Anpassung der Oberleitungen an die steigenden Temperaturen im Vereinigten Königreich
Mehrere Energieübertragungs- und -verteilungsunternehmen in Großbritannien haben begonnen, die Auswirkungen steigender Temperaturen für die lange Planung der Stromverteilungsinfrastruktur zu berücksichtigen. Steigende Temperaturen können Stromleitungen beeinflussen, indem sie ihre thermische Bemessung (d. h. den maximal zulässigen Strom bei einer bestimmten Temperatur) reduzieren und dazu führen, dass die Leitungen auf ein gefährliches Niveau steigen. Durch die Erhöhung des Nenntemperaturstandards von Freileitungen, um projizierten Temperaturanstiegen gerecht zu werden, können die Übertragungsnetzbetreiber sich an die steigenden Umgebungstemperaturen anpassen, die in ganz Europa erfahren und projiziert werden.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
Die Häufigkeit extremer Hitzewellen in Großbritannien dürfte in Zukunft zunehmen. Das britische Klimaprojekt 2009 geht davon aus, dass die Sommertemperaturen in Teilen Großbritanniens bis 2080 um bis zu 4 °C ansteigen werden. Solche Erhöhungen der Umgebungstemperatur sind eine Bedrohung für die Übertragungs- und Verteilerbetreiber aufgrund der thermischen Ausdehnung von Stromleitungen, wenn sie erhitzt werden. Eine solche thermische Ausdehnung kann dazu führen, dass Linien schleichen, was bedeutet, dass ihre Freistellung von Land zu einer Gefahr für die breite Öffentlichkeit werden kann. Absacken kann auch zu Kontakt mit Bäumen und anderen Strukturen führen, was zu Stromschlägen oder Bränden führen könnte. Die meisten europäischen Länder, einschließlich des Vereinigten Königreichs, verfügen über Rechtsvorschriften, um einen Mindestabstand zwischen Stromleitungen und Boden oder Strukturen aufrechtzuerhalten, um sicherzustellen, dass potenzielle Fälle von Stromschlägen oder Bränden vermieden werden. Höhere Umgebungstemperaturen bedeuten, dass der elektrische Strom, der durch Oberleitungen fließt, reduziert werden muss, um eine Überhitzung von Geräten zu verhindern.
Darüber hinaus können wärmere Stromleitungen aufgrund eines Prozesses, der als De-Rating bekannt ist, zu einer verminderten Effizienz führen. Britische Energieversorger haben festgestellt, dass steigende Temperaturen unter dem Klimawandel dazu führen könnten, dass die Tragfähigkeit bis Mitte des 21.Jahrhunderts um 4-9 % sinkt. All diese Auswirkungen führen letztlich zu Unfällen, Stromeinsparungen und Umsatzeinbußen sowie zu kaskadierenden Netzausfällen. Diese Auswirkungen werden durch den steigenden Strombedarf bei Hitzeepisoden verstärkt, zum Beispiel aufgrund der Klimatisierung.
Ziele
Die Übertragungs- und Verteilungsnetze des Vereinigten Königreichs haben sich vorgenommen, die Freileitungsbewertungen in ihrem gesamten Netz zu überprüfen und zu aktualisieren. Dies beinhaltet die Festlegung der Betriebshöchsttemperatur, die Freileitungen im Rahmen des Klimawandels ausgesetzt werden können, und die Festlegung eines Entwurfsstandards, um den prognostizierten Anstiegen des Zeilenabsackens Rechnung zu tragen. Diese Anpassungsmaßnahmen erhöhen die Energieversorgungssicherheit und verringern das Risiko von Stromschlägen und Feuer.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Western Power Distribution (WPD) liefert Strom an 8 Millionen Kunden in einem 55,500km² großen Servicegebiet in Großbritannien. WPD hat von einer Studie des UK Met Office (dem nationalen Wetterdienst) profitiert. Die Studie „Energy Project 2 Climate Change Impacts on the UK Energy Industry Project“ nutzte die Expertise des Energiesektors, um die Auswirkungen des Klimawandels auf die Energieerzeugung, -verteilung, -übertragung und -nachfrage zu identifizieren. WPD arbeitete mit der Energy Network Association (ENA) (einer von Übertragungs- und Vertriebslizenzinhabern finanzierten Fachorganisation) zusammen, um Anpassungsmaßnahmen auf der Grundlage der Studie zu implementieren und Pläne zur Bekämpfung der Entwertung von Stromleitungen zu erstellen.
Zu den festgestellten Anpassungsmaßnahmen gehörten die Erhöhung der Höhe von Stromleitungen, die Installation von Leitern mit heißeren Betriebsgrenzen oder die Umsetzung der Verwendung von Low-Sag-Leitern. Die WPD stellte fest, dass die erhöhte Exposition gegenüber höheren Temperaturen bei projizierten Klimaänderungen zu einem verringerten zulässigen Strom mit ihren aktuellen Designstandards für Holzmasten führen würde. Dies würde zu Effizienzverlusten und potenziellen wirtschaftlichen Verlusten für den Betreiber führen. Die kostengünstigste Maßnahme bestand darin, die minimale Auslegungstemperatur neuer Oberleitungsstrecken zu erhöhen, deren Erreichung in der Regel die Bauhöhe von Holzstangen um 0,5 Meter erhöhen würde. Diese erhöhte Höhe könnte den projizierten Erhöhungen des Absackens entsprechen, ohne die gesetzlichen Grenzen auf der Höhe von Oberleitungen zu überschreiten. Darüber hinaus hat WPD in Zusammenarbeit mit anderen britischen DNOs vor kurzem ein Projekt abgeschlossen, um das Verständnis der britischen Distributionsindustrie für Leiterbewertungen für Freileitungen zu aktualisieren. Durch ihre Zusammenarbeit mit ENA wird WPD die Ergebnisse als Aktualisierung der nationalen Standards umsetzen.
Im Rahmen dieses laufenden Prozesses entwickeln WPD und verschiedene andere britische Energieunternehmen auch ein Software-Tool, mit dem britische Energieunternehmen ihre Freileitungsbewertungen optimieren können.
Relevanz
Fallbeispiel als Maßnahme zur Anpassung an den Klimawandel entwickelt und umgesetzt.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Der Prozess zur Ermittlung von Anpassungsmaßnahmen wurde durch die Zusammenarbeit mit The Energy Network Association (ENA) koordiniert, wobei die benannte Task Group zur Anpassung an den Klimawandel die Diskussionen zwischen Regierung, Regulierungsbehörden und Mitgliedern von Netzbetreibern erleichterte. Durch ein solches Stakeholder-Engagement überprüft Western Power Distribution proaktiv Anpassungspläne und nachfolgende Maßnahmen.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Detaillierte Auswirkungen des Klimawandels auf das Energiesystem wurden im Rahmen des Projekts „EP2 Climate Change Impacts on the UK Energy Industry“ (unter Leitung des Met Office) durch eine Zusammenarbeit mit mehreren Interessengruppen ermittelt. Solche Kooperationen mit Wetterinformationsdiensten können eine schnelle Bereitstellung von Datensätzen ermöglichen, die für Entscheidungsträger im Energiesektor direkt relevant sind. Die frühzeitige Ermittlung wahrscheinlicher Auswirkungen des Klimawandels auf das Energiesystem lässt Zeit für die Umsetzung von Maßnahmen zur Erhöhung der Widerstandsfähigkeit des Systems. Darüber hinaus werden durch die Zusammenarbeit mit der ENA Mitglieder von Stromnetzbetreibern in der von der ENA geführten Task Group zur Anpassung an den Klimawandel mit Regierung und Regulierungsbehörden zusammengebracht. Die Task Group erarbeitet Ansätze zur Ermittlung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Stromnetzbetreiber und VNB-Netze und entwickelt Maßnahmen zur Anpassung an die Auswirkungen des Klimawandels. Ein solcher Informationsaustausch kann ein integraler Bestandteil der Auswahl kostengünstiger und effizienter Anpassungsmaßnahmen sein, die sowohl privaten Akteuren als auch öffentlichen Bereichen zugute kommen können.
Kosten und Nutzen
Die Kosten für die Beschaffung von Holzpfählen 0,5 Meter höher hängen von der Höhe des ursprünglichen Pfostens ab, aber sie können so wenig wie etwa £10 (EUR 11) pro Stange betragen.
Rechtliche Aspekte
Gemäß der Elektrizitätssicherheits-, Qualitäts- und Kontinuitätsordnung 2002 dürfen Freileitungen bis zu 33 kV bei der höchstwahrscheinlichen Temperatur der Leitung nicht unter 5,8 Meter über dem Boden liegen.
Umsetzungszeitraum
Die Umsetzung neuer Designstandards ist ein kontinuierlicher, proaktiver Prozess.
Lebensdauer
Die erwartete Lebensdauer von Holzmasten, die Freileitungen unterstützen, beträgt etwa 40-60 Jahre. Am Ende dieser Anlagelebensdauer könnten die Pole ersetzt werden, um neue Designstandards zu erfüllen.
Referenzinformationen
Kontakt
Paul Jewell
Western Power Distribution
E-mail: pjewell@westernpower.co.uk
Webseiten
Referenz
Western Power Distribution, Met Office and the Committee on Climate Change (UK) websites and documents
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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