Wie die Stromkrise in Texas zeigt, ist unsere Infrastruktur extremen Wetterbedingungen ausgesetzt

AP-Foto/David J. Phillip

Am Valentinstag breitete sich ein seltener Ausbruch arktischer Luft über die zentralen USA und nach Texas aus, ließ die Temperaturen dort in den einstelligen Bereich fallen und verursachte fast den Zusammenbruch des Stromnetzes des Staates. Ein Staat, der für seine reichlich vorhandenen Energieressourcen bekannt ist, erlebte weit verbreitete Ausfälle von Erdgas- und Elektrizitätssystemen, die gingen mehr als vier Millionen Texaner Tagelang ohne Strom.

Die unmittelbare Ursache für Netzausfall in Texas ist jetzt gut verständlich. Kalte Temperaturen trieben die Stromnachfrage auf einen neuen Winterrekord, der sogar das extreme Nachfrageszenario übertraf, das vom Stromnetzbetreiber des Staates, dem Electric Reliability Council of Texas, oder ERCOT, in Betracht gezogen wurde. Dann Dutzende von Erdgaskraftwerken und einige Windkraftanlagen ging schnell offline , was das texanische Netz in eine Krise stürzt. Um zu verhindern, dass das gesamte Netz zusammenbricht, befahl ERCOT den Versorgungsunternehmen, Notstromausfälle einzuleiten und Millionen von Kunden vom Netz zu trennen.

Wissenschaftler arbeiten immer noch daran festzustellen, ob die sich schnell erwärmende Arktis antreibt häufigere Zusammenbrüche des Polarwirbels, was den Frost in Texas auslöste. Aber wir wissen, dass der Klimawandel extreme Wetterereignisse wie Hitzewellen, Dürren, Waldbrände und Überschwemmungen häufiger und schwerer macht. Jedes dieser Ereignisse kann unsere kritische Infrastruktur an die Belastungsgrenze bringen, wie es in Texas geschehen ist. Wie können wir uns vorbereiten?

Klimaresilienz erfordert Investitionen von bis zu 100 Milliarden US-Dollar pro Jahr weltweit in unserer Infrastruktur und unseren Gemeinden. Aber eine sorgfältige Planung kann dazu beitragen, dass unsere knappen Ressourcen weiter reichen.

Rückblickend bieten die Probleme in Texas mehrere wichtige Lektionen, wie man sowohl kritische Infrastrukturen als auch gefährdete Gemeinden überall widerstandsfähiger gegen Klimaextreme machen kann.

Einschätzung zukünftiger Risiken

Zunächst ist anzumerken, dass der Netzausfall allein nicht zu dem intensiven Leid und Verlust von Menschenleben führte, mit denen die Einwohner von Texas konfrontiert waren.

Erdgasquellen und Sammelleitungen froren ebenfalls ein, was die Gasproduktion und -versorgung für die Pipelines und Kraftwerke des Staates halbierte, während die Nachfrage in die Höhe schnellte. Anderswo verloren Wasseraufbereitungsanlagen die Stromversorgung, und eingefrorene Rohre führten dazu, dass Wasserverteilungsnetze an Druck verloren. Zugefrorene Straßen hinderten die Anwohner daran, sicher zu reisen.

Der Aufbau einer widerstandsfähigen Infrastruktur bedeutet, genau auf extreme Ereignisse zu achten, die große Teile des Systems auf einmal lahmlegen können.

Die Verbindungen zwischen diesen Infrastruktursystemen halten in guten Zeiten das Licht an und die Wasserhähne fließen, können aber den Ausfall verschlimmern, wenn die Dinge schlecht laufen.

Extreme Wetterlagen neigen auch dazu, mehrere Teile kritischer Systeme gleichzeitig ausfallen zu lassen. Derartige gleichzeitige Ausfälle sind viel wahrscheinlicher als man denkt. Wenn 10 Kraftwerke jeweils eine Ausfallwahrscheinlichkeit von 10 % haben, diese Wahrscheinlichkeiten jedoch alle unabhängig voneinander sind, ist die Wahrscheinlichkeit, dass sie alle gleichzeitig ausfallen, unendlich klein (0,00000001 %).

Eine Wahrscheinlichkeit von 1 %, dass 10 Kraftwerke alle gleichzeitig ausfallen, ist weitaus besorgniserregender. Der Aufbau einer widerstandsfähigen Infrastruktur bedeutet also, extreme Ereignisse genau zu beobachten, die große Teile des Systems auf einmal treffen können, sei es ein Wintersturm, ein Lauffeuer, ein Hurrikan oder eine Überschwemmung.

Schließlich gehen die schlimmsten menschlichen Auswirkungen eines Infrastrukturausfalls nicht auf den Ausfall selbst zurück. Sie kommen von eisigen Temperaturen, einem Mangel an sauberem Trinkwasser, schwindenden Nahrungsmittelvorräten und der Angst, dass Hilfe nicht früh genug kommt. Das Ausmaß des Leids wird also nicht nur vom Ausmaß des Infrastrukturausfalls bestimmt, sondern auch von der Fähigkeit jeder Gemeinde, den Sturm zu überstehen.

Historisch marginalisierte Gemeinschaften haben normalerweise die wenigsten Ressourcen, um sich gegen die menschlichen Kosten von Infrastrukturausfällen zu schützen. In Texas waren Obdachlose am ehesten eisigen Temperaturen ausgesetzt. Unterkünfte, begrenzt durch soziale Distanzierungsanforderungen, schnell die Kapazität erreicht . Viele einkommensschwache Viertel gehörten zu den ersten, die von Stromausfällen betroffen waren . Und People of Color sind in beiden Gruppen in Texas überproportional vertreten.

Wie können Gemeinden angesichts der Ereignisse in Texas und der anhaltenden Bedrohung durch den Klimawandel überall ihre lokalen Ressourcen und kritischen Systeme stärken, um zu verhindern, dass dasselbe dort passiert, wo sie leben?

Die Resilienz von morgen beginnt jetzt

Wir sollten mit den schwächsten Gliedern unserer Infrastruktur beginnen. Energiesysteme können und sollten wetterfest gemacht werden. Windturbinen werden in der Antarktis betrieben, Gaskraftwerke in Alberta und Gasquellen in Alaska. Die Bewitterung kann kostspielig sein, aber die kostengünstigsten Schritte, wie z. B. das Winterfestmachen von Windturbinen oder der Einsatz von Begleitheizungen und Isolierungen, um zu verhindern, dass Drucksensoren in Erdgas- oder Kernkraftwerken einfrieren, können sich durchaus lohnen.

Die Entscheidung, wie viel investiert werden soll, um die Auswirkungen seltener Ereignisse zu verringern, ist ein kniffliges Kalkül, das jedoch nicht nur von der Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses, sondern auch von der Schwere seiner Folgen abhängen sollte.

Gleichzeitig können wir niemals jeden Zentimeter unserer Infrastruktur vor der gesamten Bandbreite möglicher Katastrophen schützen. Daher sollten wir auch die Versorgung mit kritischen Ressourcen wie Strom nach Möglichkeit diversifizieren. Erdgaskraftwerke, die zwei Drittel der Erzeugungskapazität von Texas ausmachen, waren es der bedeutendste Mitwirkende um dort Engpässe zu liefern. Wenn das Netz eine Mischung aus Erzeugungsquellen an verschiedenen Standorten hat, von denen jede für unterschiedliche Arten von Extremen anfällig ist, ist es widerstandsfähiger gegenüber jedem einzelnen Ereignis.

Verwandte Geschichte

Benutzer, nicht technische Führungskräfte, sollten entscheiden, was freie Meinungsäußerung im Internet ausmacht Social-Media-Unternehmen sind nicht sehr gut darin, Sprache zu moderieren. Warum bitten wir sie darum?

In Zukunft muss jede neue Infrastruktur, in die wir investieren, nicht nur auf das heutige Klima vorbereitet sein, sondern auch auf das Klima, das wir in Jahrzehnten haben werden. Bei jedem Upgrade, das wir vornehmen, müssen wir entscheiden, welcher Bandbreite an Klimaextremen es standhalten soll – und erkennen, dass die Vergangenheit kein sicherer Anhaltspunkt mehr für zukünftige Extreme ist.

Für Dinge wie Pipelines, deren Aufrüstung teuer ist, sobald sie sich im Boden befinden, aber relativ kostengünstig zu Beginn verwittert werden können, sollten neue Projekte auf der Grundlage von Klimaprognosen über ihre erwartete Lebensdauer das Worst-Case-Szenario einplanen.

Bei Komponenten, die einfacher zu ersetzen oder nachzurüsten sind, oder bei betrieblichen Änderungen, wie z. B. Änderungen des Speicherbetriebs an Staudämmen, können wir abwarten. In diesen Fällen geben wir jetzt möglicherweise weniger für Upgrades aus, sollten aber dennoch heute Prozesse einrichten, die es uns ermöglichen, sie durchzuführen, wenn sich herausstellt, dass sie benötigt werden. Intelligente Vorbereitung und Anpassung können reduzieren Sie die Kosten der Resilienz.

Unsere Planung kann auch nicht mit der physischen Härtung unserer Systeme enden. Egal, welche Verbesserungen wir am Stromnetz vornehmen, wir müssen auch darauf vorbereitet sein, dass es irgendwann wieder zusammenbricht.

Die Vergangenheit ist kein sicherer Wegweiser für zukünftige Extreme mehr.

Um vorbereitet zu sein, müssen alle möglichen Gründe für den Ausfall von Stromnetzen und anderen lebenswichtigen Systemen gründlich berücksichtigt werden. Für jeden Grund sollten wir aufzeigen, wie sich das Zusammensetzen gleichzeitiger Ausfälle auf andere Infrastruktursysteme und Gemeinschaften auswirken könnte. Ein Netzausfall hat unterschiedliche Auswirkungen, je nachdem, ob er durch extreme Kälte oder extreme Hitze verursacht wird. Es gibt keine Einheitslösung.

Für kaltes Wetter bedeutet Vorsorge, das Geld auszugeben, um Häuser wetterfest zu machen, damit die Menschen warm bleiben können. Es bedeutet, Wasserleitungen zu isolieren und auszutauschen, um der Kälte standzuhalten. Es bedeutet, Pläne zu machen, Wärmezentren zu eröffnen und Wasser in Flaschen zu verteilen. Es bedeutet, Notfalltransporte für Menschen bereitzustellen, die für medizinische Behandlungen wie Sauerstoff auf Strom angewiesen sind, und eine Strategie zu entwickeln, um Obdachlose zu erreichen und ihnen zu helfen. Und es muss bei den am stärksten gefährdeten Gemeinschaften beginnen, die am meisten zu verlieren haben.

Resilienz ist mehr als nur die Vorbereitung auf Katastrophen. Es ist eine Gelegenheit, sowohl bei schönem als auch bei schlechtem Wetter in unsere Gemeinden zu investieren. Die Anpassung an den Klimawandel hat einen hohen Preis, aber sie kann unsere Städte lebenswerter, unser Wasser sauberer und unsere Häuser sicherer machen. Die Kosten der Untätigkeit – sowohl in Dollar als auch in Menschenleben – sind weitaus höher.

Sarah Fletcher ist Assistenzprofessor an der Stanford University. Sie studiert Wasserressourcen, Infrastrukturplanung und Klimaanpassung. Sie twittert an @SFletcherH2O .

Jesse Jenkin ist Assistenzprofessor an der Princeton University. Er studiert Energiesystemtechnik und -politik im Makromaßstab und twittert bei @JesseJenkins .

verbergen