Ramy ochrony przeciwpowodziowej dla podstacji sieci krajowej w Zjednoczonym Królestwie
Wielka Brytania doświadczyła w przeszłości poważnych powodzi, w tym z latem 2007 r., które doprowadziły do utraty podstawowych usług, w tym zaopatrzenia w wodę i energię, a także zniszczenia infrastruktury, przy szacowanych kosztach przekraczających 3,2 mld funtów. Około pół miliona osób zostało natychmiast dotkniętych tym wydarzeniem, jeśli chodzi o tymczasowy brak dostaw energii. W każdym z takich zdarzeń powodziowych, gdy ma to wpływ na dostawy energii, podobnie jak inne usługi, takie jak dystrybucja wody, transport, komunikacja i opieka zdrowotna.
RecenzjaPitta: Wnioski wyciągnięte z powodzi w 2007 r.” opublikowano w czerwcu 2008 r.; w oczekiwaniu na swoje ustalenia minister energetyki Zjednoczonego Królestwa zwrócił się o kompleksową ocenę odporności na powodzie podstacji napięcia pierwotnego i wyższego napięcia oraz kroków, które można podjąć w celu ograniczenia obecnego i przyszłego ryzyka. Utworzono grupę zadaniową Stowarzyszenia Sieci Energetycznych (ENA) ds. odporności podstacji na powódź, składającą sprawozdania Komitetowi Wykonawczemu ds. Prace te obejmowały reprezentację National Grid Electricity Transmission, która jest właścicielem i utrzymuje sieć przesyłową energii elektrycznej wysokiego napięcia w Anglii i Walii, a także wszystkie brytyjskie firmy zajmujące się przesyłem i dystrybucją energii, a także doprowadziło do produkcji i publikacji raportu technicznego ENA Engineering Technical Report (ETR) 138. Jego pierwsza wersja została opublikowana w październiku 2009 roku, a druga wersja ETR 138 została wydana w styczniu 2016 roku. Krajowy przegląd odporności na powodzie (NFRR) przeprowadzony w 2016 r. skłonił do dalszej aktualizacji ETR 138, w którym uznano, że branża elektroenergetyczna jest postrzegana jako lider w zakresie proaktywnego zarządzania ryzykiem powodziowym, a docelowy poziom odporności wynoszący 1:1000 lat jest stosowany w odniesieniu do całej krytycznej infrastruktury lokalnej zaopatrującej 10 000 lub więcej klientów.
Pitt Review zalecił osiągnięcie poziomu odporności na poziomie 1:200 lat. Grupa zadaniowa ENA uznała jednak, że nie posunęła się ona wystarczająco daleko, aby ograniczyć ryzyko powodziowe dla sektora energetycznego do 2050 r. (uwzględniając skutki zmiany klimatu oczekiwane w ramach scenariusza wysokiego poziomu emisji (UKCP09, odpowiadającego scenariuszowi IPCC SRES A1FI)), co doprowadziło do oceny podatności wszystkich podstacji na powodzie trwające 1:1 000 lat. W związku z tym zidentyfikowano środki przeciwpowodziowe mające na celu ochronę najbardziej narażonych podstacji, w tym: bariery powodziowe; przenośne środki ochrony przeciwpowodziowej; ziemniaki; drzwi i bramy powodziowe; systemy odwadniające i przepompownie; zbiorniki magazynowe przeciwpowodziowe; oraz środków opartych na zarządzaniu gruntami. Do 2021 r. wszystkie podatne na zagrożenia podstacje sieci krajowych wysokiego ryzyka będą chronione przed ukierunkowanymi zdarzeniami powodziowymi i będą nadal inwestowały w odporność na powodzie w związku z zagrożeniami dla wód powierzchniowych planowanymi na następny okres regulacyjny.
Opis studium przypadku
Wyzwania
W Wielkiej Brytanii wiele podstacji elektroenergetycznych znajduje się na równinach zalewowych. Podstacje odgrywają kluczową rolę w sieci dostaw energii. W przypadku powodzi mogą one wypaść, powodując skutki kaskadowe w innych sektorach, takich jak zaopatrzenie w wodę, opieka zdrowotna, transport, komunikacja i służby ratunkowe. Silne wiatry często towarzyszą powodziom i mogą mieć dalszy wpływ na sieć dystrybucyjną, np. usuwanie biegunów i przewodów.
Spadek dostaw energii elektrycznej może mieć daleko idący wpływ na życie ludzi, a także mieć szersze skutki gospodarcze, które w znacznym stopniu zwiększają pośrednie skutki powodzi. Latem 2007 r. powódź tymczasowa spowodowała, że około pół miliona osób nie ma dostępu do dostaw energii. Całkowite koszty tego wydarzenia szacuje się na ponad 3,2 miliarda funtów. Szacunkowy koszt gospodarczy powodzi zimowych (2015-2016) w sektorze energetycznym (głównie dystrybucja) wynosi 83 mln funtów (niskie 75 mln GBP – wysokie 91 mln funtów w cenach z 2015 r.).
Oczekuje się, że zmiana klimatu zwiększy ryzyko powodziowe, zwiększając intensywność i częstotliwość powodzi.
Cele
Krajowe ramy obrony przeciwpowodziowej podstacji sieciowej to ogólnokrajowy program mający na celu poprawę odporności sieci przesyłowej energii elektrycznej na wszelkiego rodzaju powodzie (przelewy, powodzie pływowe, pluwialne i gruntowe, a także potencjalne powodzie z kanalizacji i kanalizacji oraz powodzie w wyniku awarii zbiorników). Szczegółowym celem środków dostosowawczych realizowanych w ramach tego programu jest ochrona podstacji krajowych sieci przed powodziami poprzez zapobieganie przedostawaniu się wody do tych infrastruktur, zmniejszając w ten sposób ryzyko dla bezpieczeństwa dostaw i zapewniając utrzymanie dostaw energii elektrycznej przez sieć przesyłową.
Zidentyfikowano i opracowano środki mające na celu zapewnienie ochrony przed powodzią wynoszącą 1:1 000 lat, biorąc pod uwagę skutki zmiany klimatu oczekiwane w ramach scenariusza wysokiej emisji (UKCP09, odpowiadającego scenariuszowi IPCC SRES A1FI) do 2080 r. W przypadkach, w których cel ten nie jest osiągalny, National Grid zmniejszy tę ochronę w celu ochrony przed powodzią w ciągu 1:200 lat, przy jednoczesnym uwzględnieniu skutków zmiany klimatu do 2050 r. w przypadku scenariusza wysokiej emisji lub powodzi w skali 1:1000 na dzisiejszym poziomie.
Taktyki adaptacyjne wdrożone w tym przypadku
Rozwiązania
Podejście zastosowane w celu poprawy odporności podstacji sieciowych na powódź składało się z dwóch etapów. Pierwszy krok koncentrował się na ocenie zagrożenia podatnością na zagrożenia i powodziami. Zidentyfikowano podstacje, na które wystąpiły powodzie 1:100, 1:200, 1:1 000 lat i 1:1 000 lat+, biorąc pod uwagę spodziewane skutki zmiany klimatu zgodnie ze scenariuszem dotyczącym wysokiej emisji UKCP09. Drugi etap dotyczy identyfikacji, projektowania i wdrażania rozwiązań przeciwpowodziowych dla każdego z krytycznych podstacji. Ten krok został zrealizowany w dwóch etapach. W pierwszym etapie zidentyfikowano i zabezpieczono 11 podstacji wysokiego ryzyka; są to podstacje, które mogą mieć wpływ podczas powodzi 1:100 lat. Drugi etap koncentruje się na ochronie kolejnych 38 podstacji średniego ryzyka; są to podstacje, które mogą doświadczyć skutków w przypadku powodzi 1:200 lub 1:1 000 lat. Program rozpoczął się w 2008 r. i do 2021 r. wszystkie 49 krytycznych (wysokiego i średniego ryzyka) podstacji National Grid zostaną zabezpieczone przed powodzią. Szacuje się, że do 2026 r. 100 miejsc zagrożenia dla wód powierzchniowych będzie chronionych.
Zastosowane rozwiązania w zakresie odporności przeciwpowodziowej składają się z kombinacji następujących praktyk: bariery powodziowe; przenośne środki ochrony przeciwpowodziowej; ziemniaki; drzwi i bramy powodziowe; systemy odwadniające i przepompownie; zbiorniki magazynowe przeciwpowodziowe; środki oparte na zarządzaniu gruntami; oraz koordynowanie lokalnych rozwiązań z Agencją Środowiska.
W przypadku większych obiektów, w których występuje wiele punktów ryzyka, ochrona całego terenu łącząca powyższe środki jest często preferowanym i skutecznym podejściem w celu zapewnienia, że cały obszar operacyjny pozostaje chroniony przed zagrożeniami powodziowymi. Zazwyczaj wiąże się to z budową twardej ściany powodziowej wokół obwodu terenu. Było to, na przykład, stosowane w podstacji Walham, położonej na obrzeżach Gloucester w południowo-zachodniej Anglii, gdzie pale stalowe zostały schowane w ziemi wokół 1 km obwodu miejsca, aby utworzyć bazę dla muru obronnego. Następnie wybudowano odlewaną betonową ścianę powodziową o wysokości od 1,6 do 1,9 m, aby chronić teren przed powodzią trwającą 1:1 000 lat. Zainstalowano również pięć pompowni, aby poradzić sobie z potencjalnym przeciekiem lub jakimkolwiek resztkowym wnikaniem wody powodziowej. Innym przykładem jest stacja Stella South, znajdująca się w pobliżu rzeki Tyne w Newburn, z operacją 132 kV. Podstacja ta została chroniona przez twardą barierę przeciwpowodziową i miękką obronną ziemię złożoną z lokalnych materiałów w celu zmniejszenia ekologicznego wpływu konstrukcji. Podstacja Aberthaw na zachód od Cardiff w Południowej Walii stanowi trzeci przykład; ta podstacja 132 kV jest teraz chroniona przez 2,4 m wysokości betonowej ściany powodziowej.
Ochrona całego terenu nie zawsze jest jednak najlepszym podejściem, ponieważ może zmniejszyć powierzchnię zalewową do magazynowania wody i może przekierować wody powodziowe na teren sąsiednich domów. Pod warunkiem że wody powodziowe nie mają wpływu na sprzęt krytyczny, teren ten może pozostać sprawny, nawet jeśli część terenu jest poddana powodziom.
Uznając, że ryzyko powodziowe nie zostanie natychmiast złagodzone, National Grid zakupiło początkowy 1,7 km zdemontowalnego systemu barier i rozszerzyło go do 2,3 km po powodziach w latach 2014–2015. Ten mobilny sprzęt obronny o długości 2,3 km zapewnia jednocześnie możliwość ochrony wielu miejsc w tym samym czasie: jeden bardzo duży obiekt; lub dwa duże miejsca; albo trzy miejsca o normalnym rozmiarze. Obecnie istnieje siedem przyczep rozmieszczonych jako trzy pary (z siódmą przyczepą przewożącą dodatkowe narożniki i wyposażenie), które mogą działać niezależnie z własnym wózkiem widłowym i olejem napędowym do pomp. Bariera jest również dostępna dla stacji gazowych i, biorąc pod uwagę wystarczającą mobilizację i czas instalacji, może być używana w dowolnym miejscu. Pompy 12 x 3000 litrów, które mogą pompować 3 tony na minutę, są częścią wyposażenia barierowego i uzupełnione o kolejne 10 mniejszych pomp do użytku w mniejszych obszarach, takich jak budynki itp. Zazwyczaj od przybycia na przeciętne miejsce, wdrożenie bariery zajęłoby od 8 do 12 godzin w zależności od złożoności obiektu. Regularnie wykonywane są ćwiczenia barierowe.
National Grid utrzymuje całodobową czujność, monitorując zagrożenia związane z pogodą za pośrednictwem swojego pomieszczenia kontrolnego. Jego obiekty są zarejestrowane w systemie ostrzegania o powodziach Agencji Środowiska i otrzymują codzienne alerty dotyczące prognoz powodziowych i partnerstwa na rzecz zagrożeń naturalnych. National Grid jest członkiem Centrum Prognoz Powodziowych i Grupy Roboczej Partnerstwa ds. Zagrożeń Naturalnych, a dane z biura MET i innych prognoz pogody są monitorowane pod kątem potencjalnych zagrożeń.
Przydatność
Sprawa opracowana i wdrożona jako środek przystosowania się do zmiany klimatu.
Dodatkowe Szczegóły
Udział zainteresowanych stron
Krajowe ramy obrony przeciwpowodziowej mają zastosowanie wyłącznie do przesyłu energii elektrycznej i opracowane w celu wdrożenia ETR 138. Oceny ryzyka przeprowadził szereg profesjonalnych konsultantów. Na etapie oceny narażenia i projektowania środków przeciwpowodziowych National Grid ściśle współpracował z brytyjską Agencją Środowiska, Zasobami Naturalnymi Walii, władzami lokalnymi, wewnętrznymi radami ds. drenażu i jej partnerami energetycznymi w ramach ETR 138. Ponadto, opracowując ramy oparte na ETR 138, National Grid zwróciła się o zatwierdzenie planów obronnych od Departamentu Biznesu, Energii i Strategii Przemysłowej (BEIS) oraz naszego organu regulacyjnego, Biura Rynków Gazu i Energii (Ofgem).
Czynniki sukcesu i czynniki ograniczające
Czynniki sukcesu wdrażania środków dostosowawczych w ramach krajowych ram obrony przeciwpowodziowej podstacji sieciowych obejmują jasną wizję, jasne poziomy odporności docelowej, silne przywództwo oraz dobrą współpracę i partnerstwo z władzami lokalnymi i krajowymi. Ponieważ BEIS i Ofgem są sygnatariuszami i są zaangażowane w produkcję i aktualizację ETR 138, usprawniło to proces finansowania i uzasadnia inwestycje w odporność na powodzie.
Lokalne czynniki ograniczające mogą obejmować inne sektory, które nie osiągają tak wysokiego poziomu odporności. Ponieważ dane dotyczące powodzi, modelowanie i doświadczenia z rzeczywistych zdarzeń powodziowych stale dojrzewają i są udoskonalane, stwarza to trudne warunki do utrzymania docelowego poziomu odporności 1:1 000. Istnieje kilka przykładowych miejsc, w których poziom powodzi wzrósł lub zmniejszył się, co wpłynęło na rozwiązanie odporności przeciwpowodziowej.
Koszty i korzyści
Całkowity koszt wdrożenia pierwszej fazy krajowych ram obrony przeciwpowodziowej podstacji sieciowej wynosi około 117 milionów funtów, przy czym spodziewane są dodatkowe 59 mln funtów na dalsze inwestycje w odporność na zagrożenia związane z wodami powierzchniowymi. Wydatki na demontowalną obronę szacuje się na od 2,5 do 3 milionów funtów i obejmuje rozmieszczenie zarówno ćwiczeń, jak i rzeczywistych wydarzeń.
Spodziewane korzyści to ochrona przed zalaniem podstacji krajowych sieci i utrzymanie dostaw energii, zapobiegając w ten sposób skutkom kaskadowym dla innych sektorów i usług.
Aspekty Prawne
Głównymi prawnymi czynnikami napędzającymi środki przystosowawcze w ramach krajowych ram obrony przeciwpowodziowej podstacji sieciowych są rozporządzenie w sprawie ryzyka powodziowego (2009 r.), które jest częścią procesu wdrażania unijnej dyrektywy powodziowej, oraz brytyjska ustawa o zmianach klimatu (2008 r.), w tym okresowe wymogi w zakresie sprawozdawczości w podziale na sektory.
Rozporządzenie w sprawie ryzyka powodziowego z 2009 r. wymaga od wiodących lokalnych organów ds. powodzi (LLFA), Agencji Środowiska i Zasobów Naturalnych Walii przygotowania i publikacji planów zarządzania ryzykiem powodziowym w cyklu sześcioletnim. Brytyjska ustawa o zmianie klimatu zwraca się do National Grid o regularne składanie sprawozdań na temat działań w zakresie reagowania na zmiany klimatu. Ta ocena i sprawozdawczość zachęciły również National Grid do kontynuowania działań w zakresie ochrony przeciwpowodziowej.
Czas wdrożenia
Krajowe ramy obrony przeciwpowodziowej podstacji sieciowych rozpoczęły się w 2008 r. Oczekuje się, że realizacja ochrony przeciwpowodziowej przed ryzykiem pływów i powodzi zostanie zakończona do 2021 r. Jednakże w przypadku stwierdzenia efektywności w koordynacji prac z głównymi zakładami rozwoju i programami agencji ds. środowiska, niewielka liczba obiektów będzie wykraczać poza tę datę. Dalsze inwestycje w ryzyko związane z wodami powierzchniowymi zostaną dokonane w okresie sprawozdawczym od 2021 r. do 2026 r.
Okres użytkowania
Krajowe ramy obrony przeciwpowodziowej podstacji sieciowej obejmują szeroką gamę konkretnych środków, z których każdy ma określony okres użytkowania. Ogólnie rzecz biorąc, żywotność waha się od 30 do 80 lat. National Grid postrzega zagrożenia powodziowe jako kwestię długofalowego przystosowania się do zmiany klimatu i będzie wymagać częstego przeglądu i czujności.
Źródło informacji
Kontakt
Douglas Dodds
Environmental Engineer
National Grid Electricity Transmission
E-mail: douglas.dodds@nationalgrid.com
Tel.: +44 (0)7825 385425
Strony internetowe
Źródło
Opublikowane w Climate-ADAPT Nov 22 2022 - Ostatnia modyfikacja w Climate-ADAPT Apr 18 2024
Skontaktuj się z nami w przypadku jakichkolwiek innych zapytań na temat tego studium przypadku lub w celu udostępnienia nowego studium przypadku (e -mail climate.adapt@eea.europa.eu )
