Vannkraftutviding og forbetra styring som følgje av auka isbresmelting på Island

Stigande globale temperaturar forårsaka av klimaendringar forventast å føre til auka isbresmelting på Island, og dermed auke vasstraumen ved vasskraftverk. Nesten alle islandske isbrear har mista masse sidan tidleg på 1990-talet; Denne trenden forventast å halde fram med oppvarmingsklimaet. Det har vorte anslått at nesten ingen islandske isbrear vil bli igjen i 2200. Straumen i breelvar vil auke samstundes med bresmelting. Avrenninga forventast å nå toppen i løpet av dei neste 50 åra, deretter avrenninga frå issmelting forventast å avta opp til nivået på null i 2200.

For året 2015 er auken i tilsigsscenari ved bruk av 2015-klima omtrent 10 % høgare enn det som var spådd gjennom historiske klimapostar. Tilsigsscenaria representerer historiske tilsig sidan 1950-talet fram til i dag som har vorte projisert til (a) bestemte år (er) inn i framtida ved hjelp av både estimerte historiske trendar i temperatur og nedbør og projiserte framtidige trendar på grunn av klimaendringar. Til dags dato har det eksisterande kraftsystemet stort sett vore i stand til å utnytte denne auken i straumning utan investeringar. Tilsigsvolumet forventast å auke med ytterlegare 15 % innan 2050, samanlikna med 2015. Det eksisterande kraftsystemet kan berre utnytte 30 % av denne auken. Utan modifikasjonar på eksisterande vasskraftverk, forventast resten av den auka straumen å bli spelt over utsleppa. For å utnytte dei auka straumningssnøggleikane fullt ut, må både installert turbinkapasitet og reservoarlagring ved eksisterande vasskraftverk aukast.

Oppvarminga av atmosfæren under klimaendringar fører til akselerert isbresmelting, noko som resulterer i auka vasstraum ved vasskraftverk. Det første målet for Landsvirkjun (National Power Company) er å forbetra prognosane for vasstraum under klimaendringar. Betre framskrivingar legg til rette for tilpasningstiltak som minimerer unødvendige vassutslepp gjennom utsleppa. Desse tiltaka omfattar modifisering av planar for reservoarstyring, installasjon av ytterlegare infrastruktur og/eller redesign av eksisterande infrastruktur for å handtere auka avrenning. Ein medfordel er auka flaumvern, då reservoara kan fungere som ekstra bufferkapasitet ved ekstrem flaum.

I samarbeid med andre nordiske styresmakter og forskingsbyråar som ein del av gruppa Norden, brukar Landsvirkjun hydrologisk modellering for å projisere framtidig vasstraum, med tanke på klimaendringar. Framskrivingar av framtidig elvestraum vart forbetra ved bruk av observerte temperatur- og nedbørsdata, og kurvene for isbreens volumhøgde vart justert i samsvar med trendar frå klimamodellsimuleringar. Denne informasjonen vart deretter mata inn i ein hydrologisk modell for å produsere korrigerte straumar som står for klimaendringar. Landsvirkjun innlemma korrigerte straumar i sine reservoarstyringsstrategiar. Organisasjonen oppdaterer straumningsserien, og deretter reservoarstyringa, kvart femte år for å gjenspegla endra klimaforhold. For ny design og oppussing av eldre anlegg brukar Landsvirkjun som ein designspesifikasjon som vurderer framtidige straumar innan 15 år og utover.

Den korrigerte straumningsserien av Landsvirkjun brukar data frå IPPC samt spesifikke resultater for Island, til dømes forventa sesongfordeling av endringar i temperatur og nedbør. Straumningsserien kalibrerast ytterlegare årleg basert på overvåkingsresultater. Desse funna brukast til å justere reservoarstyring og for å vurdere moglege redesign og oppgraderingar av dagens kraftverk, samt forslag til framtidige prosjekter. I hovudsak er forvaltinga og utforminga av eksisterande og planlagde eigedelar justert for å dra nytte av auka brestraumar, basert på forbetra data om noverande og framtidige straumar. Desse tiltaka resulterer i auka produksjon av fornybar energi på Island, på grunn av reduserte tap av vassressursar gjennom utslepp.

Vasskraftverket Búrfell er eit døme der forbetra vassføringsdata gjorde ei utviding økonomisk gjennomførbar: Kraftverkets kapasitet vart auka frå 70 MW til 100 MW. Landsvirkjun beslutta å byggje eit nytt vasskraftverk, som forlengar det opphavlege kraftverket og reduserer belastninga. Den nye Búrfell-utvidinga vart bygget under jorda av økonomiske og berekraftige årsaker; Den har vore i drift sidan juni 2018. Vasskraftverket Búðarháls er eit nytt prosjekt som vart sett i drift i 2014. Kapasiteten på anlegget vart auka frå opphavleg planlagt 80 MW til 95 MW som følgje av klimaendringar. Vasskraftprosjektet Hvammur er eit framtidig prosjekt, der kapasiteten òg er auka basert på dei korrigerte straumane, frå 82 MW til 95 MW. Hvammur-prosjektet er godkjent av det islandske parlamentet under "Master Plan for Nature Protection and Energy Utilization" (sjå avsnittet om juridiske aspektar), men ei beslutning om å starte bygginga er ikkje teke.

Selskapet samarbeidde med Norden for å identifisere og analysere konsekvensane av klimaendringar på fornybare energisystemer. Norden er eit regionalt samarbeidsinitiativ som involverer styresmakter og forskingsorganer frå Danmark, Finland, Island, Noreg, Sverige, Færøyane, Grønland og Åland. Programmet finansierast av Nordisk ministerråd

I denne samarbeidsforskinga vart observerte temperatur- og nedbørsdata, samt isbreens volumhøgdekurver, justert i samsvar med klimamodelltrender. Historiske data om bresmelting og forventa auke i avrenning og det resulterande volumet av vatn vart innhenta. Denne utvekslinga av kunnskap og forsking mellom skandinaviske land sikra eit velutvikla kunnskapsgrunnlag som blir gått gjennom av eit forskingskonsortium og i og for seg formidla i det breiare samfunnet.

Offentleg høyring har vore inkludert i utforminga av utviding av dagens vasskraftanlegg gjennom miljøkonsekvensutgreiingsprosedyren, slik lova garanterer. Aksept har òg vorte søkt ved å bruke Hydropower Sustainability Assessment Protocol (HSAP) for Hvammur vasskraftprosjekt og for drifta av Blanda vasskraftverk. Sistnemnde mottok Blue Planet-prisen frå IHA i 2017.

Suksessfaktorar:

• Samarbeid med andre kraftselskaper, universiteter og institusjonar letta og auka truverdet til tilpasningsarbeidet; Dette vart i hovudsak gjort gjennom Norden-konsortiet.
• Hovudstyret i Landsvirkjun er involvert i tilpasningsprosessen
• Ein steg-for-steg tilnærming til klimatilpasning: Kvart femte år vert tidlegare trendar og prognosar for nedbør og temperatur gått gjennom, medan ein årleg kalibrering av modellar utførast basert på overvåkingsresultatar, for å justere dagens leiing og investeringar tekne av Landvirkjun.
• Gitt usikkerheita i klimaprognosane, opprettheld Landsvirkjun alternative planar som kan implementerast dersom det valde scenariet viser seg å vere unøyaktig. Slike alternative planar inkluderer å avgrense avtalar med store forbrukarar, der ein del av kontraktsfesta årleg energisal kan avgrensast, i tillegg til å ha planar klar for bygging av nye fornybare vasskraft-, geotermiske og vindkraftprosjekter.

Avgrensende faktor:

• Den auka vassføringa forventast å vera mellombels. Dei issmeltande straumane forventast å nå eit platå innan 2030 og å halde seg konstant etterpå fram til 2080. I 2080 vil volumet av isbreane ha redusert så mykje at straumane vil byrje å redusere. Dette langsiktige fenomenet har liten effekt på dagens beslutningar, som har ei beslutningshorisont på 50 år. Når straumen er tilbake på 1990-talet, altså før isbreane byrja å miste masse, kan dei eksisterande vasskraftverka ha noko høgare kapasitet enn naudsynt.

Kostnader:

• Kostnaden ved å investere i forskingsprosjekter som ein del av eit skandinavisk samarbeidsinitiativ (Norden) var moderat, om lag 1 million euro.
• Kostnadane ved å endre reservoarforvaltningsplanane er moderate og reflekterast som interne kostnadar, som til dømes 2-3 tilsette.
• Kostnaden for å endre utforminga av planlagde eigedelar (i dei fleste tilfelle er kapasiteten til vasskraftprosjekter auka) er høg, i storleiksorden titals millionar euro.

Hovudfordelar:

• Den forbetra hydrologiske modelleringa har gjeve verdifull informasjon for beslutningar om framtidige investeringar i vasskraftverk.
• Den auka genereringskapasiteten på 10 % til dags dato som svar på auka vassstraumar på grunn av dagens og prosjektets klimaendringar aukar årlege inntekter.

Auka magasinkapasitetsinstallasjonar kan sikre bufferkapasitet mot ekstrem flaum, og dermed føre til auka flaumvern. Dei mest ekstreme flaumhendingane på Island er oversvømmingar av isbrear på grunn av vulkanutbrot. Oversvømmelse av isbrear er vanlegare på Island enn andre stader i verd på grunn av samspelet mellom vulkanar og isbrear.

Masterplanenfor naturvern og energiutnytting ereit verktøy for å sameine dei konkurrerande interessene til naturvern og energiproduksjon i nasjonal målestokk og tidleg i planleggingsfasen. Klimatilpasningsaspektet er imidlertid ikkje vurdert i desse planleggingsfasane, og inngår heller ikkje som ein del av prosedyren for konsekvensutgreiing. I Island leverer vasskraft 73 prosent av sin andel fornybar energi, og er dermed eit viktig bidrag til Islands energimiks.

Det tok fire år (2006-2010) for Landsvirkjun-selskapet å bruke korrigerte straumningsseriar i beslutningsprosessen om reservoarstyring og investeringsbeslutningar på framtidige eigedelar. Installasjonen av ekstra kapasitet i Búrfell kraftverk tok litt over to år frå bygginga starta (2016).

Vurderinga av forventa bresmelting og dermed vassvolum for vasskraftproduksjonen gjerast kvart femte år og kalibrerast ved å overvaka resultata årleg. Som eit resultat takast investeringsbeslutningar og forvaltingsbeslutningar basert på ei oppdatert vurdering, som tek omsyn til historiske målingar og framtidige prognosar. Denne strategien har ei tidshorisont på 50 år, fordi avkastinga på investeringane for vasskraftprosjekter bereknast over ein periode på 50 år, og avrenningsprognoser frå isbrear kan gjerast over ein slik periode med tilstrekkeleg tillit.

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 og Iceland Met Office