Vízenergia-bővítés és jobb gazdálkodás válaszul a gleccserek megnövekedett olvadására Izlandon

Az éghajlatváltozás által okozott növekvő globális hőmérséklet várhatóan növeli a gleccserek olvadását Izlandon, ezáltal növelve a vízerőművek vízáramlását. Az 1990-es évek eleje óta szinte az összes izlandi gleccser veszít tömegéből; ez a tendencia várhatóan a melegedő éghajlattal is folytatódni fog. Az előrejelzések szerint 2200-ban szinte egyetlen izlandi gleccser sem marad. A jeges folyók vízhozama a jeges olvadással párhuzamosan növekedni fog. A lefolyás várhatóan a következő 50 évben tetőzik, majd a jégolvadásból származó lefolyás várhatóan 2200-ra nullára csökken.

A 2015-ös évre vonatkozóan a 2015-ös éghajlatot használó beáramlási forgatókönyvek növekedése mintegy 10 %-kal magasabb, mint azt a korábbi éghajlati adatok alapján előre jelezték. A beáramlási forgatókönyvek az 1950-es évektől napjainkig tartó múltbeli beáramlásokat mutatják be, amelyeket a hőmérséklet és a csapadék becsült múltbeli tendenciáinak, valamint az éghajlatváltozás miatt előre jelzett jövőbeli tendenciáknak a felhasználásával előrejeleztek a) bizonyos év(ek)re a jövőbe. Eddig a meglévő villamosenergia-rendszer többnyire képes volt kihasználni ezt az áramlásnövekedést beruházás nélkül. A beáramlás volumene az előrejelzések szerint 2050-ig 2015-höz képest további 15 %-kal nő. A meglévő villamosenergia-rendszer ennek a növekedésnek csak 30%-át tudja felhasználni. A meglévő vízerőművek módosítása nélkül a megnövekedett áramlás fennmaradó része várhatóan a túlfolyókba ömlik. A megnövekedett áramlási sebességek teljes kihasználása érdekében növelni kell mind a telepített turbinakapacitást, mind a meglévő vízerőművekben a tározós tárolást.

A légkör felmelegedése az éghajlatváltozás miatt felgyorsult gleccserek olvadását okozza, ami fokozott vízáramlást eredményez a vízerőművekben. A Landsvirkjun (National Power Company) első célkitűzése a vízáramlás előrejelzésének javítása az éghajlatváltozás alatt. A jobb előrejelzések megkönnyítik az alkalmazkodási intézkedéseket, amelyek minimalizálják a felesleges vízkiömléseket a kiömlőnyílásokon keresztül. Ezek az intézkedések magukban foglalják a tározókezelési tervek módosítását, további infrastruktúra kiépítését és/vagy a meglévő infrastruktúra átalakítását a megnövekedett lefolyás kezelése érdekében. Egy járulékos előny a fokozott árvízvédelem, mivel a tározók rendkívüli árvíz esetén extra pufferkapacitásként működhetnek.

A Norden csoport részeként más skandináv kormányokkal és kutatóintézetekkel együttműködésben végzett kutatások során a Landsvirkjun hidrológiai modellezést alkalmaz a jövőbeli vízáramlás előrejelzésére, figyelembe véve az éghajlatváltozás hatásait. A megfigyelt hőmérsékleti és csapadékadatok felhasználásával javították a jövőbeli folyami áramlásra vonatkozó előrejelzéseket, és a gleccserterület-térfogat-emelkedés görbéket az éghajlati modellszimulációk trendjeihez igazították. Ezt az információt aztán betáplálták egy hidrológiai modellbe, hogy korrigált áramlásokat hozzanak létre, amelyek figyelembe veszik az éghajlatváltozást. A Landsvirkjun a korrigált áramlásokat beépítette a tározókezelési stratégiáiba. A szervezet ötévente frissíti az áramlási sorozatot, majd ezt követően tározókezelését, hogy tükrözze a változó éghajlati viszonyokat. Az új tervezéshez és a régebbi üzemek felújításához a Landsvirkjun olyan tervezési specifikációt használ, amely figyelembe veszi a 15 éven belüli és azon túli jövőbeli áramlásokat.

A Landsvirkjun korrigált áramlási sorozata az IPPC adatait, valamint Izlandra vonatkozó konkrét eredményeket, például a hőmérséklet- és csapadékváltozások várható szezonális eloszlását használja fel. Az áramlási sorozatokat évente tovább kalibrálják a megfigyelési eredmények alapján. Ezeket a megállapításokat felhasználják a tározókezelés kiigazításához, valamint a jelenlegi erőművek esetleges újratervezésének és korszerűsítésének, valamint a jövőbeli projektekre vonatkozó javaslatoknak az értékeléséhez. Lényegében a meglévő és tervezett eszközök kezelését és kialakítását úgy igazítják ki, hogy kihasználják a megnövekedett gleccseráramlásokat, a jelenlegi és jövőbeli áramlásokra vonatkozó jobb adatok alapján. Ezek az intézkedések Izlandon a megújuló energia termelésének növekedését eredményezik, mivel a torlódások révén csökken a vízkészletek vesztesége.

A Búrfell Vízerőmű példaként szolgál arra, hogy a jobb vízáramlási adatok gazdaságilag megvalósíthatóvá tették a bővítést: az erőmű kapacitását 70 MW-ról 100 MW-ra növelték. A Landsvirkjun úgy döntött, hogy új vízerőművet épít, amely kiterjeszti az eredeti erőművet és csökkenti annak terhelését. Az új Búrfell-bővítményt gazdasági és fenntarthatósági okokból építették a föld alatt; 2018 júniusa óta működik. A Búðarháls Vízerőmű egy 2014-ben megrendelt új projekt. E létesítmény kapacitását az éghajlatváltozásra válaszul az eredetileg tervezett 80 MW-ról 95 MW-ra növelték. A Hvammur vízenergia-projekt egy jövőbeli projekt, ahol a kapacitást a korrigált áramlások alapján is növelték, 82 MW-ról 95 MW-ra. A Hvammur-projektet az izlandi parlament a „Természetvédelmi és energiahasznosítási főterv” keretében jóváhagyta (lásd a jogi szempontokról szóló szakaszt), de nem született döntés az építkezés megkezdéséről.

A vállalat együttműködött a Nordennel az éghajlatváltozás megújuló energiarendszerekre gyakorolt hatásainak azonosításában és elemzésében. A Norden egy regionális együttműködési kezdeményezés, amelyben dán, finn, izlandi, norvég, svéd, Feröer-szigeteki, grönlandi és Åland-szigeteki kormányok és kutatási ügynökségek vesznek részt. A programot az Északi Minisztertanács finanszírozza.

Ebben az együttműködésen alapuló kutatásban a megfigyelt hőmérsékleti és csapadékadatokat, valamint a gleccserterület-térfogat-emelkedés görbéket az éghajlati modell trendjeihez igazítottuk. Korábbi adatokat kaptunk a gleccserek olvadásáról és a lefolyás várható növekedéséről, valamint az ebből eredő vízmennyiségről. Ez a skandináv országok közötti tudás- és kutatáscsere jól fejlett tudományos alapot biztosított, amelyet egy kutatási konzorcium felülvizsgál, és mint ilyen, a szélesebb közösségben terjeszt.

A jelenlegi vízerőművek bővítésének tervezése során a környezeti hatásvizsgálati eljárás keretében nyilvános konzultációra is sor került, amint azt a törvény garantálja. A Hvammur vízerőmű-projektre és a Blanda vízerőmű üzemeltetésére vonatkozó vízenergia-fenntarthatósági értékelési jegyzőkönyv (HSAP) alkalmazásával is kérték az elfogadást. Utóbbi 2017-ben elnyerte az IHA Blue Planet díját.

Sikertényezők:

• A más energiavállalatokkal, egyetemekkel és intézményekkel való együttműködés megkönnyítette és növelte az alkalmazkodási erőfeszítések hitelességét; ez főként a Norden konzorciumon keresztül történt.
• A Landsvirkjun igazgatótanácsa részt vesz az alkalmazkodási folyamatban
• Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás lépésről lépésre történő megközelítése: ötévente felülvizsgálják a korábbi tendenciákat, valamint a csapadékra és a hőmérsékletre vonatkozó előrejelzéseket, a megfigyelési eredmények alapján pedig évente elvégzik a modellek kalibrálását a Landvirkjun jelenlegi gazdálkodásának és beruházásainak kiigazítása érdekében.
• Tekintettel az éghajlati előrejelzések bizonytalanságára, a Landsvirkjun alternatív terveket tart fenn, amelyek végrehajthatók, ha a kiválasztott forgatókönyv pontatlannak bizonyul. Ezek az alternatív tervek magukban foglalják a főbb fogyasztókkal kötött korlátozó megállapodásokat, ahol a szerződött éves energiaértékesítés egy része korlátozható, valamint az új megújuló vízenergia-, geotermikus és szélenergia-projektek építésére vonatkozó tervek.

Korlátozó tényező:

• A megnövekedett vízhozam várhatóan átmeneti lesz. A jégolvadási áramlások az előrejelzések szerint 2030-ra elérik a platót, majd 2080-ig állandóak maradnak. 2080-ra a gleccserek térfogata annyira csökkenni fog, hogy az áramlások csökkenni fognak. Ez a hosszú távú jelenség kevés hatással van a jelenlegi döntésekre, amelyek 50 éves döntési horizonttal rendelkeznek. Amint az áramlások visszaállnak az 1990-es évek szintjére, azaz mielőtt az izlandi gleccserek elkezdték volna elveszíteni tömegüket, a meglévő vízerőművek a szükségesnél valamivel nagyobb kapacitással rendelkezhetnek.

Költségek:

• A skandináv együttműködési kezdeményezés (Norden) részeként a kutatási projektekbe való beruházás költsége mérsékelt volt, körülbelül 1 millió euró.
• A tározókezelési tervek módosításának költsége mérsékelt, és belső költségként jelenik meg, például 2-3 fős személyzet hozzáadásával.
• A tervezett eszközök kialakításának módosítási költsége (a legtöbb esetben a vízenergia-projektek kapacitása nő) magas, több tízmillió euró nagyságrendű.

Főbb előnyök:

• A továbbfejlesztett hidrológiai modellezés értékes információkkal szolgált a vízerőművekre irányuló jövőbeli beruházásokkal kapcsolatos döntéshozatalhoz.
• A jelenlegi és a projekt éghajlatváltozása miatt megnövekedett vízáramlásra reagáló, eddig 10%-kal megnövelt termelőkapacitás növeli az éves bevételeket.

A nagyobb tározókapacitású létesítmények pufferkapacitást biztosíthatnak a szélsőséges áradásokkal szemben, ami fokozott árvízvédelmet eredményez. Izlandon a legszélsőségesebb árvizek a vulkánkitörések miatti jégkitörések. A gleccserek áradásai gyakoribbak Izlandon, mint a világ más részein, a vulkánok és a gleccserek kölcsönhatása miatt.

A „Természetvédelmiés energiahasznosítási főterv”a természetvédelem és az energiatermelés egymással versengő érdekeinek nemzeti szinten és a legkorábbi tervezési szakaszokban történő összeegyeztetésére szolgáló eszköz. Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás szempontját azonban ezekben a tervezési szakaszokban nem veszik figyelembe, és azt a környezeti hatásvizsgálati eljárás részeként sem veszik figyelembe. Fontos figyelembe venni, hogy Izlandon a vízenergia biztosítja a megújuló energia 73%-át, és mint ilyen, jelentős mértékben hozzájárul Izland energiaszerkezetéhez.

A Landsvirkjun társaságnak négy évre (2006–2010) volt szüksége ahhoz, hogy a tározókezeléssel kapcsolatos döntéshozatalban és a jövőbeli eszközökre vonatkozó beruházási döntésekben korrigált áramlási adatsorokat alkalmazzon. A búrfelli erőműben a többletkapacitás telepítése alig több mint két évet vett igénybe az építkezés megkezdésétől (2016).

A gleccserek várható olvadásának és ezáltal a vízenergia-termelés vízmennyiségének értékelését ötévente végzik el, és az éves ellenőrzési eredmények alapján kalibrálják. Ennek eredményeként a beruházási és irányítási döntéseket aktualizált értékelés alapján hozzák meg, figyelembe véve a múltbeli méréseket és a jövőbeli előrejelzéseket. Ez a stratégia 50 éves időhorizonttal rendelkezik, mivel a vízenergia-projektek beruházásainak megtérülését 50 éves időszakra számítják ki, és a gleccserek lefolyási előrejelzései elegendő bizalommal végezhetők el ezen időszak alatt.

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 és Izland Met Office