Рамка за защита от наводнения за подстанции на националната електроенергийна мрежа в Обединеното кралство

В Обединеното кралство редица електрически подстанции са разположени в заливни равнини. Подстанциите играят централна роля в енергоснабдителната мрежа. Когато настъпят наводнения, те могат да паднат, което води до каскадни ефекти върху други сектори като водоснабдяване, здравеопазване, транспорт, комуникации и спешни услуги. Силните ветрове често вървят ръка за ръка с наводненията и могат да окажат допълнително въздействие върху разпределителната мрежа, например чрез премахване на стълбове и проводници.

Отпадането на електрозахранването може да има широкообхватни последици за живота на хората, както и по-широки икономически последици, които до голяма степен увеличават непреките последици от наводненията. Временното наводнение през лятото на 2007 г. доведе до около половин милион души без достъп до енергийни доставки. Общите разходи от това събитие се оценяват на над 3,2 милиарда британски лири. Прогнозата за икономическата цена на зимните наводнения (2015-2016 г.) в енергийния сектор (основно разпределение) е 83 млн. британски лири (ниски 75 млн. британски лири - високи 91 млн. британски лири по цени от 2015 г.).

Очаква се изменението на климата да изостри риска от наводнения, като увеличи интензивността и честотата на наводненията.

Националната рамка за защита от наводнения на подстанциите на електроенергийната мрежа е национална програма, насочена към подобряване на устойчивостта на електропреносната мрежа на всякакъв вид наводнения (водни, приливни, плувиални и подземни наводнения, както и потенциални наводнения от канализация и канализация и наводнения от повреда на резервоара). Конкретната цел на мерките за адаптиране, прилагани чрез тази програма, е защитата на подстанциите на Националната мрежа от наводнения чрез предотвратяване на навлизането на вода в тези инфраструктури, като по този начин се намалява рискът за сигурността на доставките и се гарантира, че преносната мрежа поддържа доставките на електроенергия.

Бяха определени и разработени мерки за осигуряване на защита от наводнение с продължителност 1:1 000 години, като се вземат предвид последиците от изменението на климата, очаквани при сценарий с високи емисии (UKCP09, съответстващ на сценария SRES A1FI на Междуправителствения комитет по изменение на климата) до 2080 г. В случаите, когато тази цел не е постижима, националната мрежа ще намали тази защита, за да осигури защита при наводнение с продължителност 1:200 години, като същевременно все още се вземат предвид последиците от изменението на климата към 2050 г. при сценарий с високи емисии или при наводнение с продължителност 1:1000 години при днешните нива.

Подходът, прилаган за подобряване на устойчивостта на подстанциите на мрежата на наводнения, се състоеше от две стъпки. Първата стъпка беше съсредоточена върху оценката на уязвимостта и риска от наводнения. Установени са подстанции, засегнати от наводнение с продължителност 1:100 години, 1:200 години, 1:1 000 години и 1:1 000 години след изменението на климата, като са взети предвид очакваните последици от изменението на климата съгласно сценария за високи емисии на UKCP09. Втората стъпка се отнася до идентифицирането, проектирането и прилагането на решения за защита от наводнения за всяка от критичните подстанции. Тази стъпка е осъществена на два етапа. През първия етап бяха идентифицирани и защитени 11 високорискови подстанции; това са подстанции, които биха могли да бъдат засегнати по време на наводнение с продължителност 1:100 години. Вторият етап е насочен към защитата на още 38 подстанции със среден риск; това са подстанции, които биха могли да окажат въздействие в случай на наводнение на възраст 1:200 години или 1:1 000 години. Програмата започна през 2008 г. и до 2021 г. всички 49 критични (с висок и среден риск) подстанции на Националната електроенергийна мрежа ще бъдат защитени от наводнения. До 2026 г. ще бъдат защитени още 100 обекта, изложени на риск от замърсяване на повърхностните води.

Приложените решения за устойчивост на наводнения се състоят от комбинации от следните практики: прегради срещу наводнения; преносими мерки за защита от наводнения; земни насипи; врати и порти за наводняване; дренажни системи и помпени станции; резервоари за съхранение при наводнения; мерки, свързани с управлението на земята; и координира решения на местно равнище с Агенцията по околна среда.

За по-големи обекти с множество рискови точки често предпочитаният и ефективен подход е цялостната защита на обекта, съчетаваща горепосочените мерки, за да се гарантира, че цялата експлоатационна зона остава защитена от опасности от наводнения. Това обикновено включва изграждането на твърда наводнена стена около периметъра на обекта. Това се прилага например в подстанция Walham, разположена точно извън Глостър в Югозападна Англия, където стоманени купчини са забити в земята около 1 км периметър на обекта, за да се формира база за защитната стена. След това е построена стена от лят бетон с височина между 1,6 и 1,9 м, за да се предпази мястото от наводнение на 1:1 000 години. Пет помпени станции също бяха инсталирани, за да се справят с потенциално просмукване или остатъчно проникване на наводнена вода. Друг пример е подстанцията Stella South, разположена близо до река Tyne в Нюбърн и с експлоатация от 132 kV. Тази подстанция е защитена чрез твърда бариера срещу наводнения и мека защитна земна конструкция, изградена с местни материали, за да се намали екологичното въздействие на строителството. Подстанция Aberthaw западно от Кардиф в Южен Уелс представлява трети пример; тази подстанция 132 kV сега е защитена от наводнена бетонна стена с височина 2,4 m.

Защитата на целия обект обаче невинаги е най-добрият подход, тъй като може да намали площта на заливните равнини за съхранение на вода и може да пренасочи наводнените води към територии на съседни къщи. При условие че оборудването от критично значение остава незасегнато от наводнения, обектът може да остане в експлоатация дори ако частта от обекта е подложена на наводнения.

Признавайки, че рисковете от наводнения няма да бъдат смекчени незабавно, National Grid закупи първоначално 1,7 km демонтируема бариерна система и я разшири до 2,3 km след наводненията през 2014—2015 г. Това 2,3-километрово мобилно отбранително оборудване осигурява възможност за защита на множество обекти едновременно: един много голям обект; или два големи обекта; или три места с нормален размер. В момента има седем ремаркета, подредени като три двойки (като седмото ремарке носи допълнителни ъгли и оборудване), които могат да работят самостоятелно със собствен мотокар и дизелово захранване за помпи. Бариерата е налична и за газови обекти и, предвид достатъчното време за мобилизиране и инсталиране, може да се използва на всеки обект. 12 x 3000 литрови помпи, които могат да изпомпват 3 тона на минута, са част от бариерното оборудване и са допълнени с още 10 по-малки помпи за използване в по-малки райони, като сгради и т.н. Обикновено от пристигането на средностатистическия обект ще са необходими 8 до 12 часа за разполагане на бариерата в зависимост от сложността на обекта. Редовно се провеждат бариерни упражнения.

Националната мрежа поддържа денонощно наблюдение на рисковете, свързани с времето, чрез контролната си зала. Нейните обекти са регистрирани в системата за предупреждение за наводнения на Агенцията по околна среда и получават ежедневните сигнали на Центъра за прогнозиране на наводнения и Партньорството за природни опасности. Националната мрежа е участващ член на Центъра за прогнозиране на наводненията и работните групи на Партньорството за природни опасности, а данните от службата за ТДПИ и други метеорологични прогнози се наблюдават за потенциални рискове.

Националната рамка за защита от наводнения в електроенергийната мрежа се прилага само за преноса на електроенергия и е разработена с цел прилагане на ETR 138. Оценките на риска бяха извършени от редица професионални консултанти. По време на фазите на оценка на уязвимостта и разработване на мерки срещу наводнения, National Grid работи в тясно сътрудничество с Агенцията за околна среда на Обединеното кралство, природните ресурси на Уелс, местните власти, вътрешните дренажни съвети и нейните енергийни партньори в рамките на ETR 138. Освен това при разработването на рамката, основана на ETR 138, National Grid поиска одобрение за плановете за отбрана от Министерството на бизнеса, енергетиката и промишлената стратегия (BEIS) и нашия регулатор, Службата за пазарите на газ и електроенергия (Ofgem).

Факторите за успех при прилагането на мерките за адаптиране, които са част от националната рамка за защита от наводнения на подстанциите в електропреносната мрежа, включват ясна визия, ясни целеви равнища на устойчивост, силно лидерство и добро сътрудничество и партньорство с местните и националните органи. Тъй като BEIS и Ofgem са подписали споразумението и участват в изготвянето и актуализирането на ETR 138, това рационализира процеса на финансиране и оправдава инвестициите в устойчивост на наводнения.

Местно значимите ограничаващи фактори могат да включват други сектори, които не работят на толкова високо равнище на устойчивост. Тъй като данните за наводненията, моделирането и опитът от действителните наводнения постоянно узряват и се усъвършенстват, това създава трудна ситуация за поддържане на целево ниво на устойчивост 1:1 000. Има няколко примерни места, където нивата на наводненията или са се увеличили, или са намалели, което след това е повлияло на решението за устойчивост на наводнения.

Общите разходи за изпълнението на първата фаза на националната рамка за защита от наводнения на подстанцията на мрежата са около 117 млн. британски лири, като се очакват допълнителни 59 млн. британски лири за допълнителни инвестиции за устойчивост по отношение на рисковете, свързани с повърхностните води. Разходите за демонтируеми защити се оценяват на между 2,5 и 3 милиона британски лири и включват разполагане както за учения, така и за реални събития.

Очакваните ползи са защитата от наводнения на подстанциите на националната електроенергийна мрежа и поддържането на енергийните доставки, като по този начин се предотвратяват каскадните ефекти върху други сектори и услуги.

Основните правни фактори за мерките за адаптиране, които са част от националната рамка за защита от наводнения на подстанцията на мрежата, са Регламентът относно риска от наводнения (2009 г.), който е част от процеса на прилагане на Директивата на ЕС за наводненията, и Законът на Обединеното кралство за изменението на климата (2008 г.), включително изискванията за периодично докладване по сектори.

Регламентът за риска от наводнения от 2009 г. изисква от водещите местни органи по наводненията (LLFA), Агенцията за околната среда и природните ресурси на Уелс да изготвят и публикуват планове за управление на риска от наводнения (ПУРН) на шестгодишен цикъл. В Закона на Обединеното кралство за изменението на климата се изисква Националната мрежа да докладва редовно за дейностите за реагиране на адаптирането. Тази оценка и докладване също така насърчиха Националната мрежа да продължи с дейностите за защита от наводнения.

Националната рамка за защита от наводнения на подстанциите в електропреносната мрежа започна през 2008 г. Прилагането на защитата от наводнения от приливни и речни рискове се очаква да приключи до 2021 г. Въпреки това, когато е установена ефективност при координирането на строителните работи със схемите на големите агенции за развитие на обектите и за околната среда, малък брой обекти ще излязат извън тази дата. Допълнителни инвестиции в рисковете за повърхностните води ще бъдат направени в рамките на регулаторния период за докладване 2021—2026 г.

Националната рамка за защита от наводнения на подстанцията на електроенергийната мрежа включва голямо разнообразие от специфични мерки, всяка от които има специфичен жизнен цикъл. Обикновено продължителността на живота варира между 30 и 80 години. Националната мрежа разглежда рисковете от наводнения като дългосрочен въпрос, свързан с адаптацията, и ще изисква чести прегледи и бдителност.

Douglas Dodds
Environmental Engineer
National Grid Electricity Transmission
E-mail: douglas.dodds@nationalgrid.com 
Tel.: +44 (0)7825 385425