Ilmajohtojen mukauttaminen Yhdistyneen kuningaskunnan kasvaviin lämpötiloihin

Äärimmäisten helleaaltojen esiintymistiheyden Yhdistyneessä kuningaskunnassa odotetaan kasvavan tulevaisuudessa. Yhdistyneen kuningaskunnan ilmastoennusteissa 2009 ennustetaan, että kesälämpötilat nousevat jopa 4 ° C: lla osissa Yhdistynyttä kuningaskuntaa keskimääräisten päästöjen skenaariossa vuoteen 2080 mennessä. Tällainen ympäristön lämpötilan nousu uhkaa siirto- ja jakeluverkonhaltijoita sähköjohtojen lämpölaajenemisen vuoksi, kun niitä kuumennetaan. Tällainen lämpölaajeneminen voi aiheuttaa viivojen roikkumisen, mikä tarkoittaa, että niiden raivaus maasta voi tulla vaaraksi suurelle yleisölle. Hiipuminen voi myös johtaa kosketukseen puiden ja muiden rakenteiden kanssa, mikä voi johtaa sähköiskuun tai tulipaloihin. Useimmissa Euroopan maissa, myös Yhdistyneessä kuningaskunnassa, on voimassa lainsäädäntö, jolla säilytetään vähimmäisetäisyys voimajohtojen ja maan tai rakenteiden välillä sen varmistamiseksi, että mahdolliset sähköiskut tai tulipalot vältetään. Korkeammat ympäristön lämpötilat tarkoittavat sitä, että ilmajohtojen läpi kulkevaa sähkövirtaa on pienennettävä laitteiden ylikuumenemisen estämiseksi.

Lisäksi lämpimämmät voimajohdot voivat johtaa tehokkuuden vähenemiseen alentamisena tunnetun prosessin vuoksi. Yhdistyneen kuningaskunnan sähkölaitokset ovat arvioineet, että lämpötilan nousu ilmastonmuutoksen aikana voisi aiheuttaa kantokyvyn vähenemisen 4-9 prosentilla 2000-luvun puoliväliin mennessä. Kaikki nämä vaikutukset johtavat viime kädessä onnettomuusriskeihin, sähkökatkoksiin ja tulonmenetyksiin sekä verkon porrastettuihin vikoihin. Näitä vaikutuksia pahentaa sähkön kysynnän kasvu lämpöjaksojen aikana esimerkiksi ilmastoinnin vuoksi.

Yhdistyneen kuningaskunnan siirto- ja jakeluverkot ovat ryhtyneet tarkistamaan ja päivittämään ilmajohtojen luokituksia koko verkossaan. Tämä edellyttää sen toiminnallisen enimmäislämpötilan määrittämistä, jota ilmajohtoihin voidaan soveltaa ilmastonmuutosskenaarioissa, ja suunnittelustandardin määrittämistä, jotta voidaan ottaa huomioon radan ennakoitu hidastuminen. Nämä sopeutumistoimenpiteet lisäävät energiavarmuutta ja vähentävät sähköiskujen ja tulipalojen riskiä.

Western Power Distribution (WPD) toimittaa sähköä 8 miljoonalle asiakkaalle 55 500 km2:n huoltoalueella Isossa-Britanniassa. WPD on hyötynyt Yhdistyneen kuningaskunnan Met Officen (kansallinen sääpalvelu) johtamasta tutkimuksesta. Tutkimuksessa ”Energy Project 2 Climate Change Impacts on the U.K. Energy Industry Project” hyödynnettiin energia-alan asiantuntemusta, jotta voitiin tunnistaa ilmastonmuutoksen vaikutukset energian tuotantoon, jakeluun, siirtoon ja kysyntään. WPD teki yhteistyötä energiaverkkoyhdistyksen (ENA) (siirto- ja jakelulupien haltijoiden rahoittama toimialajärjestö) kanssa toteuttaakseen tutkimukseen perustuvia sopeutumistoimenpiteitä ja laatiakseen suunnitelmia voimajohtojen alentamisen torjumiseksi.

Yksilöityjä mukautustoimenpiteitä olivat voimajohtoja tukevien pylväiden korkeuden lisääminen, kuumemmilla käyttörajoilla varustettujen johtimien asentaminen tai ”matalasäikeisten” johtimien käyttö. WPD arvioi, että lisääntynyt altistuminen korkeammille lämpötiloille ennustetuissa ilmastonmuutoksissa johtaisi pienempään sallittuun virtaan puupylväiden nykyisten suunnittelustandardien mukaisesti. Tästä aiheutuisi toiminnanharjoittajalle tehokkuustappioita ja mahdollisesti taloudellisia tappioita. Kustannustehokkain toimenpide oli uusien ilmajohtoreittien suunnittelulämpötilan nostaminen, jonka saavuttaminen nostaisi tyypillisesti puupylväiden suunnittelukorkeutta 0,5 metrillä. Tähän korkeuden kasvuun voitaisiin ottaa huomioon ennakoitu hidastumisen lisääntyminen ylittämättä ilmajohtojen korkeutta koskevia lakisääteisiä rajoja. Lisäksi WPD on yhdessä muiden Yhdistyneen kuningaskunnan DNO:iden kanssa äskettäin saattanut päätökseen hankkeen, jolla päivitetään Yhdistyneen kuningaskunnan jakeluteollisuuden käsitystä ilmajohtojen johdinluokituksista. Tekemällä yhteistyötä ENA:n kanssa WPD toteuttaa tulokset kansallisten standardien päivityksenä.

Osana tätä jatkuvaa prosessia WPD ja useat muut Yhdistyneen kuningaskunnan energiayhtiöt kehittävät myös ohjelmistotyökalua, jonka avulla Yhdistyneen kuningaskunnan energiayhtiöt voivat optimoida ilmajohtoluokituksensa.

Sopeutumistoimenpiteiden määrittämistä koordinoitiin yhteistyössä Energy Network Associationin (ENA) kanssa, ja nimetty ilmastonmuutokseen sopeutumista käsittelevä työryhmä helpotti hallitusten, sääntelyvirastojen ja verkko-operaattoreiden jäsenten välisiä keskusteluja. Tällaisen sidosryhmien osallistumisen kautta Western Power Distribution tarkistaa ennakoivasti sopeutumissuunnitelmia ja niitä seuraavia toimenpiteitä.

Yksityiskohtaiset ilmastonmuutoksen vaikutukset energiajärjestelmään yksilöitiin yhteistyössä useiden sidosryhmien kanssa EP2 Climate Change Impacts on the U.K. Energy Industry -hankkeessa (jota johtaa Met Office). Tällainen yhteistyö säätietopalvelujen kanssa voi mahdollistaa energia-alan päätöksentekijöiden kannalta suoraan merkityksellisten tietokokonaisuuksien nopean tarjoamisen. Ilmastonmuutoksen todennäköisten vaikutusten tunnistaminen energiajärjestelmään etukäteen antaa aikaa toteuttaa toimenpiteitä järjestelmän häiriönsietokyvyn parantamiseksi. Lisäksi tekemällä yhteistyötä ENA:n kanssa sähköverkko-operaattoreiden jäsenet saatetaan yhteen ENA:n johtamaan ilmastonmuutokseen sopeutumista käsittelevään työryhmään hallituksen ja sääntelyvirastojen kanssa. Työryhmä tuottaa lähestymistapoja, joilla tunnistetaan ilmastonmuutoksen vaikutukset sähkön siirtoverkonhaltijoihin ja jakeluverkonhaltijoihin sekä kehitetään toimenpiteitä ilmastonmuutoksen vaikutuksiin sopeutumiseksi. Tällainen tietojenvaihto voi olla olennainen osa sellaisten kustannustehokkaiden ja tehokkaiden sopeutumistoimenpiteiden valintaa, joista voi olla hyötyä sekä yksityisille toimijoille että julkisille tahoille.

Puisten, 0,5 metriä korkeiden pylväiden hankintakustannukset riippuvat alkuperäisen pylvään korkeudesta, mutta ne voivat olla vain noin 10 puntaa (11 euroa) pylväältä.

Sähköturvallisuus-, laatu- ja jatkuvuusmääräysten (Electricity Safety, Quality and Continuity Regulations 2002) mukaan enintään 33 kV:n ilmajohdot eivät saa olla alle 5,8 metrin korkeudella maanpinnasta radan todennäköisimmässä enimmäislämpötilassa.

Uusien suunnittelustandardien käyttöönotto on jatkuva, proaktiivinen prosessi.

Ilmajohtoja tukevien puupylväiden odotettu käyttöikä on noin 40-60 vuotta. Tämän käyttöiän lopussa pylväät voitaisiin vaihtaa uusien suunnittelustandardien mukaisiksi.

Paul Jewell
Western Power Distribution
E-mail: pjewell@westernpower.co.uk 

Western Power Distribution, Met Office ja ilmastonmuutoskomitean (UK) verkkosivustot ja asiakirjat