Tilpasningshøve for vasskraftverk

Vannkraftproduksjonen avheng per definisjon av tilgjengelegheita av vatn og påverkast derfor av klimaendringanes påverknad på vassbasseng, hovudsakleg gjennom to (motsett) vegar. Klimaendringar kan føre til vassmangel, noko som fører til lågare elvstraumar og lågare akkumulering av vatn i dammar, og dermed til ei lågare mengd vatn som kan passere gjennom turbinar eller renne av elveanlegga for å generere elektrisitet. Omvendt kan klimaendringar auke hyppigheita og intensiteten av ekstreme nedbørshendingar og akselerere snøsmelting, noko som fører til auka flaumrisiko. Nokre stader i EU vil vere meir utsett for vassmangel problemer og andre til plutseleg overflod av vatn: tørke er forventa å vere ein alvorleg trussel i dei fleste regionar unntatt Nord-Europa, og det som no er ein gong i eit århundre flaum vil vere hyppigare i alle store europeiske nedbørsfelt (EØS,2016). Begge fenomena kan imidlertid førekomme over heile Europa, med skiftande frekvensar i eit klima i endring.

Denne variasjonen i forventa hydrometeorologiske endringar over heile Europa er grunngjevinga for det første tilpasningsalternativet som diskuterast her. I eit klimatilpasningsperspektiv er det avgjerande for forsyningsselskaper som driv vasskraftverk å få ei detaljert forståing av dei framtidige tilhøva der kvart anlegg skal operere. Klimaendringane vil resultere i sesongvariasjonar i vasssirkelen, med lengre tørkeperiodar der vatnet vil vere knappare enn vanleg, tidlegare tining av snø på fjellsidene i fallande og dermed tidlegare førekomst av store tilsig av smeltevatn samt akselerert smelting av isbrear som vil resultere i ein innleiande auke i vasstilgjengelegheita etterfølgd av ei forverring av vasstilgjengelegheita. I fråvær av oppstraums straumningsregulerande infrastrukturar kan tidlege og meir rikelege vårstraumar vera problematiske for elvekraftverk, ved å forårsaka misforhold mellom kraftproduksjon og etterspurnad.

Alle desse fenomena vil krevje ein grundig revisjon i planlegginga av vasskraftverkas drift, vedlikehald og eventuelt klimasikringstekniske inngrep. Vidare vil nøyaktige scenari vere nøkkelen for å finne felles løysingar for konkurrerande bruksområde i periodar med vassmangel, ved å bidra til å måle dei faktiske behova og den sannsynlege timinga av krava frå dei ulike brukarane ved sida av elektriske verktøy: Bønder, fiskerier, bustadbruk, vasstransport, rekreasjon osb. Eit første tilpasningsalternativ er difor å setje opp klimatiske og hydrometeorologiske scenari med høg oppløysing for kvart demningsområde og for det nedbørsfeltet dei tilhøyrer, på ein måte som gjer at dei lett kan nåast og forståast av elektrisitetsverkets leiing og av alle andre brukarar i bassenget. Til dette føremål kan spesifikke klimatenester utformast for å gje nøyaktige prognosar av dei relevante indikatorane i eit tilgjengeleg format.

I nokre tilfelle kan forventa klimaforhold tyde på at ein revisjon av planlagde aktivitetar kanskje ikkje er nok, og at infrastrukturell tilpasning kan vere i orden. Dette er spesielt tilfelle når det forventast auka førekomst av ekstreme nedbørshendingar, noko som resulterer i auka førekomst av flaum på damområde. Biverknader av demning flaum inkluderer overtopping, straumbrot, skade på utstyr og negative nedstraums konsekvensar. Den plutselege overflod av vatn på grunn av flaum må sleppast ut trygt for å minimere skadar på anlegget og til nedstraums økosystemar og menneskeleg infrastruktur og aktivitetar. Ekstreme nedbørshendingar kan òg utløyse hydrometeorologiske påverknader som jordskred eller overdriven silting, noko som kan redusere volumet som er tilgjengeleg for vatn i eit reservoar og/eller tette vassutsleppssystemet.

Det finst ei rekkje tekniske alternativ som kan brukast til å handtere damutslepp, som i utgangspunktet kan grupperast i spelebanar, inngjerda systemar og sikringspluggar.

Speleways kan ha ulike designformer som tek sikte på å spreie energien til det utlada vatnet på ein sikker måte, samstundes som dei sikrar dei ønskte utstrømningsvoluma. Dei kan fungere automatisk når vatnet i dammen når eit gjeve nivå eller kan koplast med portar som vidarekoblar vasstraumen inn i spelebanen. Design former inkluderer chute speleways, trappa speleways, bell-munn speleways, syphon speleways, ogee crests, sidekanalar, labyrint speleways og piano-key weirs (PKW). Dei tekniske eigenskapane til ei demning og orografien og hydrologien i det omliggande området avgjer om bestemte typar overløpsvatn er foreinlege med demninga: Dette inneber at ikkje alle overløpssystemer er kompatible med alle dammar.

Gated systemer er ein serie portar installert langs demningsveggen eller rundt bell munn speleways som kan opnast for å handtere reservoarets vasstand og spesielt for å frigjere nedstraums overflødig vassvolum i tilfelle flaum. Igjen kan dei vere kombinert med speleways for å sikkert spreie den kinetiske energien til det utlada vatnet. Dei er på plass i mange eksisterande dammar for straumningsstyring. Gated systemer kan mislukkast i tilfelle av metning på grunn av overdriven flaum.

Sikringspluggar er eroderbare delar av ei jorddam som er utforma for å vaska ut i førehandsbestemte flaumforhold. I utgangspunktet fungerer dei som bufferar som absorberer og bremsar overløp og kan ofrast fordi kostnadene ved å byggja opp att dei berre er ein liten brøkdel av kostnadene som måtte oppretthaldast viss hovuddammen vart skadat. Dei kan installerast berre i nærvær av eigna geografiske og geologiske eigenskapar på staden og av kompatible nedstraumsforhold (t.d. ein sal i rimeleg avstand frå hovuddemninga langs kanten av reservoaret for å sleppe ut overflødig vatn, eit solid bergfundament for pluggen for å motstå erosjon; ein kanal for sikkert å avleia overløpet frå pluggen til hovudelva for å beskytte nedstraums strukturar).

Vanlegvis kan installasjon av spelebanar og portsystemer berre finne stad under damkonstruksjonsfasen, og ettermontering er vanlegvis ikkje eit alternativ. Dette gjeld ikkje sikringspluggar og PKW-systemer. Ein Climate-ADAPT case-studie om flaumrisikostyring for franske vasskraftverk diskuterer fordelar og ulemper med PKWs. PKW-ar har nokre klare fordelar samanlikna med tradisjonelle spelebanar og gated-systemer, til dømes høvet for installasjon som ettermonteringar i eksisterande dammar, og det faktum at dei gjev fri flyt utan å vere avgrensa av maksimale kapasitetsgrenser, og dermed kunne takle høge straumningsnivå og jobbe under sikrare forhold enn gated-systemer, og på ein heilt automatisk måte som ikkje krev menneskeleg inngrep.

Eit ekstremt alternativ for infrastrukturell tilpasning er utviding av anleggskapasiteten ved å byggje større dammar. Dette kan vera fornuftig i spesielle tilfelle der ein stor auke i vassavrenning forventast å skje i nær framtid og lenge nok til å tillate å gjenopprette investeringskostnadane. Dette kan vere tilfelle når nedsmelting av store isbrear forventast, som i ein casestudie frå Island. Brukandeheita av dette alternativet til EU er imidlertid sannsynlegvis svært avgrensa på grunn av dei svært forskjellige hydrometeorologiske og glasiologiske tilhøva.