Proširenje hidroenergije i poboljšano upravljanje kao odgovor na povećano otapanje ledenjaka na Islandu

Očekuje se da će rastuće globalne temperature uzrokovane klimatskim promjenama uzrokovati povećano otapanje ledenjaka na Islandu, čime će se povećati protok vode u hidroelektranama. Gotovo svi islandski ledenjaci gube na masi od ranih 1990-ih; Očekuje se da će se taj trend nastaviti s zagrijavanjem klime. Projicirano je da gotovo nijedan islandski ledenjak neće ostati 2200. godine. Protok u ledenjačkim rijekama povećat će se istodobno s otapanjem ledenjaka. Očekuje se da će otjecanje dosegnuti vrhunac u sljedećih 50 godina, nakon čega se očekuje da će otjecanje ledenjaka pasti do razine nule u 2200. godini.

Za 2015. scenariji povećanja priljeva u kojima se upotrebljava klima iz 2015. oko 10 % su veći nego što je bilo predviđeno povijesnim klimatskim zapisima. Scenariji priljeva predstavljaju povijesne priljeve od pedesetih godina prošlog stoljeća do danas za koje se predviđalo da će (a) određene godine biti u budućnosti na temelju procijenjenih povijesnih trendova u pogledu temperature i oborina te predviđenih budućih trendova zbog klimatskih promjena. Do danas je postojeći elektroenergetski sustav uglavnom bio u mogućnosti iskoristiti ovo povećanje protoka bez ulaganja. Predviđa se da će se obujam priljeva do 2050. povećati za dodatnih 15 % u odnosu na 2015. Postojeći elektroenergetski sustav može iskoristiti samo 30% tog povećanja. Bez preinaka postojećih hidroelektrana očekuje se da će se ostatak povećanog protoka preliti preko preljeva. Kako bi se u potpunosti iskoristile povećane brzine protoka, morat će se povećati i instalirani kapacitet turbina i skladištenje spremnika u postojećim hidroelektranama.

Zagrijavanje atmosfere uslijed klimatskih promjena uzrokuje ubrzano otapanje ledenjaka, što rezultira povećanim protokom vode na hidroelektranama. Prvi je cilj društva Landsvirkjun (Nacionalna elektroenergetska kompanija) poboljšati projekcije protoka vode u kontekstu klimatskih promjena. Boljim projekcijama olakšavaju se mjere prilagodbe kojima se smanjuje nepotrebno izlijevanje vode kroz preljeve. Te mjere uključuju izmjenu planova upravljanja akumulacijama, postavljanje dodatne infrastrukture i/ili preoblikovanje postojeće infrastrukture kako bi se upravljalo povećanim otjecanjem. Dodatna korist je povećana zaštita od poplava, budući da rezervoari mogu funkcionirati kao dodatni kapacitet pufera u slučaju ekstremnih poplava.

U suradničkom istraživanju s drugim nordijskim vladama i istraživačkim agencijama kao dio grupe Norden, Landsvirkjun koristi hidrološko modeliranje za projekciju budućeg protoka vode, uzimajući u obzir utjecaje klimatskih promjena. Projekcije budućeg riječnog toka poboljšane su korištenjem promatranih podataka o temperaturi i oborinama, a krivulje volumena i nadmorske visine ledenjaka prilagođene su trendovima iz simulacija klimatskih modela. Te su informacije zatim unesene u hidrološki model kako bi se proizveli ispravljeni tokovi kojima se uzimaju u obzir klimatske promjene. Društvo Landsvirkjun uključilo je ispravljene tokove u svoje strategije upravljanja rezervoarima. Organizacija ažurira niz protoka, a nakon toga i upravljanje rezervoarom, svakih pet godina kako bi se uzeli u obzir promjenjivi klimatski uvjeti. Za novi dizajn i obnovu starijih biljaka društvo Landsvirkjun upotrebljava specifikaciju dizajna kojom se uzimaju u obzir budući tokovi u roku od 15 godina i nakon toga.

Ispravljena serija protoka društva Landsvirkjun koristi se podacima IPPC-a, kao i posebnim rezultatima za Island, kao što je očekivana sezonska raspodjela promjena temperature i oborina. Serija protoka dodatno se kalibrira svake godine na temelju rezultata praćenja. Ovi se nalazi koriste za prilagodbu upravljanja rezervoarima i za procjenu mogućih redizajna i nadogradnji postojećih elektrana, kao i prijedloga za buduće projekte. U osnovi, upravljanje i projektiranje postojeće i planirane imovine prilagođeno je kako bi se iskoristili povećani tokovi ledenjaka, na temelju poboljšanih podataka o sadašnjim i budućim tokovima. Te mjere dovode do povećane proizvodnje energije iz obnovljivih izvora na Islandu zbog smanjenog gubitka vodnih resursa kroz preljevne kanale.

Hidroelektrana Búrfell primjer je u kojem je zahvaljujući poboljšanim podacima o protoku vode proširenje postalo gospodarski izvedivo: kapacitet elektrane povećan je sa 70 MW na 100 MW. Landsvirkjun je odlučio izgraditi novu hidroelektranu koja proširuje izvornu elektranu i smanjuje njezino opterećenje. Novo proširenje Búrfell izgrađeno je pod zemljom iz gospodarskih razloga i razloga održivosti; u funkciji je od lipnja 2018. Hidroelektrana Búðarháls novi je projekt naručen 2014. Kapacitet te elektrane povećan je s prvotno planiranih 80 MW na 95 MW kao odgovor na klimatske promjene. Hidroenergetski projekt Hvammur budući je projekt u kojem je kapacitet također povećan na temelju ispravljenih tokova, s 82 MW na 95 MW. Islandski parlament odobrio je projekt Hvammur u okviru „Glavnog plana za zaštitu prirode i korištenje energije” (vidjeti odjeljak o pravnim aspektima), ali nije donesena odluka o početku izgradnje.

Tvrtka je surađivala s tvrtkom Norden kako bi identificirala i analizirala učinke klimatskih promjena na sustave obnovljivih izvora energije. Norden je regionalna inicijativa za suradnju koja uključuje vlade i istraživačke agencije iz Danske, Finske, Islanda, Norveške, Švedske, Farskih otoka, Grenlanda i Ålanda. Program financira Nordijsko vijeće ministara

U ovom suradničkom istraživanju promatrani podaci o temperaturi i oborinama, kao i krivulje volumena i nadmorske visine ledenjaka, prilagođeni su trendovima klimatskih modela. Dobiveni su povijesni podaci o otapanju ledenjaka i predviđenom povećanju otjecanja te posljedičnom volumenu vode. Ta razmjena znanja i istraživanja među skandinavskim zemljama osigurala je dobro razvijenu bazu dokaza koju pregledava istraživački konzorcij i kao takvu širi u široj zajednici.

Javno savjetovanje uključeno je u projektiranje proširenja postojećih hidroelektrana postupkom procjene utjecaja na okoliš, kako je zajamčeno zakonom. Prihvaćanje je zatraženo i primjenom Protokola o procjeni održivosti hidroenergije (HSAP) za hidroenergetski projekt Hvammur i za rad hidroelektrane Blanda. Potonji je dobio nagradu Plavi planet od IHA-e 2017. godine.

Čimbenici uspjeha:

• Suradnja s drugim energetskim poduzećima, sveučilištima i institucijama olakšala je i povećala vjerodostojnost napora za prilagodbu; to je uglavnom učinjeno putem konzorcija Norden.
• Izvršni odbor društva Landsvirkjun uključen je u postupak prilagodbe
• Postupni pristup prilagodbi klimatskim promjenama: svakih pet godina preispituju se dosadašnji trendovi i projekcije oborina i temperature, a na temelju rezultata praćenja provodi se godišnja kalibracija modela kako bi se prilagodilo trenutačno upravljanje i ulaganja društva Landvirkjun.
• S obzirom na nesigurnost klimatskih projekcija, društvo Landsvirkjun zadržava alternativne planove koji se mogu provesti ako se odabrani scenarij pokaže netočnim. Takvi alternativni planovi uključuju sporazume o ograničavanju s velikim potrošačima, u kojima se udio ugovorene godišnje prodaje energije može ograničiti, uz planove za izgradnju novih hidroenergetskih, geotermalnih i vjetroenergetskih projekata iz obnovljivih izvora.

Ograničavajući faktor:

• Očekuje se da će povećani protok vode biti privremen. Predviđa se da će tokovi topljenja leda dosegnuti plato do 2030. i da će nakon toga ostati nepromijenjeni do 2080. Do 2080. godine volumen ledenjaka će se toliko smanjiti da će se tokovi početi smanjivati. Ta dugoročna pojava ima malo utjecaja na trenutačne odluke, koje imaju horizont donošenja odluka od 50 godina. Nakon što se protok vrati na razine iz 1990-ih, tj. prije nego što su islandski ledenjaci počeli gubiti masu, postojeće hidroelektrane mogu imati nešto veći kapacitet nego što je potrebno.

Troškovi:

• Troškovi ulaganja u istraživačke projekte u okviru skandinavske inicijative za suradnju (Norden) bili su umjereni, oko milijun eura.
• Troškovi izmjene planova upravljanja rezervoarima umjereni su i odražavaju se kao unutarnji troškovi, kao što je dodavanje 2 – 3 člana osoblja.
• Trošak izmjene dizajna planirane imovine (u većini slučajeva povećava se kapacitet hidroenergetskih projekata) visok je, u iznosu od nekoliko desetaka milijuna eura.

Glavne koristi:

• Poboljšanim hidrološkim modeliranjem dobivene su vrijedne informacije za donošenje odluka o budućim ulaganjima u hidroelektrane.
• Povećani proizvodni kapacitet od 10 % do danas kao odgovor na povećane tokove vode zbog trenutačnih i projektnih klimatskih promjena povećava godišnje prihode.

Instalacije s povećanim kapacitetom spremnika mogu osigurati kapacitet zaštite od ekstremnih poplava, što dovodi do povećane zaštite od poplava. Najekstremnije poplave na Islandu su ledene poplave zbog vulkanskih erupcija. Poplave ledenjaka češće su na Islandu nego drugdje u svijetu zbog interakcije vulkana s ledenjacima.

„Glavniplan za zaštitu prirode i korištenje energije”alat je za usklađivanje suprotstavljenih interesa očuvanja prirode i proizvodnje energije na nacionalnoj razini i u najranijim fazama planiranja. Međutim, aspekt prilagodbe klimatskim promjenama ne uzima se u obzir u tim fazama planiranja te nije uključen ni u postupak procjene utjecaja na okoliš. Važan aspekt koji treba uzeti u obzir jest činjenica da hidroenergija Islanda osigurava 73 % svojeg udjela energije iz obnovljivih izvora te je kao takva važan doprinos strukturi izvora energije Islanda.

Društvo Landsvirkjun trebalo je četiri godine (od 2006. do 2010.) da upotrijebi ispravljene serije tokova u donošenju odluka o upravljanju rezervoarima i odlukama o ulaganju u buduću imovinu. Instalacija dodatnih kapaciteta u elektrani Búrfell trajala je nešto više od dvije godine od početka izgradnje (2016.).

Procjena očekivanog otapanja ledenjaka, a time i volumena vode za proizvodnju hidroenergije, provodi se svakih pet godina i kalibrira rezultatima praćenja na godišnjoj osnovi. Kao rezultat toga, odluke o ulaganju i upravljanju donose se na temelju ažurirane procjene, uzimajući u obzir povijesna mjerenja i buduće projekcije. Ova strategija ima vremenski horizont od 50 godina, jer se povrat ulaganja za hidroenergetske projekte izračunava tijekom razdoblja od 50 godina, a projekcije otjecanja ledenjaka mogu se provesti tijekom takvog razdoblja s dovoljno povjerenja.

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 i islandska meteorološka služba