Klimarobust kraftoverføring, distribusjonsnett og -tenester

Kollapsande straumkablar fører til mellombels tap av straum til brukarane, og medfører ekstra reparasjonskostnader for straumleverandørar. Stormar kan skada kraftleidningar, og dermed forårsaka straumbrot og black-outs, gjennom direkte påverknad eller indirekte påverknad (t.d fallande tre). Vidare kan stormar auke lynfrekvensen, ei ytterlegare årsak til straumbrot gjennom skade på kraftleidningar. Treet fell, forårsaka av flere faktorar, inkludert sterk vind, vassakkumulering i jorda (som resulterer i lettare opproting), snøakkumulering eller belysning, kan ha same resultat. I kva grad nedbør og vindstormar forårsakar at tre fell, avheng imidlertid av alder og omkrins av dei aktuelle trea. Akkumulering og påfølgjande akkresjon av snø på overførings- og distribusjonslinjer, spesielt i nærvær av høg luftråme og temperaturar rundt 0 °C (den såkalla «våte snøen»), kan føre til brot på kraftleidningar og kollaps av høgspente kraftoverføringstårn.

Underjordisk kabling gjer det mogleg å tilpasse kraftoverførings- og distribusjonssystemer til klimaendringar, sidan det beskyttar ein viktig del av infrastrukturen frå dei nemnde klimaendringane. Installasjonen av underjordiske kablar inneber tre dominerande teknikkar: Plassere kabling i betongforsterka trau, plassere kablane i underjordiske tunnelar, eller direkte begrave kablane.

Ved å plassere kabling under jorda, kan dei fleste av dei ugunstige vêrforholda som tradisjonelle overføringsinfrastrukturar er utsett for over bakken, unngåast. Dette refererer i stor grad til nedbør og vindstormar. Underjordisk kabling kan lette behovet for ytterlegare og hyppigare investeringar i vedlikehald og reparasjonar av overføringsinfrastruktur. Dei forventa fordelane inkluderer ei sikrare energiforsyning med færre tilfelle av vêrrelaterte straumbrot, samstundes som ein oppnår kostnadssparingar i det lange løp på grunn av redusert vedlikehald og reparasjonar.

Stormar er ikkje den einaste klimarelaterte faren som påverkar straumnettet. Meget høge omgivnadstemperaturar, til dømes dei som oppstår under varmebølgjer, trugar overføring og distribusjon, då dei kan føre til at linjer søkk; redusert klarering frå land kan vere farleg for ålmenta. Sagging kan òg føra til kontakt med tre og andre strukturar, noko som kan resultere i elektrosjokk eller brannar. Dei fleste europeiske land har forskrifter på plass for å oppretthalde ein minimumsavstand mellom kraftleidningar og bakken eller strukturar, for å sikre at potensielle tilfelle av elektrosjokk eller brann unngåast. Høgare omgivnadstemperaturar krev at den elektriske straumen som passerer gjennom luftleidningar, må reduserast for å hindre overoppheting av utstyret. Varmare kraftleidningar kan òg føre til redusert effektivitet (de-rating). Desse verknadene aukar risikoen for ulukker, straumbrot og nettverksfeil, med negative implikasjonar for lønsemda til dei involverte verktøya og for velferda til den råka folkesetnaden. Desse verknadene forsterkast av aukande etterspørsel etter elektrisitet, også på grunn av auka bruk av klimaanlegg. Tilpasningsalternativar for å handtere desse konsekvensane inkluderer:

• Installere høgare kraftlinjer polar,
• Installering av leiarar med varmare driftsgrenser eller gjennomføring av bruk av lågsag-leiarar.
• Å auke den minimale konstruksjonstemperaturen til nye luftlinjeruter er eit spesielt kostnadseffektivt alternativ, viss oppnåing vanlegvis vil auke konstruksjonshøgda til trestolpar med 0,5 meter.
• Utvikle eit programvareverktøy for å optimalisere overhead linje karakterar.

Når det gjeld optimalisering av programvare, inneber alle alternativa i denne klassen å installere eller endre infrastrukturar på bakken, i urbane, industrielle, landlege og naturlege område. Interessentinteraksjon på lokalt plan (med grunneigarar, lokale styresmakter og ålmenta) langs rutene for dei installerte/oppgraderte nettene er dermed avgjerande for å sikre sosial aksept og rettidig og kostnadseffektiv utbygging av infrastrukturene. For underjordiske kablar kan koordinering med andre kablingseiningar redusere økonomiske kostnadar og minimere plagene for lokalsamfunn ved å avgrense varigheita av graveaktivitetar til det minste minimum.

Underjordisk kabling er avhengig av tilgjengelegheita av riktig teknologi og kunnskap om installasjon, overvåking og styring. Samarbeid med andre underjordiske kablingseiningar, til dømes telekommunikasjonsselskaper, bidreg til å minimere forstyrringar i folkesetnaden gjennom graveaktivitetar, og kostnadsdeling av graveoperasjon reduserer kostnadene som kvar eining berar. Sjølv om underjordiske kablar kan bli utsett for nye klimafarar, spesielt frå flaum og jordrørsler knytte til jordskred, held fram med å vere desse risikoane førebels hypotetiske. Utgraving på grunn av annan konstruksjons- eller vedlikehaldsaktivitet representerer ein viktig risiko for skade på installerte underjordiske kablar. Denne risikoen kan reduserast ved å bruke digitalisering og GIS-teknologi til underjordiske kablar, for å informere gravemaskiner om plasseringa av underjordiske kablar.

Ein stor skilnad mellom underjordiske og overliggande kablar er måten elektrisk isolasjon er gjeven på. Overheadkablar isolerast av lufta som omgjev dei, den billegaste og enklaste isolasjonsløysinga som er tilgjengeleg. Underjordiske kablar må isolerast for å unngå straumtap og risiko for elektrosjokk gjennom direkte kontakt med jorda. Den elektriske motstanden som genererast av isolasjon genererer varme og dermed overføringstap. Dette krev større og/eller flere kablar for å kompensere for tapa, og eit kjølesystem (tvinga ventilasjon, vatn eller gassar) for å spreie varme. Underjordiske kablar må gravast ned i grøfter, beskyttast mot utilsikta skader og enkelt nåast når vedlikehald er naudsynt. Samla sett resulterer dette i ein større bruk av land ved underjordiske kablar samanlikna med overheadkablar under installasjon, sjølv om ein gong begrava, er arealbruk og visuelle verknader dei genererer betydeleg lågare.

Vedlikehald av underjordiske kablar er mykje meir komplisert og kostbart enn for luftkablar: — Viss det oppstår feil på ein 400 kV underjordisk kabel, er den i gjennomsnitt ute av drift i ein periode som er 25 gonger lengre enn 400 kV luftleidningar. Dette skyldast hovudsakleg den lange tida det tek å finne, grave ut og foreta teknisk involverte reparasjonar. Desse vedlikehalda og reparasjonane kostar òg betydeleg meir" (National Grid, 2015).

Til slutt er det tekniske begrensningar for arealbruk i nærleiken av kablar som er spesifikke for underjordiske linjer. Ved sida av behovet for å reservere noko land for å sikre tilgang til linjene for vedlikehaldsføremål, er det også restriksjonar på planting av tre og hekkar over kablane eller innan 3 m frå kabelgrøfta for å forhindre inngrep av vegetasjon. Trerøter kan trenge inn i kabelens bakfyllingsomgiving, noko som igjen kan påverke kabelklassifiseringa eller til og med føre til fysisk skade på kabelen. På same måte for overhead linjer, er trevekst motlaus og kontrollert under overhead linjeleiarar eller innanfor avstandar der tre kan falle på linjene. Det vil òg vere høgdeavgrensningar for maskinar eller spesielt høge køyretøy, til dømes landbruksutstyr, i nærleiken av luftleidningar av tryggingsmessige årsaker. I urbane område overstig landoverflata som brukast til nedgravne kablar langt den som krevst for ei tilsvarande nominell overheadlinje. Kablar har historisk vorte ruta under vegar for å unngå å trekkje land frå alternative bruksområde; Trafikkavbrot under feilsøking og reparasjonar kan imidlertid vere betydeleg. Når kablar installerast ved direkte gravlegging i landlege område, er det restriksjonar på bruk av djupdyrking av landbruksutstyr for å unngå risiko for skade. Graving av høgspentkablar er òg meir komplisert enn legging av gass- og vassrøyr. I tillegg må det byggjast underjordiske skøytar, som er betongfôra og breiare enn skyttargravene sjølv, kvar 500-1 000 m.

For klimasikring av luftkablar er detaljert kunnskap om framtidige lokale klimaforhold med høg oppløysing avgjerande for å planleggja dei naudsynte tiltaka. Ein klar fordel med å få dei mest nøyaktige scenaria for luftkablar er knytte til å forstå i kva grad dei kan halde fram med å vere eit gyldig alternativ. Viss ekstreme hendingar forventast å påverke betydeleg områda der overhead kabelnett er installert eller planlagt, kan ein byte til underjordisk kabling til slutt bli tatt i betraktning. Sjølv i mindre ekstreme tilfelle kan identifisering av rutene som kjem til å bli minst utsett i framtida for dei nemnde truslane mot overheadkabling, bidra til å planleggje framtidig nettverksutvikling.

Forutan direkte framtidige klimapåverknader, for både underjordiske og overheadnett, er det viktig å få innsikt i framtidige marknadsforhold der operatørar av overføringsnett (TSOer) og distribusjonsnett (DSOer) vil operere.

Generelt kostar drifta av underjordiske kablar omtrent det same som for overheadkablar (National Grid, 2015). Kapitalkostnadane knytte til å byggje underjordiske linjer er imidlertid mykje høgare enn for overheadkablar. Alonso og Greenwell (2013) rapporterer 4 til 14 gonger høgare byggekostnader for underjordiske kablar basert på ein 2011 studie av Public Service Commission of Wisconsin. Dei faktiske kostnadene avheng imidlertid av dei geologiske og geografiske eigenskapane til kablanes rute, installasjonsmetoden (tunnelinstallasjon kostar meir enn direkte gravlegging), overføringskapasiteten til linja og alternativa som er valde for isolering og kjøling av underjordiske kablar.

Høgda på stonga er relativt billig: ein case studie på luftleidningar i Storbritannia rapporterer at kostnadene ved å anskaffe tre overhead polar 0,5 meter høgare avheng av høgda på den opphavlege polen, men dei kan vere så lite som rundt £ 10 (EUR 11) per pol.

For luftkablar regulerer spesifikke nasjonale normer i kvart EU-land maksimal høgde på polane og minimumsklaring frå bakken.

Bygging overhead eller underjordiske kraftlinjer er underordna nasjonale tillatingsforskrifter, som ein kvar annan stor infrastruktur. Det er ei rekkje spesifikke miljømessige ulemper som skal takast i betraktning i tillatingsprosessen. På landsbygda må forstyrringar i flora og fauna, arealbruk og arkeologiske stader vurderast. I dette samband er luftleidningar normalt mindre forstyrrande enn underjordiske kablar og forårsaka færre forstyrringar. Men i spesielle tilfelle kan underjordiske kablar ha ein betydeleg positiv innverknad for nokre truga artar; Til dømes kan dei redusere dødelegheita på grunn av kraftlinjekollisjonar i populasjonar av migrantar eller busette fuglar (Bernardino eit al., 2018). I både urbane og landlege miljøar er landforstyrringar større når du legg underjordiske kablar enn når du reiser overhead line tårn. Volumet av jord grave ut for ein underjordisk kabel, der to kablar per fase er installert, er nokre 14 gonger meir enn for ei tilsvarande overhead linje rute. Vegetasjon må ryddast langs og til sida av grøfter for å tillate bygging og tilhøyrande tilgang for køyretøy.

Gjennomføringstida varierer i samsvar med lokale geografiske og geologiske forhold og installasjonsmetoden som brukast. Det er imidlertid betydeleg lengre for jordkablar samanlikna med luftkablar.

Kablar, anten overhead eller underjordisk, er vanlegvis designa for å vere i drift i 60 år. Ein britisk case-studie rapporterer at den forventa levetida til trepolar som støttar luftleidningar, er samanliknbar: 40-60 år