Možnosti přizpůsobení elektroenergetických přenosových a distribučních sítí a infrastruktury

V případě optimalizace softwaru zahrnují všechny možnosti v této třídě instalaci nebo úpravu infrastruktur na zemi, v městských, průmyslových, venkovských a přírodních oblastech. Interakce zúčastněných stran na místní úrovni (s vlastníky půdy, místními orgány a širokou veřejností) podél tras instalovaných/modernizovaných sítí je proto zásadní pro zajištění sociální přijatelnosti a včasného a nákladově efektivního zavádění infrastruktur. U podzemních kabelů může koordinace s jinými kabelážními subjekty snížit ekonomické náklady a minimalizovat obtěžování místních komunit tím, že omezí dobu trvání kopání na naprosté minimum.

Podzemní kabeláž je závislá na dostupnosti správné technologie a know-how, pokud jde o instalaci, monitorování a správu. Spolupráce s dalšími subjekty podzemní kabeláže, jako jsou telekomunikační společnosti, pomáhá minimalizovat narušení obyvatelstva prostřednictvím kopání a sdílení nákladů na kopání snižuje náklady, které každý subjekt nese. Ačkoli by podzemní kabeláž mohla být vystavena novým klimatickým rizikům, zejména v důsledku záplav a pohybu půdy v souvislosti se sesuvy půdy, tato rizika dosud zůstávají hypotetická. Výkopy v důsledku jiné stavební nebo údržbářské činnosti představují hlavní riziko poškození instalovaných podzemních kabelů. Toto riziko lze snížit použitím digitalizace a technologie GIS na podzemní kabely, aby byla bagry informována o umístění podzemních kabelů.

Hlavním rozdílem mezi podzemními a nadzemními kabely je způsob, jakým je zajištěna elektrická izolace. Nadzemní kabely jsou izolovány vzduchem, který je obklopuje, což je nejlevnější a nejjednodušší dostupné izolační řešení. Podzemní kabely musí být izolovány, aby se zabránilo ztrátám energie a riziku zásahu elektrickým proudem přímým kontaktem s půdou. Elektrický odpor generovaný izolací vytváří teplo a tím i přenosové ztráty. To vyžaduje větší a/nebo více kabelů, aby se kompenzovaly ztráty, a chladicí systém (nucené větrání, voda nebo plyny) pro odvod tepla. Podzemní kabely musí být pohřbeny v zákopech, musí být chráněny před náhodným poškozením a musí být snadno přístupné, když je nutná údržba. Celkově to vede k většímu využívání půdy podzemními kabely ve srovnání s nadzemními kabely během instalace, i když jakmile jsou pohřbeny, využívání půdy a vizuální dopady, které vytvářejí, jsou podstatně nižší.

Údržba podzemních kabelů je mnohem složitější a nákladnější než údržba nadzemních kabelů: „dojde-li k poruše podzemního kabelu 400 kV, je v průměru mimo provoz po dobu 25krát delší než nadzemní vedení 400 kV. Důvodem je především dlouhá doba potřebná k lokalizaci, vykopání a provedení technicky zapojených oprav. Tato údržba a opravy také stojí podstatně více“ (NationalGrid, 2015).

V neposlední řadě existují technická omezení pro využívání půdy v blízkosti kabelů specifických pro podzemní vedení. Kromě toho, že je třeba vyhradit některé pozemky pro zajištění přístupu k tratím pro účely údržby, existují také omezení výsadby stromů a živých plotů přes kabely nebo do 3 m od kabelového výkopu, aby se zabránilo zasahování vegetace. Kořeny stromů mohou proniknout do obvodu zásypu kabelu, což může ovlivnit hodnocení kabelu nebo dokonce vést k fyzickému poškození kabelu. Podobně u nadzemních vedení je růst stromů odrazován a kontrolován pod vodiči nadzemního vedení nebo v rámci vzdáleností, kde by stromy mohly spadnout na vedení. Z bezpečnostních důvodů budou rovněž zavedena výšková omezení pro strojní zařízení nebo obzvláště vysoká vozidla, jako je zemědělské vybavení, v blízkosti nadzemního vedení. V městských oblastech je plocha půdy použitá pro zakopané kabely mnohem větší než plocha potřebná pro nadzemní vedení s rovnocenným hodnocením. Kabely byly historicky vedeny pod silnicemi, aby se zabránilo odečtení půdy od alternativního využití; narušení dopravy během vyšetřování a oprav závad však může být významné. Tam, kde jsou kabely instalovány přímým zahrabáním ve venkovských oblastech, existují omezení pro používání hluboké kultivační zemědělské techniky, aby se zabránilo riziku poškození. Zakopávání vysokonapěťových kabelů je také složitější než pokládání plynových a vodních trubek. Kromě toho musí být každých 500–1 000 m vybudovány podzemní společné zátoky, které jsou betonově lemované a širší než samotné zákopy.

Pro zajištění odolnosti nadzemních kabelů vůči změně klimatu je zásadní podrobná znalost budoucích místních klimatických podmínek ve vysokém rozlišení, aby bylo možné naplánovat nezbytné zásahy. Jasná výhoda získání co nejpřesnějších scénářů pro nadzemní kabely souvisí s pochopením, do jaké míry mohou být i nadále platnou možností. Pokud se předpokládá, že extrémní události významně ovlivní oblasti, v nichž jsou instalovány nebo plánovány nadzemní kabelové sítě, může být nakonec zvážen přechod na podzemní kabeláž. I za méně extrémních okolností může identifikace tras, které budou v budoucnu nejméně vystaveny výše uvedeným hrozbám pro nadzemní kabeláž, pomoci při plánování budoucího rozvoje sítě.

Kromě přímých budoucích dopadů na klima je pro podzemní i režijní sítě důležité získat poznatky o budoucích tržních podmínkách, v nichž budou provozovatelé přenosových soustav a provozovatelé distribučních soustav působit.

Obecně platí, že provoz podzemních kabelů stojí zhruba stejně jako provoz nadzemních kabelů (NationalGrid, 2015). Kapitálové náklady spojené se stavbou podzemních vedení jsou však mnohem vyšší než náklady na nadzemní kabely. Alonso a Greenwell (2013) uvádějí 4 až 14krát vyšší stavební náklady na podzemní kabely na základě studie Komise pro veřejnou službu ve Wisconsinu z roku 2011. Skutečné náklady však závisejí na geologických a zeměpisných vlastnostech trasy kabelů, způsobu instalace (náklady na instalaci tunelu jsou vyšší než přímé zakopání), přenosové kapacitě vedení a zvolených možnostech izolace a chlazení podzemních kabelů.

Výška stožáru je poměrně levná: případová studie týkající se nadzemního vedení ve Spojeném království uvádí, že náklady na pořízení dřevěných nadzemních stožárů o 0,5 metru vyšší závisí na výšce původního stožáru, ale mohou být jen kolem 10 GBP (11 EUR) za stožár.

V případě nadzemních kabelů upravují maximální výšku sloupů a minimální světlou výšku od země zvláštní vnitrostátní normy v každé zemi EU.

Budování nadzemního nebo podzemního elektrického vedení podléhá vnitrostátním povolovacím předpisům, stejně jako jakákoli jiná významná infrastruktura. V povolovacím řízení je třeba zohlednit řadu konkrétních nedostatků v oblasti životního prostředí. Ve venkovských oblastech musí být posouzeno narušení flóry a fauny, využívání půdy a archeologických nalezišť. V tomto ohledu jsou trolejová vedení obvykle méně rušivá než podzemní kabely a způsobují méně rušení. Ve zvláštních případech však mohou mít podzemní kabely významný pozitivní dopad na některé ohrožené druhy; mohou například snížit úmrtnost způsobenou kolizemi elektrického vedení v populacích migrujících nebo žijících ptáků (Bernardino et al., 2018). V městském i venkovském prostředí je narušení půdy větší při pokládce podzemních kabelů než při stavbě věží nadzemního vedení. Objem zeminy vytěžené pro podzemní kabel, kde jsou instalovány dva fázové kabely, je přibližně 14krát větší než u ekvivalentní trakční trasy. Vegetace musí být odstraněna podél a po stranách zákopů, aby byla umožněna stavba a související přístup pro vozidla.

Doba realizace se liší v závislosti na místních geografických a geologických podmínkách a použité metodě instalace. Je však podstatně delší pro podzemní kabely ve srovnání s nadzemními kabely.

Kabely, ať už režijní nebo podzemní, jsou obvykle navrženy tak, aby byly v provozu po dobu 60 let. Případová studie Spojeného království uvádí, že očekávaná životnost dřevěných sloupů, které podporují nadzemní vedení, je srovnatelná: 40-60 let.