A villamosenergia-átviteli és -elosztó hálózatokra és infrastruktúrára vonatkozó alkalmazkodási lehetőségek

Bár a szoftveroptimalizálás esete, ebben az osztályban minden lehetőség magában foglalja az infrastruktúrák telepítését vagy módosítását a földön, városi, ipari, vidéki és természeti területeken. Az érdekelt felek helyi szintű együttműködése (a földtulajdonosokkal, a helyi hatóságokkal és a lakossággal) a telepített/korszerűsített hálózatok útvonalai mentén ezért döntő fontosságú a társadalmi elfogadhatóság, valamint az infrastruktúrák időben történő és költséghatékony kiépítésének biztosítása érdekében. A föld alatti kábelek esetében a más kábelezési egységekkel való koordináció csökkentheti a gazdasági költségeket és minimalizálhatja a helyi közösségeket érő kellemetlenségeket azáltal, hogy minimálisra korlátozza az ásási tevékenységek időtartamát.

A föld alatti kábelezés a telepítéssel, felügyelettel és irányítással kapcsolatos megfelelő technológia és know-how rendelkezésre állásától függ. A többi föld alatti kábelezési szervezettel, például a távközlési vállalatokkal való együttműködés segít minimalizálni a lakosság zavarását az ásási tevékenységek révén, és az ásási műveletek költségmegosztása csökkenti az egyes szervezetek által viselt költségeket. Bár a föld alatti kábelezés új éghajlati veszélyeknek lehet kitéve, különösen az áradások és a földcsuszamlásokhoz kapcsolódó talajmozgások miatt, ezek a kockázatok egyelőre hipotetikusak. Az egyéb építési vagy karbantartási tevékenység miatti ásatás a telepített föld alatti kábelek károsodásának fő kockázatát jelenti. Ez a kockázat csökkenthető a digitalizálás és a GIS technológia föld alatti kábelekre történő alkalmazásával, hogy tájékoztassák az exkavátorokat a föld alatti kábelek helyéről.

A föld alatti és a felső vezetékek közötti fő különbség az elektromos szigetelés módja. A felsővezetékeket az őket körülvevő levegő szigeteli, ez a legolcsóbb és legegyszerűbb szigetelési megoldás. A föld alatti kábeleket szigetelni kell, hogy elkerüljék az áramveszteséget és az áramütés kockázatát a talajjal való közvetlen érintkezés révén. A szigetelés által generált elektromos ellenállás hőt és ezáltal átviteli veszteségeket generál. Ehhez nagyobb és/vagy több kábelre van szükség a veszteségek kompenzálása érdekében, és hűtőrendszerre (kényszerszellőzés, víz vagy gázok) van szükség a hő elvezetéséhez. A föld alatti kábeleket árkokba kell temetni, hogy védve legyenek a véletlen károktól, és könnyen hozzáférhetőek legyenek, ha karbantartásra van szükség. Összességében ez azt eredményezi, hogy a földfelszín alatti kábelek nagyobb mértékben használják a földfelszín alatti kábeleket, mint a felsővezetékek a telepítés során, bár ha egyszer eltemetik őket, az általuk generált földhasználat és vizuális hatások jelentősen alacsonyabbak.

A föld alatti kábelek karbantartása sokkal összetettebb és költségesebb, mint a felsővezetékeké: „ha egy 400 kV-os föld alatti kábelen hiba lép fel, az átlagosan 25-ször hosszabb ideig üzemen kívül van, mint a 400 kV-os felsővezetékek. Ez elsősorban annak köszönhető, hogy a helymeghatározás, az ásatás és a műszakilag szükséges javítások elvégzése hosszú időt vett igénybe. Ezek a karbantartások és javítások szintén jelentősen többe kerülnek” (NationalGrid, 2015).

Végezetül, a föld alatti vezetékekre jellemző kábelek közelében a földhasználatnak műszaki korlátai vannak. Amellett, hogy karbantartás céljából fenn kell tartani bizonyos földterületeket a vonalakhoz való hozzáférés biztosítása érdekében, a fák és sövények kábelek fölé vagy a kábelárok 3 méteres körzetén belül történő telepítésére is korlátozások vonatkoznak a növényzet behatolásának megakadályozása érdekében. A fa gyökerei áthatolhatnak a kábelvisszatöltő kereten, ami viszont befolyásolhatja a kábel besorolását, vagy akár a kábel fizikai károsodását is eredményezheti. Hasonlóképpen a felsővezetékek esetében a fák növekedését gátolják és szabályozzák a felsővezeték-vezetők alatt vagy olyan távolságokon belül, ahol a fák a vonalakra eshetnek. A gépekre vagy különösen a magas járművekre, például a mezőgazdasági berendezésekre biztonsági okokból magassági korlátozások is vonatkoznak a felsővezetékek közelében. A városi területeken az eltemetett kábelekhez használt földfelszín messze meghaladja az egyenértékű névleges felsővezetékhez szükséges földfelszínt. A kábeleket hagyományosan közutak alá vezetik annak elkerülése érdekében, hogy a földterületeket kivonják az alternatív felhasználásokból; azonban a forgalmi zavarok a hiba kivizsgálása és a javítások során jelentősek lehetnek. Ahol a kábeleket közvetlen elföldeléssel telepítik a vidéki területeken, a károk kockázatának elkerülése érdekében korlátozzák a mélyművelésű mezőgazdasági berendezések használatát. A nagyfeszültségű kábelek eltemetése is bonyolultabb, mint a gáz- és vízvezetékek lefektetése. Emellett 500–1000 méterenként föld alatti közös öblöket kell építeni, amelyek betonnal béleltek és szélesebbek, mint maguk az árkok.

A felsővezetékek éghajlatváltozási rezilienciavizsgálatához elengedhetetlen a jövőbeli helyi éghajlati viszonyok nagy felbontású részletes ismerete a szükséges beavatkozások megtervezéséhez. A felsővezetékekre vonatkozó legpontosabb forgatókönyvek megszerzésének egyértelmű előnye annak megértése, hogy milyen mértékben lehetnek továbbra is érvényes lehetőségek. Ha az előrejelzések szerint szélsőséges események jelentősen befolyásolják azokat a területeket, ahol a felsővezeték-hálózatokat telepítik vagy tervezik, végső soron fontolóra lehet venni a föld alatti kábelezésre való átállást. Még kevésbé szélsőséges körülmények között is segíthet a jövőbeli hálózatfejlesztés megtervezésében azoknak az útvonalaknak az azonosítása, amelyek a jövőben a legkevésbé lesznek kitéve a felsővezetékeket fenyegető fent említett veszélyeknek.

A közvetlen jövőbeli éghajlati hatások mellett mind a föld alatti, mind a felsővezeték-hálózatok esetében fontos betekintést nyerni az átvitelirendszer-üzemeltetők (TSO-k) és az elosztórendszer-üzemeltetők (DSO-k) jövőbeli piaci feltételeibe.

A föld alatti kábelek üzemeltetése általában nagyjából ugyanannyiba kerül, mint a felsővezetékeké (NationalGrid, 2015). A föld alatti vezetékek építésével kapcsolatos beruházási költségek azonban sokkal magasabbak, mint a felsővezetékek esetében. Alonso és Greenwell (2013) a wisconsini közszolgálati bizottság 2011-es tanulmánya alapján a föld alatti kábelek építési költségeinek 4–14-szereséről számol be. A tényleges költségek azonban függenek a kábelek útvonalának geológiai és földrajzi jellemzőitől, a telepítés módjától (az alagutak telepítése többe kerül, mint a közvetlen elföldelés), a vonal átviteli kapacitásától, valamint a föld alatti kábelek szigetelésére és hűtésére választott lehetőségektől.

A pólus magasságának emelése viszonylag olcsó: egy egyesült királyságbeli felsővezetékekről szóló esettanulmány arról számol be, hogy a 0,5 méterrel magasabb fa felsővezetékek beszerzésének költségei az eredeti oszlop magasságától függenek, de oszloponként akár 10 font (11 euró) körül is lehetnek.

A felsővezetékek esetében az egyes uniós országokban külön nemzeti előírások szabályozzák a póznák maximális magasságát és a talajtól való minimális távolságot.

A felsővezetékek vagy föld alatti elektromos vezetékek építése ugyanúgy alá van rendelve a nemzeti engedélyezési szabályoknak, mint bármely más jelentős infrastruktúra. Az engedélyezési eljárás során számos konkrét környezetvédelmi hátrányt kell figyelembe venni. A vidéki területeken fel kell mérni a növény- és állatvilág, a földhasználat és a régészeti lelőhelyek megzavarását. E tekintetben a felsővezetékek általában kevésbé zavaróak, mint a föld alatti kábelek, és kevesebb zavart okoznak. Bizonyos esetekben azonban a föld alatti kábelek jelentős pozitív hatást gyakorolhatnak egyes veszélyeztetett fajokra; például csökkenthetik az elektromos vezetékek ütközése miatti mortalitást a migráns vagy rezidens madárpopulációkban (Bernardino et al., 2018). Mind a városi, mind a vidéki környezetben a földfelszíni zavarok nagyobbak a föld alatti kábelek lefektetésekor, mint a felsővezeték-tornyok felállításakor. Egy olyan föld alatti kábel esetében, ahol fázisonként két kábelt szerelnek fel, a kitermelt talaj mennyisége mintegy 14-szer nagyobb, mint egy egyenértékű felsővezeték-útvonal esetében. A növényzetet az árkok mentén és mellett kell megtisztítani, hogy lehetővé váljon a járművek építése és az azokhoz való hozzáférés.

A megvalósítási idő a helyi földrajzi és geológiai viszonyoktól, valamint az alkalmazott telepítési módszertől függően változik. A föld alatti kábelek esetében azonban lényegesen hosszabb, mint a felsővezetékek esetében.

A vezetékeket, akár föld alattiak, akár felsővezetékek, általában úgy tervezik, hogy 60 évig működjenek. Egy egyesült királyságbeli esettanulmány szerint a felsővezetékeket támogató faoszlopok várható élettartama összehasonlítható: 40-60 év.