Hidroenerģijas paplašināšana un uzlabota pārvaldība, reaģējot uz ledāju kušanas pieaugumu Islandē

Paredzams, ka klimata pārmaiņu izraisītā globālās temperatūras paaugstināšanās Islandē izraisīs ledāju kušanu, tādējādi palielinot ūdens plūsmu hidroelektrostacijās. Gandrīz visi Islandes ledāji kopš deviņdesmito gadu sākuma ir zaudējuši masu; paredzams, ka šī tendence turpināsies līdz ar klimata sasilšanu. Tiek prognozēts, ka 2200. gadā gandrīz neviens Islandes ledājs netiks atstāts. Ledus upju plūsma palielināsies vienlaikus ar ledus kušanu. Paredzams, ka notece sasniegs maksimumu nākamajos 50 gados, pēc tam paredzams, ka ledus kušanas notece 2200. gadā samazināsies līdz nulles līmenim.

2015. gadā pieplūduma scenāriju pieaugums, izmantojot 2015. gada klimatu, ir aptuveni par 10 % lielāks, nekā tika prognozēts, izmantojot vēsturiskos klimata rekordus. Ieplūdes scenāriji atspoguļo vēsturiskās ieplūdes no 20. gadsimta 50. gadiem līdz mūsdienām, kas tiek prognozētas kā a) konkrēts(-i) gads(-i) nākotnē, izmantojot gan aplēstās vēsturiskās temperatūras un nokrišņu tendences, gan prognozētās nākotnes tendences klimata pārmaiņu dēļ. Līdz šim esošā elektroenerģijas sistēma lielākoties ir spējusi izmantot šo plūsmas pieaugumu bez ieguldījumiem. Tiek prognozēts, ka ieplūdes apjoms līdz 2050. gadam palielināsies vēl par 15 % salīdzinājumā ar 2015. gadu. Esošā elektroenerģijas sistēma var izmantot tikai 30 % no šā palielinājuma. Ja esošās hidroelektrostacijas netiks pārveidotas, paredzams, ka pārējā palielinātā plūsma tiks izlieta pāri noplūdei. Lai pilnībā izmantotu palielinātos caurplūdumus, būs jāpalielina gan uzstādīto turbīnu jauda, gan rezervuāru uzkrāšana esošajās hidroelektrostacijās.

Klimata pārmaiņu izraisītā atmosfēras sasilšana izraisa paātrinātu ledāju kušanu, kā rezultātā palielinās ūdens plūsma hidroelektrostacijās. Pirmais Landsvirkjun (Valsts elektroenerģijas uzņēmums) mērķis ir uzlabot ūdens plūsmas prognozes klimata pārmaiņu apstākļos. Labākas prognozes atvieglo pielāgošanās pasākumus, kas samazina nevajadzīgas ūdens noplūdes cauri noplūdei. Šie pasākumi ietver rezervuāra apsaimniekošanas plānu grozīšanu, papildu infrastruktūras uzstādīšanu un/vai esošās infrastruktūras pārveidošanu, lai pārvaldītu lielāku noteci. Papildu ieguvums ir pastiprināta aizsardzība pret plūdiem, jo rezervuāri var darboties kā papildu buferietilpība ārkārtēju plūdu gadījumā.

Sadarbībā ar citām Ziemeļvalstu valdībām un pētniecības aģentūrām Norden grupas ietvaros Landsvirkjun izmanto hidroloģisko modelēšanu, lai prognozētu ūdens plūsmu nākotnē, ņemot vērā klimata pārmaiņu ietekmi. Izmantojot novērotās temperatūras un nokrišņu datus, tika uzlabotas prognozes par upju plūsmu nākotnē, un ledāja platības, tilpuma un augstuma līknes tika pielāgotas atbilstoši klimata modeļu simulāciju tendencēm. Pēc tam šī informācija tika iekļauta hidroloģiskajā modelī, lai iegūtu koriģētas plūsmas, kurās ņemtas vērā klimata pārmaiņas. Landsvirkjun savās rezervuāru pārvaldības stratēģijās iekļāva koriģētās plūsmas. Organizācija atjaunina plūsmas sēriju un pēc tam tās rezervuāra pārvaldību ik pēc pieciem gadiem, lai atspoguļotu mainīgos klimatiskos apstākļus. Attiecībā uz jaunu konstrukciju un vecāku iekārtu atjaunošanu Landsvirkjun izmanto kā konstrukcijas specifikāciju, kurā ņemtas vērā turpmākās plūsmas 15 gadu laikā un pēc tam.

Landsvirkjun koriģētās plūsmas sērijas izmanto IPPC datus, kā arī konkrētus rezultātus par Islandi, piemēram, temperatūras un nokrišņu izmaiņu paredzamo sezonālo sadalījumu. Plūsmu sērijas turpmāk kalibrē katru gadu, pamatojoties uz monitoringa rezultātiem. Šos konstatējumus izmanto, lai pielāgotu rezervuāru pārvaldību un novērtētu pašreizējo spēkstaciju iespējamo pārveidošanu un modernizāciju, kā arī priekšlikumus turpmākiem projektiem. Būtībā esošo un plānoto aktīvu pārvaldība un struktūra tiek pielāgota, lai izmantotu lielākas ledāju plūsmas, pamatojoties uz uzlabotiem datiem par pašreizējām un turpmākajām plūsmām. Šo pasākumu rezultātā Islandē palielinās atjaunojamās enerģijas ražošana, jo samazinās ūdens resursu zudumi noplūdes dēļ.

Burfellas hidroelektrostacija ir piemērs tam, kā uzlaboti ūdens plūsmas dati padarīja paplašināšanu ekonomiski iespējamu: elektrostacijas jauda tika palielināta no 70 MW līdz 100 MW. Landsvirkjun nolēma būvēt jaunu hidroelektrostaciju, kas paplašina sākotnējo spēkstaciju un samazina tās slodzi. Jaunais Búrfell paplašinājums tika uzbūvēts pazemē ekonomisku un ilgtspējas apsvērumu dēļ; tā darbojas kopš 2018. gada jūnija. Búðarháls hidroelektrostacija ir jauns projekts, kas nodots ekspluatācijā 2014. gadā. Šīs iekārtas jauda tika palielināta no sākotnēji plānotajiem 80 MW līdz 95 MW, reaģējot uz klimata pārmaiņām. Hvammur hidroenerģijas projekts ir nākotnes projekts, kurā jauda arī ir palielināta, pamatojoties uz koriģētajām plūsmām, no 82 MW līdz 95 MW. Hvammur projektu ir apstiprinājis Islandes parlaments saskaņā ar „Dabas aizsardzības un enerģijas izmantošanas ģenerālplānu” (sk. sadaļu par juridiskajiem aspektiem), bet lēmums sākt būvniecību nav pieņemts.

Uzņēmums sadarbojās ar Norden, lai noteiktu un analizētu klimata pārmaiņu ietekmi uz atjaunojamās enerģijas sistēmām. Norden ir reģionāla sadarbības iniciatīva, kurā iesaistītas valdības un pētniecības aģentūras no Dānijas, Somijas, Islandes, Norvēģijas, Zviedrijas, Fēru salām, Grenlandes un Ālandu salām. Programmu finansē Ziemeļvalstu Ministru padome

Šajā koppētījumā novērotie temperatūras un nokrišņu dati, kā arī ledāju platības, tilpuma un augstuma līknes tika koriģētas atbilstoši klimata modeļa tendencēm. Tika iegūti vēsturiskie dati par ledāju kušanu un prognozēto noteces palielināšanos, kā arī no tās izrietošo ūdens daudzumu. Šī zināšanu un pētniecības apmaiņa starp Skandināvijas valstīm nodrošināja labi izstrādātu pierādījumu bāzi, ko pārskata pētniecības konsorcijs un kas tādējādi tiek izplatīta plašākā sabiedrībā.

Sabiedriskā apspriešana ir iekļauta pašreizējo hidroelektrostaciju paplašināšanas plānošanā, izmantojot ietekmes uz vidi novērtējuma procedūru, kā to garantē likums. Piekrišana tika lūgta arī, piemērojot Hidroenerģijas ilgtspējības novērtējuma protokolu (HSAP) Hvammur hidroenerģijas projektam un Blanda hidroelektrostacijas darbībai. 2017. gadā IHA piešķīra Zilās planētas balvu.

Veiksmes faktori:

• Sadarbība ar citiem energouzņēmumiem, universitātēm un iestādēm veicināja un palielināja pielāgošanās centienu uzticamību; tas galvenokārt tika darīts ar Norden konsorcija starpniecību.
• Landsvirkjun valde ir iesaistīta pielāgošanās procesā
• Pakāpeniska pieeja attiecībā uz pielāgošanos klimata pārmaiņām: reizi piecos gados tiek pārskatītas iepriekšējās nokrišņu un temperatūras tendences un prognozes, bet, pamatojoties uz monitoringa rezultātiem, katru gadu tiek veikta modeļu kalibrēšana, lai pielāgotu Landvirkjun pašreizējo pārvaldību un ieguldījumus.
• Ņemot vērā klimatisko prognožu nenoteiktību, Landsvirkjun saglabā alternatīvus plānus, kurus var īstenot, ja izvēlētais scenārijs izrādītos neprecīzs. Šādi alternatīvi plāni ietver vienošanās ar lielākajiem patērētājiem, saskaņā ar kurām var samazināt daļu no līgumā paredzētās ikgadējās enerģijas pārdošanas, kā arī plānus, kas ir gatavi jaunu atjaunīgās hidroenerģijas, ģeotermālās un vēja enerģijas projektu būvniecībai.

Ierobežojošais faktors:

• Paredzams, ka palielinātā ūdens plūsma būs īslaicīga. Tiek prognozēts, ka ledus kušanas plūsmas līdz 2030. gadam sasniegs plato un pēc tam saglabāsies nemainīgas līdz 2080. gadam. Līdz 2080. gadam ledāju apjoms būs samazinājies tik daudz, ka plūsmas sāks samazināties. Šai ilgtermiņa parādībai ir maza ietekme uz pašreizējiem lēmumiem, kuru termiņš ir 50 gadi. Tiklīdz plūsmas būs atgriezušās 1990. gadu līmenī, t. i., pirms Islandes ledāji sāka zaudēt masu, esošajām hidroelektrostacijām var būt nedaudz lielāka jauda, nekā nepieciešams.

Izmaksas:

• Izmaksas par ieguldījumiem pētniecības projektos Skandināvijas sadarbības iniciatīvas (Norden) ietvaros bija mērenas, aptuveni 1 miljons eiro.
• Rezervuāra apsaimniekošanas plānu izmaiņu izmaksas ir mērenas un atspoguļojas kā iekšējās izmaksas, piemēram, 2-3 darbinieku pievienošana.
• Plānoto aktīvu struktūras pārveidošanas izmaksas (vairumā gadījumu hidroenerģijas projektu jauda tiek palielināta) ir augstas, proti, desmitiem miljonu euro.

Galvenie ieguvumi:

• Uzlabotā hidroloģiskā modelēšana ir sniegusi vērtīgu informāciju lēmumu pieņemšanai par turpmākiem ieguldījumiem hidroelektrostacijās.
• Līdzšinējā ražošanas jaudas palielināšanās par 10 %, reaģējot uz ūdens plūsmu pieaugumu pašreizējo un projekta klimata pārmaiņu dēļ, palielina gada ieņēmumus.

Lielākas rezervuāru jaudas iekārtas var nodrošināt bufera jaudu pret ārkārtējiem plūdiem, tādējādi palielinot aizsardzību pret plūdiem. Visekstrēmākie plūdi Islandē ir ledus plūdi vulkānu izvirdumu dēļ. Vulkānu un ledāju mijiedarbības dēļ ledāju plūdi Islandē ir biežāki nekā citur pasaulē.

“Dabasaizsardzības un enerģijas izmantošanas ģenerālplāns”ir instruments, lai saskaņotu konkurējošās dabas aizsardzības un enerģijas ražošanas intereses valsts mērogā un agrīnā plānošanas posmā. Tomēr šajos plānošanas posmos netiek ņemts vērā klimatadaptācijas aspekts, un tas nav iekļauts arī ietekmes uz vidi novērtējuma procedūrā. Svarīgs aspekts, kas jāņem vērā, ir tas, ka Islandē hidroenerģija nodrošina 73 % no tās atjaunojamo energoresursu enerģijas īpatsvara, un tādējādi tā ir svarīgs ieguldījums Islandes energoresursu struktūrā.

Uzņēmumam Landsvirkjun bija vajadzīgi četri gadi (no 2006. līdz 2010. gadam), lai lēmumu pieņemšanā par rezervuāru pārvaldību un ieguldījumu lēmumiem attiecībā uz nākotnes aktīviem izmantotu koriģētas plūsmu sērijas. Papildu jaudas uzstādīšana Búrfell spēkstacijā ilga nedaudz vairāk nekā divus gadus kopš būvniecības sākuma (2016. gadā).

Novērtējumu par paredzamo ledāju kušanu un līdz ar to ūdens apjomu hidroenerģijas ražošanai veic reizi piecos gados un kalibrē, katru gadu veicot monitoringu. Tā rezultātā lēmumi par ieguldījumiem un pārvaldību tiek pieņemti, pamatojoties uz atjauninātu novērtējumu, ņemot vērā vēsturiskos mērījumus un nākotnes prognozes. Šīs stratēģijas termiņš ir 50 gadi, jo ienākumi no ieguldījumiem hidroenerģijas projektos tiek aprēķināti par 50 gadu periodu, un ledāju noteces prognozes šajā periodā var veikt ar pietiekamu pārliecību.

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 un Islande Met birojs