Tilpasningsmuligheder for eltransmissions- og distributionsnet og -infrastruktur

Bortset fra optimering af software involverer alle muligheder i denne klasse installation eller ændring af infrastrukturer på jorden, i by-, industri-, land- og naturområder. Interaktion mellem interessenter på lokalt plan (med jordejere, lokale myndigheder og den brede offentlighed) langs de installerede/opgraderede nets ruter er derfor afgørende for at sikre social accept og rettidig og omkostningseffektiv etablering af infrastrukturerne. For underjordiske kabler kan koordinering med andre kabelenheder reducere de økonomiske omkostninger og minimere gener for lokalsamfundene ved at begrænse varigheden af graveaktiviteter til et absolut minimum.

Underjordiske kabler er afhængige af tilgængeligheden af den korrekte teknologi og knowhow med hensyn til installation, overvågning og styring. Samarbejde med andre underjordiske kabelenheder, f.eks. teleselskaber, bidrager til at minimere forstyrrelser af befolkningen gennem graveaktiviteter, og omkostningsdeling i forbindelse med graveoperationer reducerer de omkostninger, der bæres af hver enhed. Selv om underjordiske kabler kan blive udsat for nye klimarisici, navnlig som følge af oversvømmelser og jordbevægelser i forbindelse med jordskred, er disse risici indtil videre fortsat hypotetiske. Udgravning på grund af anden bygge- eller vedligeholdelsesaktivitet udgør en central risiko for beskadigelse af installerede underjordiske kabler. Denne risiko kan reduceres ved at anvende digitalisering og GIS-teknologi på underjordiske kabler for at informere gravemaskiner om placeringen af underjordiske kabler.

En stor forskel mellem underjordiske og luftledninger er den måde, hvorpå elektrisk isolering leveres. Luftledninger er isoleret af den luft, der omgiver dem, den billigste og enkleste isoleringsløsning til rådighed. Underjordiske kabler skal isoleres for at undgå strømtab og risiko for elektrisk stød gennem direkte kontakt med jorden. Den elektriske modstand, der genereres af isolering, genererer varme og dermed transmissionstab. Dette kræver større og / eller flere kabler for at kompensere for tabene og et kølesystem (tvungen ventilation, vand eller gasser) for at sprede varme. Underjordiske kabler skal begraves i skyttegrave, beskyttes mod utilsigtede skader og let tilgås, når vedligeholdelse er nødvendig. Samlet set resulterer dette i en større anvendelse af jord til underjordiske kabler sammenlignet med luftledninger under installationen, selv om arealanvendelsen og de visuelle virkninger, de genererer, er betydeligt lavere, når de først er begravet.

Vedligeholdelse af underjordiske kabler er meget mere kompleks og bekostelig end vedligeholdelse af luftledninger: "Hvis der opstår en fejl på et 400 kV underjordisk kabel, er det i gennemsnit ude af drift i en periode på 25 gange længere end 400 kV luftledninger. Dette skyldes hovedsagelig den lange tid, det har taget at lokalisere, udgrave og foretage teknisk involverede reparationer. Disse vedligeholdelses- og reparationsarbejder koster også betydeligt mere" (NationalGrid, 2015).

Endelig er der tekniske begrænsninger for arealanvendelsen i nærheden af kabler, der er specifikke for underjordiske linjer. Ud over behovet for at reservere noget jord for at sikre adgang til linjerne til vedligeholdelsesformål er der også begrænsninger for plantning af træer og hække over kablerne eller inden for 3 m fra kabelgraven for at forhindre indtrængen af vegetation. Trærødder kan trænge ind i kablet backfill surround, som igen kan påvirke kablet rating eller endda resultere i fysisk skade på kablet. Tilsvarende for luftledninger, trævækst modvirkes og kontrolleres under luftledningsledere eller inden for afstande, hvor træer kunne falde på linjerne. Der vil også være højdebegrænsninger for maskiner eller særligt høje køretøjer, f.eks. landbrugsudstyr, i nærheden af luftledninger af sikkerhedshensyn. I byområder er den jordoverflade, der anvendes til nedgravede kabler, langt større end den, der kræves til en luftledning med tilsvarende klassificering. Kabler er historisk set blevet ført under veje for at undgå at trække jord fra alternative anvendelser. Trafikforstyrrelser i forbindelse med fejlundersøgelser og reparationer kan dog være betydelige. Hvis kablerne installeres ved direkte nedgravning i landdistrikterne, er der begrænsninger for anvendelsen af landbrugsudstyr til dybdyrkning for at undgå risikoen for skader. Begravelse af højspændingskabler er også mere kompliceret end udlægning af gas- og vandrør. Desuden skal der bygges underjordiske fællesbugter, som er betonbeklædte og bredere end selve skyttegravene, for hver 500-1 000 m.

For klimasikring af luftledninger er et detaljeret kendskab til fremtidige lokale klimaforhold ved høj opløsning afgørende for at planlægge de nødvendige indgreb. En klar fordel ved at få de mest nøjagtige scenarier for luftledninger er relateret til at forstå, i hvilket omfang de fortsat kan være en gyldig mulighed. Hvis ekstreme hændelser forventes i væsentlig grad at påvirke de områder, hvor luftledningsnet installeres eller planlægges, kan det i sidste ende overvejes at skifte til underjordisk kabelføring. Selv under mindre ekstreme omstændigheder kan identifikation af de ruter, der vil være mindst udsat i fremtiden for ovennævnte trusler mod overheadkabler, hjælpe med at planlægge fremtidig netværksudvikling.

Ud over de direkte fremtidige klimapåvirkninger for både underjordiske net og luftledningsnet er det vigtigt at få indsigt i de fremtidige markedsvilkår, som transmissionssystemoperatører (TSO'er) og distributionssystemoperatører (DSO'er) vil operere under.

Generelt koster driften af underjordiske kabler stort set det samme som driften af luftledninger (NationalGrid, 2015). Kapitalomkostningerne i forbindelse med bygning af underjordiske ledninger er imidlertid meget højere end for luftledninger. Alonso og Greenwell (2013) rapporterer 4 til 14 gange højere byggeomkostninger for underjordiske kabler baseret på en 2011 undersøgelse fra Public Service Commission of Wisconsin. De faktiske omkostninger afhænger imidlertid af de geologiske og geografiske karakteristika ved kablernes rute, installationsmetoden (tunnelinstallationsomkostninger mere end direkte nedgravning), linjens transmissionskapacitet og de valgte muligheder for isolering og nedkøling af underjordiske kabler.

Hævelse af polhøjde er relativt billigt: et casestudie om luftledninger i Det Forenede Kongerige viser, at omkostningerne ved indkøb af overliggende træpæle 0,5 meter højere afhænger af højden på den oprindelige pæl, men de kan være så lidt som omkring 10 GBP (11 EUR) pr. pæl.

For luftledninger regulerer specifikke nationale normer i hvert EU-land den maksimale højde af pælene og den minimale afstand fra jorden.

Bygning af luftledninger eller underjordiske elledninger er underlagt nationale godkendelsesbestemmelser som enhver anden større infrastruktur. Der er en række specifikke miljømæssige ulemper, der skal tages i betragtning i godkendelsesprocessen. I landdistrikter skal forstyrrelser af flora og fauna, arealanvendelse og arkæologiske områder vurderes. I denne henseende er luftledninger normalt mindre forstyrrende end underjordiske kabler og forårsager færre forstyrrelser. I særlige tilfælde kan underjordiske kabler imidlertid have en betydelig positiv indvirkning på visse truede arter. De kan f.eks. reducere dødeligheden som følge af kollisioner mellem elledninger i bestande af vandrende eller fastboende fugle (Bernardino et al., 2018). I både by- og landområder er jordforstyrrelser større, når der lægges underjordiske kabler, end når der opføres luftledningstårne. Den jordmængde, der udgraves for et underjordisk kabel, hvor der installeres to kabler pr. fase, er ca. 14 gange større end for en tilsvarende luftledningsrute. Vegetation skal ryddes langs og til siden af skyttegravene for at give mulighed for konstruktion og tilhørende adgang for køretøjer.

Gennemførelsestiden varierer alt efter de lokale geografiske og geologiske forhold og den anvendte installationsmetode. Det er dog betydeligt længere for underjordiske kabler sammenlignet med luftledninger.

Kabler, uanset om de er overliggende eller underjordiske, er normalt designet til at være i drift i 60 år. Et britisk casestudie rapporterer, at den forventede levetid for træpæle, der understøtter luftledninger, er sammenlignelig: 40-60 år.