Austausch von Oberleitungen durch Erdkabel in Finnland
Diese Fallstudie betrachtet ein finnisches Beispiel für den Austausch von Freileitungen durch eine unterirdische Verkabelung. Die gleiche Strategie wird auch in anderen europäischen Ländern angewandt. Elenia ist der zweitgrößte Stromverteiler in Finnland. Um die Ausfallanforderungen des finnischen Strommarktgesetzes einzuhalten, investieren Verteilernetzbetreiber wie Elenia erheblich in die unterirdische Verkabelung. Dies steht im Einklang mit den erwarteten Auswirkungen des Klimawandels, einschließlich einer erhöhten Häufigkeit und Intensität von Niederschlagsereignissen (insbesondere Stürmen und Schneelasten) sowie einem erhöhten Wachstum und Alter von Bäumen im Zusammenhang mit steigenden Temperaturen, was zu höheren Totholzmengen führt. Es wird erwartet, dass ein Temperaturanstieg aufgrund des Klimawandels dazu führen wird, dass Laubbäume länger im Blatt bleiben, was das Risiko von fallenden Bäumen und die daraus resultierenden Schäden an Stromleitungen erhöht. In vielen Fällen wurden die unterirdischen Verkabelungsbemühungen auf die Installation von Glasfaserkabeln durch Telekommunikationsunternehmen ausgerichtet, im sogenannten „Co-Construction“-Bemühen um Kostenminimierung. Elenia selbst hat das Ziel, bis 2028 75 % der unterirdischen Verkabelung seines Netzes zu erreichen. Die unterirdische Verkabelung trägt zur Anpassung des Energiesystems an den Klimawandel bei, was zu einer sicheren Energieversorgung führt.
Beschreibung der Fallstudien
Herausforderungen
Der Zusammenbruch von Stromkabeln führt zu einem vorübergehenden Stromverlust für die Nutzer und verursacht gleichzeitig zusätzliche Reparationskosten für die Energieversorger. In Finnland wird erwartet, dass sowohl die Stürme als auch die Niederschläge im Einklang mit dem Klimawandel zunehmen werden (Ruosteenoja et al., 2016). Schneeniederschläge können sich auf Oberleitungen ansammeln, die Schäden, Bruch und Stromausfälle verursachen. Ob durch direkte Auswirkungen oder indirekte Auswirkungen (z. B. durch Baumfall), Stürme können auch Schäden an Stromleitungen verursachen, was zu Stromausfällen führt. Darüber hinaus können Stürme oft die Geschwindigkeit von Blitzblitzen erhöhen, eine weitere Ursache für Stromausfälle durch Schäden an Stromleitungen. Baumfall, verursacht durch mehrere Faktoren, einschließlich starker Winde, Wasseransammlung im Boden (was zu einer leichteren Entwurzelung führt), Schneeansammlung oder Beleuchtung, kann das gleiche Ergebnis haben. Der Klimawandel wird auch dazu führen, dass Laubbäume länger im Blatt bleiben, was das Risiko von sturmbedingten Schäden erhöht. Dennoch hängt das Ausmaß, in dem Niederschlag und Windstürme den Baumfall verursachen, vom Alter und Umfang der betreffenden Bäume ab.
Ziele
Um die Ausfallanforderungen des finnischen Strommarktgesetzes einzuhalten und sich an immer häufigere und extreme Wetterereignisse anzupassen, investieren Verteilernetzbetreiber wie Elenia erheblich in die unterirdische Verkabelung. Seit 2009 konzentriert sich Elenia auf die Entwicklung nur wetterfester Verteilerlinien, einschließlich der unterirdischen Verkabelung. Die witterungssicheren Maßnahmen zielen darauf ab, die Versorgungssicherheit zu verbessern und die lokale Beschäftigung für die unterirdische Verkabelung für den betreffenden Zeitraum zu fördern. Derzeit sind 41 % der Verkabelung des Unternehmens unterirdisch, mit einem Ziel von 75 % für 2028.
In diesem Fall umgesetzte Anpassungsoptionen
Lösungen
Die unterirdische Verkabelung wird als eine Technik zur Anpassung von Stromübertragungs- und -verteilungssystemen an den Klimawandel angesehen, da sie Vermögenswerte vor erwarteten Auswirkungen des Klimawandels schützt, einschließlich Stürmen und übermäßiger Schneelast. Die Installation der unterirdischen Verkabelung umfasst drei vorherrschende Techniken: Verkabelung in betonverstärkte Rinnen, Verlegung der Kabel in unterirdische Tunnel oder direkte Verlegung der Kabel. In Finnland umfasst die verwendete Technik den Bau von Gräben von etwa 0,45 m bis 1 m Tiefe, wobei die Verkabelung dann in der Bodenschicht vergraben ist.
Durch die Verkabelung unterirdisch können die meisten widrigen Wetterbedingungen, die traditionelle Übertragungsinfrastrukturen oberirdisch ausgesetzt sind, vermieden werden. Dies bezieht sich hauptsächlich auf Niederschlag und Windstürme, die Schäden an Oberleitungsleitungen entweder direkt oder indirekt durch Baumfall verursachen können, was zu Stromausfällen führt. Die unterirdische Verkabelung kann die Forderung nach weiteren und häufigeren Investitionen in die Instandhaltung und Reparatur von Übertragungsinfrastrukturen mindern. Zu den erwarteten Vorteilen gehört eine sicherere Energieversorgung mit weniger wetterbedingten Stromausfällen und gleichzeitig Kosteneinsparungen auf lange Sicht durch reduzierte Wartung und Reparaturen.
Relevanz
Der Fall wurde hauptsächlich aufgrund anderer politischer Ziele entwickelt und umgesetzt, jedoch unter erheblicher Berücksichtigung von Aspekten der Anpassung an den Klimawandel.
Zusätzliche Details
Stakeholderbeteiligung
Elenia-Vertreter schlugen vor, dass der Aufbau wetterfester Netze ein langfristiger Prozess sei, der Offenheit und Interaktion sowohl für die operativen Zwecke als auch zur Schaffung von Vertrauen in diesen langfristigen Wandel erforderte. Dadurch ist die Interaktion mit wichtigen Stakeholdern auf verschiedenen Ebenen und insbesondere mit Gemeinden in den Betrieb von Elenia eingebettet. Diese Interaktion findet in der Regel in einer kollaborativen Atmosphäre statt. Zum Beispiel führte Elenia im Dezember 2016 eine beliebte Veranstaltung für Anwohner in Ruovesi zum Verkabelungsprojekt durch.
Elenia bezieht so weit wie möglich verschiedene Stakeholder in verschiedene Bauphasen ein. Zum Beispiel berichtet Elenia über Treffen mit Landeigentümern, Behörden und der breiten Öffentlichkeit, eine intensive Zusammenarbeit mit lokalen und regionalen Medien und auch über soziale Medien, um ihren Interessenträgern offene Informationen zu geben.
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse
Der entscheidende Erfolgsfaktor für die unterirdische Verkabelung ist die Verfügbarkeit der richtigen Technologie für die unterirdische Verkabelung in Bezug auf Installation, Überwachung und Verwaltung. Elenia kooperiert so viel wie möglich mit anderen unterirdischen Verkabelungseinrichtungen wie Telekommunikationsunternehmen, um Störungen der Bevölkerung durch Grabenaktivitäten zu minimieren und Kosten durch Zusammenarbeit zu senken. Obwohl die unterirdische Verkabelung neuen Klimagefahren ausgesetzt sein könnte, insbesondere durch Überschwemmungen und Bodenbewegungen im Zusammenhang mit Erdrutschen, bleiben diese Risiken bislang hypothetisch. Die Ausgrabung aufgrund anderer Bau- oder Wartungstätigkeiten stellt ein wesentliches Risiko für Schäden an installierten Erdkabeln dar. Zu den jüngsten Innovationen von Elenia gehören jedoch die Anwendung der Digitalisierung und GIS-Technologie auf Erdkabel mit dem Ziel, Bagger über den Standort von Erdkabeln zu informieren. Obwohl es keinen regionalen Fokus gibt und das Netzwerkgebiet konsequent behandelt wird, konzentrierte sich Elenia in den ersten Jahren auf die Gebiete mit der höchsten Dichte, wobei ländliche Gebiete folgen sollten.
Kosten und Nutzen
In Finnland belaufen sich die geplanten Investitionen von Elenia für 2018 auf 140 Mio. EUR. Die größten Kosten beziehen sich auf die Installation, wobei ein erheblicher Teil davon für Ausgrabungen ausgegeben wird. Elenia zielt darauf ab, Kosten durch die Zusammenarbeit mit Telekommunikationsunternehmen für gemeinsame Ausgrabungsbemühungen nach Möglichkeit zu minimieren. In der siebten MitteilungFinnlands an die UNFCCC wird davon ausgegangen, dass die Gesamtinvestitionen in Vertriebsnetze, die zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit (auch durch unterirdische Verkabelung) erforderlich sind, auf 2 800 Mio. EUR veranschlagt werden.
Die Vorteile, die zum jetzigen Zeitpunkt noch nicht quantifiziert sind, werden eine sicherere Energieversorgung sowie die Bereitstellung von Arbeitsplätzen für Aushub- und Installationsarbeiten während des erforderlichen Zeitraums umfassen. Darüber hinaus gibt es Vorteile, die nichts mit der Anpassung an den Klimawandel zu tun haben. Dazu gehören ein geringerer visueller Aufprall und ein geringeres Unfallrisiko, z. B. Brände und Aufprall im Zusammenhang mit defekten oder gefallenen Kabeln.
2018 wurde eine Studie über die sozialen Kosten und den Nutzen der unterirdischen Verkabelung als zentrale Anpassungsmaßnahme überprüft.
Rechtliche Aspekte
Das finnische Strommarktgesetz wurde 2013 aktualisiert, um vorzusehen, dass bis 2028 Energienetze so ausgelegt sein müssen, dass Stürme oder Schneelasten nicht mehr als 6 Stunden in Stadtgebieten oder mehr als 36 Stunden in anderen Gebieten dauern. Diese Gesetzgebung resultierte aus Finnlands Geschichte von Problemen mit schweren Stromausfällen aufgrund von Stürmen und starken Schneelasten. Obwohl die Betreiber von Stromverteilungsnetzen selbst entscheiden können, wie sie dieser Anforderung gerecht werden können, war diese Gesetzgebung der wichtigste Motor für die unterirdischen Verkabelungsbemühungen im Land. Elenia ist nicht das einzige Unternehmen, das unterirdische Verkabelungsbemühungen in Finnland unternimmt, sondern alle Elektrizitätsunternehmen des Landes berücksichtigen sie gebührend, was erhebliche Veränderungen in der Branche zeigt.
Umsetzungszeitraum
Der Anteil der unterirdischen Verkabelung im Stromnetz von Elenia stieg von 38 % im Jahr 2016 auf 41 % im Jahr 2017. Diese Quote gibt einen Hinweis auf die Fortschritte bei der Erreichung des Ziels von 75 % bis 2028. Die Umsetzungszeit für ein bestimmtes Projekt variiert zwischen mehreren Monaten und mehreren Jahren, insbesondere abhängig vom abgedeckten Gebiet und der Länge der Kabel (von einigen Kilometern bis zu mehreren hundert Kilometern). Ein typisches unterirdisches Verkabelungsprojekt dauert 1-2 Jahre, wobei das erste Jahr normalerweise der Projektauswahl und -planung gewidmet ist, und das zweite Jahr beinhaltet tatsächliche Konstruktion, Inbetriebnahme und Dokumentation.
Lebensdauer
Es ist schwierig, die genaue Lebensdauer der unterirdischen Kabel zu bestimmen, die Elenia derzeit installiert, da noch keines ihr Ende der Lebensdauer erreicht hat. Die technische Lebensdauer von Erdkabeln wird auf 50 Jahre bis 70 Jahre geschätzt. Die regulatorische oder wirtschaftliche Lebensdauer kann etwas kürzer sein.
Referenzinformationen
Kontakt
Jorma Myllymak
Elenia
Board Member, Former Head of Operations and Network Performance
E-mail: Jorma.myllymaki@elenia.fi
Kuusela-Opas Heini
Elenia
Head of Communications
E-mail: heini.kuusela-opas@elenia.fi
Tatu Pahkala
Ministry of Economic Affairs and Employment
Energy Department, Energy markets
Senior Adviser
E-mail: tatu.pahkala@tem.fi
Webseiten
Referenz
Veröffentlicht in Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Zuletzt aktualisiert in Climate-ADAPT Apr 18 2024
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