätsoperatör, Electric Reliability Council of Texas eller ERCOT. Sedan dussintals naturgaskraftverk och några vindkraftverk gick snabbt offline , kastar Texas nätet i kris. För att förhindra att hela nätet går ner beordrade ERCOT elbolag att initiera nödströmavbrott och koppla bort miljontals kunder.

Forskare arbetar fortfarande med att avgöra om det snabbt värmande Arktis driver mer frekventa nedbrytningar av polarvirveln, som utlöste frysningen i Texas. Men vi vet att klimatförändringarna gör extremt väder som värmeböljor, torka, skogsbränder och översvämningar oftare och allvarligare. Vilken som helst av dessa händelser kan driva vår kritiska infrastruktur till bristningsgränsen, som hände i Texas. Hur kan vi förbereda oss?

Det kommer att krävas klimattålighet investering på upp till 100 miljarder dollar per år globalt i vår infrastruktur och samhällen. Men noggrann planering kan hjälpa våra knappa resurser att gå längre.

När man ser tillbaka, erbjuder Texass problem flera viktiga lärdomar för hur man kan göra både kritisk infrastruktur och sårbara samhällen överallt mer motståndskraftiga mot extrema klimat.

Bedöma framtida risker

För det första är det värt att notera att nätfel ensamt inte ledde till det intensiva lidande och förlust av liv som Texas-invånare stod inför.

Naturgasbrunnar och uppsamlingsledningar frös också, vilket halverade gasproduktionen och tillgången till statens rörledningar och kraftverk, precis när efterfrågan steg i höjden. På andra håll tappade vattenreningsverken ström och frusna ledningar gjorde att vattendistributionsnäten tappade trycket. Frusna vägar hindrade boende från att färdas säkert.

Att bygga en motståndskraftig infrastruktur innebär att vara uppmärksam på extrema händelser som kan slå sönder stora delar av systemet på en gång.

Kopplingarna mellan dessa infrastruktursystem håller lamporna tända och kranarna flödar i goda tider, men kan förvärra misslyckanden när det går dåligt.

Extremt väder tenderar också att orsaka att flera delar av kritiska system misslyckas samtidigt. Den här typen av samtidiga misslyckanden är mycket mer sannolika än man kan tro. Om 10 kraftverk vardera har 10 % chans att gå sönder men alla dessa sannolikheter är oberoende, är chansen att de alla misslyckas samtidigt oändligt liten (0,00000001 %).

En 1% chans att 10 kraftverk alla misslyckas på en gång är mycket mer oroande. Så att bygga en motståndskraftig infrastruktur innebär att vara uppmärksam på extrema händelser som kan slå sönder stora delar av systemet på en gång, oavsett om det är en vinterstorm, en löpeld, orkan eller översvämning.

Slutligen kommer de värsta mänskliga effekterna av infrastrukturfel inte från själva avbrottet. De kommer från exponering för minusgrader, brist på rent vatten att dricka, minskande mattillgångar och rädslan för att hjälp kanske inte kommer snart nog. Så omfattningen av lidandet bestäms inte bara av omfattningen av infrastrukturfelet utan också av varje samhälles förmåga att klara stormen.

Historiskt marginaliserade samhällen har vanligtvis de minsta resurserna för att skydda mot de mänskliga kostnaderna för infrastrukturfel. I Texas var människor som upplevde hemlöshet de mest benägna att utsättas för minusgrader. Skyddsrum, begränsade av krav på social distansering, nådde snabbt kapacitet . Många låginkomstkvarter var bland de första att drabbas av strömavbrott . Och färgade personer är oproportionerligt representerade i båda grupperna i Texas.

I ljuset av vad som hände i Texas och det pågående hotet om klimatförändringar överallt, hur kan samhällen stötta upp sina lokala resurser och kritiska system för att förhindra att samma sak händer där de bor?

Morgondagens motståndskraft börjar nu

Vi bör börja med de svagaste länkarna i vår infrastruktur. Energisystem kan och bör göras motståndskraftiga mot extremt väder. Vindkraftverk fungerar i Antarktis, gasanläggningar i Alberta och gaskällor i Alaska. Väderbekämpning kan vara kostsamt, men de mest prisvärda stegen, som att vinterställa vindkraftverk eller använda värmespårning och isolering för att förhindra att trycksensorer fryser vid naturgas- eller kärnkraftverk, kan vara väl värt det.

Att bestämma hur mycket man ska investera för att minska effekterna av sällsynta händelser är en svår kalkyl, men det är en som inte bara bör bero på sannolikheten för en händelse, utan på hur allvarliga konsekvenserna är.

Samtidigt kan vi aldrig skydda varje tum av vår infrastruktur mot alla möjliga katastrofer. Så vi bör också diversifiera tillgången på kritiska resurser som el där så är möjligt. Naturgaskraftverk, som utgör två tredjedelar av Texass produktionskapacitet, var den mest betydande bidragsgivaren att försörja brister där. Om nätet har en blandning av generationskällor på olika platser, som var och en är känslig för olika typer av extremer, kommer den att vara mer motståndskraftig mot varje enskild händelse.

Relaterad berättelse

Användare, inte tekniska chefer, bör bestämma vad som är yttrandefrihet online Sociala medieföretag är inte särskilt bra på att moderera tal. Så varför ber vi dem om det?

Framöver måste all ny infrastruktur vi investerar i vara förberedd för inte bara dagens klimat, utan också klimatet vi kommer att ha decennier in i framtiden. För varje uppgradering vi gör måste vi bestämma vilken rad klimatextremer den ska kunna motstå – och inse att det förflutna inte längre är en säker guide till framtida extremer.

För saker som rörledningar, som är dyra att uppgradera när de väl är i marken men relativt billiga att väderbehandla i början, bör nya projekt planera för det värsta scenariot baserat på klimatprognoser över deras förväntade livslängd.

För komponenter som är lättare att byta ut eller eftermontera, eller för operativa förändringar som att ändra reservoardriften vid vattenkraftsdammar, kan vi ta en avvaktande strategi. I dessa fall kan vi spendera mindre på uppgraderingar nu, men vi bör ändå införa processer idag som gör att vi kan göra dem när det står klart att de behövs. Smart förberedelse och anpassning kan minska kostnaden av motståndskraft.

Vår planering kan inte heller sluta med att fysiskt härda våra system. Oavsett vilka förbättringar vi gör av elnätet måste vi också vara beredda på att det någon gång kommer att misslyckas igen.

Det förflutna är inte längre en säker guide till framtida ytterligheter.

Att vara förberedd kräver en grundlig redovisning av alla möjliga orsaker till att elnät och andra viktiga system kan misslyckas. Av varje anledning bör vi kartlägga hur förvärrade samtidiga fel kan påverka andra infrastruktursystem och samhällen. Nätfel kommer att ha olika effekter beroende på om det drivs av extrem kyla eller extrem värme. Det finns ingen lösning som passar alla.

För kallt väder innebär beredskap att spendera pengarna på att vädersäkra hem så att människor kan hålla sig varma. Det innebär att isolera och byta ut vattenledningar för att stå emot kylan. Det innebär att planera för att öppna uppvärmningscentra och distribuera vatten på flaska. Det innebär att tillhandahålla akuttransporter för människor som är beroende av elektricitet för medicinska behandlingar som syre, och att ha en strategi för att nå och hjälpa dem som är hemlösa. Och det måste börja med de mest utsatta samhällena, som har mest att förlora.

Resiliens är mer än att bara förbereda sig för katastrofer. Det är en möjlighet att investera i våra samhällen för både fint väder och dåligt väder. Klimatanpassning kommer med en rejäl prislapp, men det kan göra våra städer mer beboeliga, vårt vatten renare och våra hem säkrare. Kostnaden för passivitet – både i dollar och liv – är mycket större.

Sarah Fletcher är biträdande professor vid Stanford University. Hon studerar vattenresurser, infrastrukturplanering och klimatanpassning. Hon twittrar kl @SFletcherH2O .

Jesse Jenkins är biträdande professor vid Princeton University. Han studerar makroskalig energisystemteknik och politik och twittrar på @JesseJenkins .

Dölj