ในทศวรรษที่ 1980 และ 1990 บางส่วนของแอฟริกามีการสร้างเขื่อนเพื่อผลิตพลังงาน เพิ่ม ขึ้น อย่างรวดเร็ว หลังจากที่หายไปช่วงสั้นๆ ก็มีผู้สนใจเข้ามาใหม่ มีการวางแผนโครงการก่อสร้างใหม่จำนวนมากและกำลังดำเนินการทั่วภูมิภาคย่อยของทะเลทรายซาฮาราในแอฟริกา ไฟฟ้าพลังน้ำเป็นสัดส่วนการผลิตไฟฟ้าที่สำคัญและขยายตัวอย่างรวดเร็วในแอฟริกาตะวันออกและใต้ ประมาณ 90% ของการผลิตไฟฟ้าในประเทศเอธิโอเปีย มาลาวี โมซัมบิก นามิเบีย และแซมเบียมาจากไฟฟ้าพลังน้ำ ส่วนแบ่งของไฟฟ้า
พลังน้ำใน Sub-Saharan Africa ซึ่งคิดเป็น 20% ของการผลิตไฟฟ้า
มีแนวโน้มเติบโตอย่างรวดเร็ว (หากไม่รวมแอฟริกาใต้ซึ่งใช้ไฟฟ้าจากถ่านหิน ตัวเลขนี้จะสูงกว่านี้มาก แต่ไม่มีตัวเลขแยกต่างหาก)
ความคิดริเริ่มด้านพลังงานโครงการพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานในแอฟริกาซึ่งมีการซื้อในประเทศแอฟริกาทั้งหมด โต้แย้งการพัฒนาไฟฟ้าพลังน้ำที่สำคัญภายในวาระพลังงานสะอาดที่กว้างขึ้น ความคิดริเริ่มนี้ระบุว่าสิ่งนี้จะช่วยให้ประเทศในแอฟริกาสามารถก้าวทันกับความต้องการไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น ประมาณการว่ากำลังการผลิตทั้งหมดซึ่งปัจจุบันอยู่ที่ 125 GWจะต้องเพิ่มขึ้น 6% ต่อปีจนถึงปี 2583
เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำขนาดใหญ่ที่วางแผนไว้สำหรับภาคใต้และตะวันออกของแอฟริกาสำหรับการก่อสร้างภายในปี 2573 สามารถเพิ่มกำลังการผลิตติดตั้งสำหรับไฟฟ้าพลังน้ำเป็นสองเท่าจาก 17,000 เมกะวัตต์เป็น 49,000 เมกะวัตต์ รวมถึงการพัฒนาใหม่ๆ จำนวนมาก เช่น เขื่อนGrand Ethiopian Renaissance Damบนแม่น้ำบลูไนล์ เขื่อน Renaissance เพียงอย่างเดียวจะมีกำลังการผลิตติดตั้งที่6,000 เมกะวัตต์ ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก นั่นคือโรงงานคาชิวาซากิ-คาริวะของญี่ปุ่น เขื่อนจะผลิตไฟฟ้าได้ไม่ถึงหนึ่งในสี่ของพลังงานที่ผลิตได้จากโรงไฟฟ้าพลังน้ำที่ใหญ่ที่สุดในโลก เขื่อน Three Gorges
เขื่อนใหม่ในแอฟริกามีศักยภาพที่จะตอบสนองความต้องการใช้ไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้น แต่การวิจัยของเราเกี่ยวกับความเชื่อมโยงระหว่างสภาพอากาศกับแหล่งน้ำ พลังงาน และอาหารในแอฟริกาแสดงให้เห็นว่าในระยะยาว ที่ตั้งของเขื่อนที่วางแผนใหม่อาจทำให้ความมั่นคงของการจ่ายไฟฟ้ามีความเสี่ยงสำหรับพื้นที่ส่วนใหญ่ทางตอนใต้และตะวันออกของแอฟริกา เนื่องจากเขื่อนที่วางแผนไว้ส่วนใหญ่อยู่ในลุ่มแม่น้ำเดียวกันและจะอาศัยรูปแบบปริมาณน้ำฝนที่คล้ายคลึงกัน
ดังนั้นจึงมีความเสี่ยงต่อภัยแล้งและปีที่แห้งแล้งในเวลาเดียวกัน
ซึ่งจะสร้างความเปราะบางเนื่องจากฝนไม่ตกและภัยแล้งอาจทำให้ไฟฟ้าดับได้ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องคำนึงถึงความแปรปรวนของสภาพอากาศและการเปลี่ยนแปลงในการออกแบบและการจัดการเขื่อน และเพื่อกระจายการผลิตไฟฟ้าเพื่อหลีกเลี่ยงการพึ่งพาไฟฟ้าพลังน้ำมากเกินไป
การพึ่งพาพลังน้ำสูงมาก
ไฟฟ้าพลังน้ำอาศัยการไหลของน้ำเพื่อขับเคลื่อนกังหันใน การ ผลิตไฟฟ้า ใช้การเปลี่ยนแปลงตามธรรมชาติของระดับความสูงหรือการจัดเก็บเทียมในอ่างเก็บน้ำเพื่อใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของระดับน้ำ ภัยแล้งหรือปีที่แห้งแล้งติดต่อกันอาจส่งผลให้มีน้ำไม่เพียงพอสำหรับขับเคลื่อนกังหันผลิตไฟฟ้าและขาดแคลนไฟฟ้า
ในประเทศต่างๆ เช่น สหรัฐอเมริกาและบางส่วนของยุโรปตะวันตก โรงไฟฟ้าพลังน้ำได้รับการสนับสนุนจากแหล่งพลังงานอื่นๆ ซึ่งหมายความว่าในช่วงเวลาที่แห้งแล้ง แหล่งพลังงานอื่นๆ สามารถสร้างความสมดุลให้กับความขาดแคลนได้ แต่ในประเทศที่การผสมผสานพลังงานถูกครอบงำด้วยไฟฟ้าพลังน้ำ เช่น ในประเทศแถบอนุภูมิภาคทะเลทรายซาฮารา นอร์เวย์ และบราซิล ความแปรปรวนของสภาพอากาศเป็นปัญหามากกว่า
หากไม่มีแหล่งพลังงานอื่น ความผันผวนของไฟฟ้าพลังน้ำอาจทำให้การจ่ายไฟฟ้าหยุดชะงักได้ และอาจต้องปิดการจ่ายน้ำเพื่อการปันส่วนทรัพยากรน้ำที่ลดน้อยลง หรือเพราะไม่สามารถสนองความต้องการได้
การศึกษาของเราแสดงให้เห็นว่าหากมีการสร้างเขื่อนขนาดใหญ่ตามที่วางแผนไว้ทั้งหมด 70% ของกำลังการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำทั้งหมดในแอฟริกาตะวันออกจะขึ้นอยู่กับฝนภายในกลุ่มฝนเดียวกันภายในปี 2573 ในแอฟริกาใต้ 59% ของการผลิตไฟฟ้าพลังน้ำจะขึ้นอยู่กับพื้นที่เดียว ที่มีความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนใกล้เคียงกัน
กลุ่มฝนเป็นตัวแทนของพื้นที่ขนาดใหญ่ที่มีรูปแบบปริมาณน้ำฝนที่คล้ายคลึงกัน บางครั้งสิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากได้รับอิทธิพลจากปรากฏการณ์ทางสภาพอากาศ เช่น เหตุการณ์เอล-นีโญ ซึ่งการเปลี่ยนแปลงของมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศในมหาสมุทรแปซิฟิกส่งผลต่อสภาพอากาศและสภาพอากาศทั่วทั้งเขตร้อน ซึ่งรวมถึงแอฟริกาตะวันออกและใต้
ตัวอย่างเช่น แม่น้ำไนล์และแม่น้ำซัมเบซี ซึ่งมีการวางแผนสร้างเขื่อนหลายแห่งบนช่องทางแม่น้ำเดียวกัน อยู่ในกลุ่มน้ำฝนเดียวกัน หมายความว่าปีที่แห้งแล้งจะส่งผลต่อการเก็บกักน้ำในเขื่อนทั้งหมด สิ่งนี้จะทำให้ความสามารถในการเติมเต็มน้อยลง สิ่งนี้อาจสร้างความท้าทายอย่างมากสำหรับการจัดหาไฟฟ้าพลังน้ำ
มีตัวอย่างเกิดขึ้นแล้ว ในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2560 บริษัทผลิตไฟฟ้าของรัฐมาลาวีมีการผลิตไฟฟ้าลดลงหลังจากภัยแล้งรุนแรง มาลาวีพึ่งพาพลังงานน้ำเกือบทั้งหมด และในระหว่างเหตุการณ์เอลนีโญปี 2558–2559 มาลาวี แทนซาเนีย แซมเบีย และซิมบับเว ต่างก็ประสบปัญหาไฟฟ้าดับเนื่องจากฝนที่ตกลงมาส่วน หนึ่ง
ความเสี่ยงด้านสภาพอากาศต้องรวมอยู่ในการวางแผน
โครงสร้างพื้นฐานทั่วโลกกำลังถูกทดสอบ อันเป็นผลจากการรวมกันของความรุนแรงและระยะเวลาของสภาพอากาศที่รุนแรงที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ดังนั้นจึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องทดสอบความยืดหยุ่นของโครงสร้างพื้นฐาน นี่เป็นเรื่องจริงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการไหลของแม่น้ำในลุ่มแม่น้ำหลายแห่งของแอฟริกา เนื่องจากมีความไวสูงต่อการเปลี่ยนแปลงของปริมาณน้ำฝน แม้ว่าแบบจำลองสภาพภูมิอากาศของปริมาณน้ำฝนในอนาคตจะยังรวมถึงการทำให้เปียกและแห้งทั่วแอฟริกา แต่การศึกษาผลกระทบต่อไฟฟ้าพลังน้ำมักแสดงให้เห็นความไวสูง
การค้นพบใหม่นี้ บวกกับความสำคัญที่เพิ่มขึ้นของไฟฟ้าพลังน้ำและศักยภาพในการเพิ่มระดับความแปรปรวนของปริมาณน้ำฝนภายใต้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ตอกย้ำความจำเป็นในการรวมความเสี่ยงด้านสภาพอากาศเข้ากับการวางแผนโครงสร้างพื้นฐานในแอฟริกา
