Επέκταση της υδροηλεκτρικής ενέργειας και βελτιωμένη διαχείριση ως απάντηση στο αυξημένο λιώσιμο των παγετώνων στην Ισλανδία

Οι αυξανόμενες παγκόσμιες θερμοκρασίες που προκαλούνται από την κλιματική αλλαγή αναμένεται να προκαλέσουν αυξημένη τήξη των παγετώνων στην Ισλανδία, αυξάνοντας έτσι τη ροή του νερού σε υδροηλεκτρικά εργοστάσια. Σχεδόν όλοι οι ισλανδικοί παγετώνες έχουν χάσει μάζα από τις αρχές της δεκαετίας του 1990. η τάση αυτή αναμένεται να συνεχιστεί με το κλίμα θέρμανσης. Έχει προβλεφθεί ότι σχεδόν κανένας ισλανδικός παγετώνας δεν θα μείνει σε 2200. Η ροή στους παγετώνες ποταμούς θα αυξηθεί ταυτόχρονα με την τήξη των παγετώνων. Η απορροή αναμένεται να κορυφωθεί τα επόμενα 50 χρόνια, μετά την οποία η απορροή από το λιώσιμο των παγετώνων αναμένεται να μειωθεί μέχρι το μηδέν το 2200.

Για το έτος 2015, η αύξηση των σεναρίων εισροής με χρήση του κλίματος του 2015 είναι περίπου 10 % υψηλότερη από ό,τι είχε προβλεφθεί μέσω ιστορικών κλιματικών καταγραφών. Τα σενάρια εισροής αντιπροσωπεύουν ιστορικές εισροές από τη δεκαετία του 1950 έως σήμερα, οι οποίες προβλέπονταν σε (α) συγκεκριμένο(-α) έτος(-α) στο μέλλον, χρησιμοποιώντας τόσο τις εκτιμώμενες ιστορικές τάσεις της θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων όσο και τις προβλεπόμενες μελλοντικές τάσεις λόγω της κλιματικής αλλαγής. Μέχρι σήμερα, το υπάρχον σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας ήταν ως επί το πλείστον σε θέση να αξιοποιήσει αυτή την αύξηση της ροής χωρίς επενδύσεις. Ο όγκος των εισροών προβλέπεται να αυξηθεί κατά 15 % επιπλέον έως το 2050, σε σύγκριση με το 2015. Το υπάρχον ηλεκτρικό σύστημα μπορεί να χρησιμοποιήσει μόνο το 30 % αυτής της αύξησης. Χωρίς τροποποιήσεις στους υφιστάμενους υδροηλεκτρικούς σταθμούς, το υπόλοιπο της αυξημένης ροής αναμένεται να χυθεί πάνω από τις χυτές. Για να αξιοποιηθούν πλήρως οι αυξημένοι ρυθμοί ροής, τόσο η εγκατεστημένη χωρητικότητα του στροβίλου όσο και η αποθήκευση ταμιευτήρων στους υφιστάμενους υδροηλεκτρικούς σταθμούς θα πρέπει να αυξηθούν.

Η υπερθέρμανση της ατμόσφαιρας υπό την κλιματική αλλαγή προκαλεί επιταχυνόμενη τήξη των παγετώνων, γεγονός που έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της ροής του νερού στους υδροηλεκτρικούς σταθμούς. Ο πρώτος στόχος της Landsvirkjun (της Εθνικής Εταιρείας Ηλεκτρισμού) είναι η βελτίωση των προβλέψεων της ροής του νερού στο πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής. Οι καλύτερες προβλέψεις διευκολύνουν τα μέτρα προσαρμογής που ελαχιστοποιούν τις περιττές διαρροές υδάτων μέσω των διαρροών. Τα μέτρα αυτά περιλαμβάνουν την τροποποίηση των σχεδίων διαχείρισης ταμιευτήρων, την εγκατάσταση πρόσθετων υποδομών και/ή τον επανασχεδιασμό υφιστάμενων υποδομών για τη διαχείριση της αυξημένης απορροής. Ένα παράλληλα όφελος είναι η αυξημένη αντιπλημμυρική προστασία, καθώς οι ταμιευτήρες μπορούν να λειτουργήσουν ως πρόσθετη ρυθμιστική ικανότητα σε περίπτωση ακραίων πλημμυρών.

Στη συνεργατική έρευνα με άλλες σκανδιναβικές κυβερνήσεις και ερευνητικούς οργανισμούς ως μέρος της ομάδας Norden, η Landsvirkjun χρησιμοποιεί υδρολογικά μοντέλα για την προβολή της μελλοντικής ροής του νερού, λαμβάνοντας υπόψη τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής. Οι προβλέψεις για τη μελλοντική ροή των ποταμών βελτιώθηκαν μέσω της χρήσης παρατηρούμενων δεδομένων θερμοκρασίας και βροχοπτώσεων και οι καμπύλες έκτασης-όγκο-ύψωσης παγετώνων προσαρμόστηκαν σύμφωνα με τις τάσεις από προσομοιώσεις κλιματικών μοντέλων. Αυτές οι πληροφορίες στη συνέχεια τροφοδοτήθηκαν σε ένα υδρολογικό μοντέλο για την παραγωγή διορθωμένων ροών που ευθύνονται για την κλιματική αλλαγή. Η Landsvirkjun ενσωμάτωσε διορθωμένες ροές στις στρατηγικές διαχείρισης ταμιευτήρων της. Ο οργανισμός ενημερώνει τη σειρά ροής και, στη συνέχεια, τη διαχείριση των ταμιευτήρων, κάθε πέντε χρόνια, ώστε να αντικατοπτρίζει τις μεταβαλλόμενες κλιματικές συνθήκες. Για το νέο σχεδιασμό και την ανακαίνιση παλαιότερων φυτών, η Landsvirkjun χρησιμοποιεί ως προδιαγραφή σχεδιασμού που εξετάζει τις μελλοντικές ροές εντός 15 ετών και μετά.

Η διορθωμένη σειρά ροής του Landsvirkjun χρησιμοποιεί δεδομένα από την IPPC, καθώς και συγκεκριμένα αποτελέσματα για την Ισλανδία, όπως η αναμενόμενη εποχική κατανομή των μεταβολών της θερμοκρασίας και των βροχοπτώσεων. Η σειρά ροής βαθμονομείται περαιτέρω ετησίως με βάση τα αποτελέσματα της παρακολούθησης. Τα ευρήματα αυτά χρησιμοποιούνται για την προσαρμογή της διαχείρισης των ταμιευτήρων και για την αξιολόγηση πιθανών ανασχεδιασμών και αναβαθμίσεων των υφιστάμενων σταθμών ηλεκτροπαραγωγής, καθώς και για προτάσεις για μελλοντικά έργα. Στην ουσία, η διαχείριση και ο σχεδιασμός των υφιστάμενων και των προγραμματισμένων περιουσιακών στοιχείων προσαρμόζεται για να επωφεληθεί από τις αυξημένες ροές παγετώνων, με βάση βελτιωμένα δεδομένα για τις τρέχουσες και μελλοντικές ροές. Τα μέτρα αυτά έχουν ως αποτέλεσμα την αύξηση της παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας στην Ισλανδία, λόγω των μειωμένων απωλειών υδάτινων πόρων μέσω διαρροών.

Ο υδροηλεκτρικός σταθμός Búrfell παρέχει ένα παράδειγμα όπου βελτιωμένα δεδομένα ροής νερού κατέστησαν οικονομικά εφικτή την επέκταση: η ισχύς του σταθμού αυξήθηκε από 70 MW σε 100 MW. Η Landsvirkjun αποφάσισε να κατασκευάσει έναν νέο υδροηλεκτρικό σταθμό, ο οποίος επεκτείνει τον αρχικό σταθμό ηλεκτροπαραγωγής και μειώνει το φορτίο του. Η νέα επέκταση του Búrfell κατασκευάστηκε υπόγεια για οικονομικούς λόγους και λόγους βιωσιμότητας· λειτουργεί από τον Ιούνιο του 2018. Ο υδροηλεκτρικός σταθμός Búðarháls είναι ένα νέο έργο που ανατέθηκε το 2014. Η παραγωγική ικανότητα του σταθμού αυτού αυξήθηκε από τα αρχικά προγραμματισμένα 80 MW σε 95 MW για την αντιμετώπιση της κλιματικής αλλαγής. Το έργο υδροηλεκτρικής ενέργειας Hvammur είναι ένα μελλοντικό έργο, όπου η δυναμικότητα έχει επίσης αυξηθεί με βάση τις διορθωμένες ροές, από 82 MW σε 95 MW. Το έργο Hvammur εγκρίθηκε από το ισλανδικό κοινοβούλιο στο πλαίσιο του «Master Plan for Nature Protection and Energy Utilization» (βλ. ενότητα σχετικά με τις νομικές πτυχές), αλλά δεν έχει ληφθεί απόφαση για την έναρξη της κατασκευής.

Η εταιρεία συνεργάστηκε με τη Norden για να εντοπίσει και να αναλύσει τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στα συστήματα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Η Norden είναι μια περιφερειακή συνεργατική πρωτοβουλία, στην οποία συμμετέχουν κυβερνήσεις και ερευνητικοί οργανισμοί από τη Δανία, τη Φινλανδία, την Ισλανδία, τη Νορβηγία, τη Σουηδία, τις Φερόες Νήσους, τη Γροιλανδία και το Åland. Το πρόγραμμα χρηματοδοτείται από το Σκανδιναβικό Συμβούλιο Υπουργών

Σε αυτή τη συνεργατική έρευνα, τα παρατηρούμενα δεδομένα θερμοκρασίας και βροχοπτώσεων, καθώς και οι καμπύλες αύξησης του όγκου των παγετώνων, προσαρμόστηκαν σύμφωνα με τις τάσεις των κλιματικών μοντέλων. Ιστορικά δεδομένα σχετικά με το λιώσιμο των παγετώνων και την προβλεπόμενη αύξηση της απορροής και του όγκου του νερού που προέκυψε προέκυψαν. Αυτή η ανταλλαγή γνώσεων και έρευνας μεταξύ των σκανδιναβικών χωρών εξασφάλισε μια καλά ανεπτυγμένη βάση τεκμηρίωσης που επανεξετάζεται από ερευνητική κοινοπραξία και ως εκ τούτου διαδίδεται στην ευρύτερη κοινότητα.

Η δημόσια διαβούλευση έχει συμπεριληφθεί στο σχεδιασμό της επέκτασης των υφιστάμενων υδροηλεκτρικών εγκαταστάσεων μέσω της διαδικασίας εκτίμησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων, όπως κατοχυρώνεται από το νόμο. Η αποδοχή ζητήθηκε επίσης με την εφαρμογή του πρωτοκόλλου αξιολόγησης της βιωσιμότητας της υδροηλεκτρικής ενέργειας (HSAP) για το έργο υδροηλεκτρικής ενέργειας Hvammur και για τη λειτουργία του υδροηλεκτρικού σταθμού Blanda. Ο τελευταίος έλαβε το βραβείο Blue Planet από το IHA το 2017.

Παράγοντες επιτυχίας:

• Η συνεργασία με άλλες εταιρείες ηλεκτρικής ενέργειας, πανεπιστήμια και ιδρύματα διευκόλυνε και ενίσχυσε την αξιοπιστία των προσπαθειών προσαρμογής· αυτό έγινε κυρίως μέσω της κοινοπραξίας Norden.
• Η Εκτελεστική Επιτροπή της Landsvirkjun συμμετέχει στη διαδικασία προσαρμογής
• Σταδιακή προσέγγιση για την προσαρμογή στην κλιματική αλλαγή: κάθε πέντε χρόνια επανεξετάζονται οι τάσεις του παρελθόντος και οι προβλέψεις για τις βροχοπτώσεις και τη θερμοκρασία, ενώ πραγματοποιείται ετήσια βαθμονόμηση των μοντέλων με βάση τα αποτελέσματα της παρακολούθησης, προκειμένου να προσαρμοστεί η τρέχουσα διαχείριση και οι επενδύσεις της Landvirkjun.
• Δεδομένης της αβεβαιότητας όσον αφορά τις κλιματικές προβλέψεις, η Landsvirkjun διατηρεί εναλλακτικά σχέδια που μπορούν να εφαρμοστούν σε περίπτωση που το επιλεγμένο σενάριο αποδειχθεί ανακριβή. Στα εν λόγω εναλλακτικά σχέδια περιλαμβάνεται η σύναψη συμφωνιών περιορισμού με σημαντικούς καταναλωτές, όπου ένα ποσοστό των ετήσιων πωλήσεων ενέργειας που έχουν συναφθεί με σύμβαση μπορεί να περιοριστεί, εκτός από τα σχέδια που είναι έτοιμα για την κατασκευή νέων έργων ανανεώσιμης υδροηλεκτρικής ενέργειας, γεωθερμικής και αιολικής ενέργειας.

Περιοριστικός παράγοντας:

• Η αυξημένη ροή του νερού αναμένεται να είναι προσωρινή. Οι ροές τήξης πάγου προβλέπεται να φθάσουν σε ένα οροπέδιο έως το 2030 και να παραμείνουν σταθερές στη συνέχεια έως το 2080. Μέχρι το 2080, ο όγκος των παγετώνων θα έχει μειωθεί τόσο πολύ ώστε οι ροές θα αρχίσουν να μειώνονται. Αυτό το μακροπρόθεσμο φαινόμενο έχει ελάχιστες επιπτώσεις στις τρέχουσες αποφάσεις, οι οποίες έχουν ορίζοντα λήψης αποφάσεων 50 ετών. Μόλις οι ροές επανέλθουν στα επίπεδα της δεκαετίας του 1990, δηλαδή πριν οι ισλανδικοί παγετώνες αρχίσουν να χάνουν μάζα, οι υφιστάμενοι υδροηλεκτρικοί σταθμοί μπορεί να έχουν κάπως υψηλότερη δυναμικότητα από ό,τι απαιτείται.

Δαπάνες:

• Το κόστος επένδυσης σε ερευνητικά έργα στο πλαίσιο μιας σκανδιναβικής συνεργατικής πρωτοβουλίας (Norden) ήταν μέτριο, περίπου 1 εκατομμύριο ευρώ.
• Το κόστος τροποποίησης των σχεδίων διαχείρισης ταμιευτήρων είναι μέτριο και αντανακλάται ως εσωτερικό κόστος, όπως η προσθήκη 2-3 μελών του προσωπικού.
• Το κόστος τροποποίησης του σχεδιασμού των προγραμματισμένων περιουσιακών στοιχείων (στις περισσότερες περιπτώσεις αυξάνεται η δυναμικότητα των υδροηλεκτρικών έργων) είναι υψηλό, της τάξης των δεκάδων εκατομμυρίων ευρώ.

Κύρια οφέλη:

• Η βελτιωμένη υδρολογική μοντελοποίηση έχει δώσει πολύτιμες πληροφορίες για τη λήψη αποφάσεων σχετικά με μελλοντικές επενδύσεις σε υδροηλεκτρικούς σταθμούς.
• Η αυξημένη παραγωγική ικανότητα της τάξης του 10 % μέχρι σήμερα, η οποία ανταποκρίνεται στις αυξημένες ροές νερού λόγω της τρέχουσας και της κλιματικής αλλαγής του έργου, αυξάνει τα ετήσια έσοδα.

Οι εγκαταστάσεις αυξημένης δυναμικότητας ταμιευτήρων μπορούν να εξασφαλίσουν τη ρυθμιστική ικανότητα έναντι ακραίων πλημμυρών, οδηγώντας έτσι σε αυξημένη αντιπλημμυρική προστασία. Τα πιο ακραία φαινόμενα πλημμύρας στην Ισλανδία είναι οι πλημμύρες των παγετώνων λόγω των ηφαιστειακών εκρήξεων. Οι πλημμύρες των παγετώνων είναι πιο συχνές στην Ισλανδία από ό, τι σε άλλα μέρη του κόσμου, λόγω της αλληλεπίδρασης των ηφαιστείων με τους παγετώνες.

Το «Γενικό Σχέδιο για την Προστασία της Φύσης και την Ενεργειακή Αξιοποίηση» είναι ένα εργαλείο για τη συμφιλίωση των ανταγωνιστικών συμφερόντων της διατήρησης της φύσης και της παραγωγής ενέργειας σε εθνική κλίμακα και στα πρώτα στάδια σχεδιασμού. Ωστόσο, η πτυχή της προσαρμογής στην κλιματική αλλαγή δεν λαμβάνεται υπόψη σε αυτά τα στάδια σχεδιασμού και δεν περιλαμβάνεται επίσης στο πλαίσιο της διαδικασίας εκτίμησης περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Σημαντικό στοιχείο που πρέπει να ληφθεί υπόψη είναι ότι η υδροηλεκτρική ενέργεια της Ισλανδίας αντιπροσωπεύει το 73 % του μεριδίου της ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές και, ως εκ τούτου, αποτελεί σημαντική συμβολή στο ενεργειακό μείγμα της Ισλανδίας.

Χρειάστηκαν τέσσερα έτη (2006-2010) για να χρησιμοποιήσει η εταιρεία Landsvirkjun διορθωμένες σειρές ροών στη διαδικασία λήψης αποφάσεων σχετικά με τη διαχείριση ταμιευτήρων και τις επενδυτικές αποφάσεις για μελλοντικά περιουσιακά στοιχεία. Η εγκατάσταση πρόσθετης δυναμικότητας στον σταθμό παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Búrfell διήρκεσε λίγο περισσότερο από δύο χρόνια από την έναρξη της κατασκευής (2016).

Η αξιολόγηση της αναμενόμενης τήξης των παγετώνων και, ως εκ τούτου, του όγκου του νερού για την παραγωγή υδροηλεκτρικής ενέργειας πραγματοποιείται κάθε πέντε χρόνια και βαθμονομείται με την παρακολούθηση των αποτελεσμάτων σε ετήσια βάση. Ως εκ τούτου, οι επενδυτικές και διαχειριστικές αποφάσεις λαμβάνονται βάσει επικαιροποιημένης αξιολόγησης, λαμβάνοντας υπόψη ιστορικές μετρήσεις και μελλοντικές προβλέψεις. Η στρατηγική αυτή έχει χρονικό ορίζοντα 50 ετών, διότι η απόδοση των επενδύσεων για έργα υδροηλεκτρικής ενέργειας υπολογίζεται σε περίοδο 50 ετών και οι προβλέψεις απορροής από τους παγετώνες μπορούν να γίνουν κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας περιόδου με επαρκή εμπιστοσύνη.

Óli Grétar Blöndal Sveinsson,
Landsvirkjun
Executive VP of Research and Development
E-mail: Oli.Gretar.Sveinsson@landsvirkjun.is 

Úlfar Linnet,
Landsvirkjun
Manager of Resources Department
E-mail: Ulfar.Linnet@landsvirkjun.is 

Halldór Björnsson
Icelandic Met Office
Head of Atmospheric research group
E-mail: halldor@vedur.is 

Landsvirkjun και Ισλανδία Met Office