Zastąpienie linii napowietrznych kablami podziemnymi w Finlandii

Upadek kabli zasilających powoduje tymczasową utratę mocy przez użytkowników, generując jednocześnie dodatkowe koszty naprawy dla dostawców energii. W Finlandii oczekuje się, że wraz ze zmianą klimatu wzrosną zarówno burze, jak i opady (Ruosteenoja i in., 2016). Opady śniegu mogą gromadzić się na liniach napowietrznych, powodując uszkodzenia, przerwy w dostawie prądu i przerwy w dostawie prądu. Czy to poprzez bezpośrednie, czy pośrednie oddziaływanie (np. poprzez upadek drzew), burze mogą również powodować uszkodzenia linii energetycznych, powodując przerwy w dostawie prądu. Ponadto burze mogą często zwiększać szybkość uderzeń pioruna, co jest kolejną przyczyną przerw w dostawie energii elektrycznej w wyniku uszkodzenia linii energetycznych. Upadek drzewa, spowodowany kilkoma czynnikami, w tym silnymi wiatrami, akumulacją wody w glebie (co powoduje łatwiejsze wykorzenienie), akumulacją śniegu lub oświetleniem, może mieć ten sam rezultat. Przewiduje się również, że zmiana klimatu spowoduje, że drzewa liściaste pozostaną w liściach przez dłuższy czas, co zwiększy ryzyko szkód związanych z burzami. Niemniej jednak stopień, w jakim opady i burze wiatrowe powodują upadek drzew, zależy od wieku i obwodu przedmiotowych drzew.

Aby spełnić wymogi dotyczące wyłączeń określone w fińskiej ustawie o rynku energii elektrycznej oraz dostosować się do coraz częstszych i ekstremalnych zdarzeń pogodowych, operatorzy systemów dystrybucyjnych, tacy jak Elenia, dokonują znacznych inwestycji w okablowanie podziemne. Od 2009 roku Elenia koncentruje się na rozwoju tylko odpornych na warunki atmosferyczne linii dystrybucyjnych, w tym okablowania podziemnego. Wysiłki na rzecz zapewnienia odporności na warunki atmosferyczne mają na celu poprawę bezpieczeństwa dostaw i promowanie lokalnego zatrudnienia w sektorze okablowania podziemnego w omawianym okresie. Obecnie 41 % okablowania przedsiębiorstwa znajduje się pod ziemią, a cel na 2028 r. wynosi 75 %.

Okablowanie podziemne jest postrzegane jako technika dostosowania systemów przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej do zmian klimatu, ponieważ chroni aktywa przed spodziewanymi skutkami zmian klimatu, w tym burzami i nadmiernym obciążeniem śniegiem. Instalacja okablowania podziemnego obejmuje trzy dominujące techniki: umieszczenie okablowania w betonowych korytach, umieszczenie kabli w podziemnych tunelach lub bezpośrednie zakopanie kabli. W Finlandii zastosowana technika obejmuje budowę rowów o głębokości od około 0,45 m do 1 m, z okablowaniem zakopanym następnie w warstwie gleby.

Dzięki umieszczeniu okablowania pod ziemią można uniknąć większości niekorzystnych warunków pogodowych, na które narażona jest tradycyjna infrastruktura przesyłowa. Odnosi się to w dużej mierze do opadów i huraganów, które mogą powodować uszkodzenia napowietrznych linii energetycznych bezpośrednio lub pośrednio poprzez opad drzew, powodując przerwy w dostawie prądu. Okablowanie podziemne może zmniejszyć zapotrzebowanie na dalsze i częstsze inwestycje w konserwację i naprawy infrastruktury przesyłowej. Oczekiwane korzyści obejmują bezpieczniejsze dostawy energii przy mniejszej liczbie przerw w dostawie prądu związanych z pogodą, przy jednoczesnym osiągnięciu oszczędności kosztów w dłuższej perspektywie ze względu na ograniczenie konserwacji i napraw.

Przedstawiciele Elenii zasugerowali, że budowa sieci odpornych na warunki atmosferyczne jest procesem długoterminowym, wymagającym otwartości i interakcji zarówno w celach operacyjnych, jak i w celu stworzenia zaufania do tej długoterminowej zmiany. W rezultacie w działalność Elenii wbudowana jest interakcja z kluczowymi zainteresowanymi stronami na różnych szczeblach, a w szczególności z gminami. Ta interakcja na ogół odbywa się w atmosferze współpracy. Na przykład w grudniu 2016 r. Elenia zorganizowała popularne wydarzenie dla mieszkańców Ruovesi dotyczące projektu okablowania.

Elenia angażuje różnych interesariuszy na różnych etapach budowy w jak największym stopniu. Na przykład Elenia informuje o spotkaniach z właścicielami gruntów, władzami i ogółem społeczeństwa, o intensywnej współpracy z mediami lokalnymi i regionalnymi, a także z mediami społecznościowymi w celu zapewnienia otwartych informacji zainteresowanym stronom.

Kluczowym czynnikiem sukcesu okablowania podziemnego jest dostępność odpowiedniej technologii okablowania podziemnego w zakresie instalacji, monitorowania i zarządzania. Elenia współpracuje w jak największym stopniu z innymi podmiotami zajmującymi się okablowaniem podziemnym, takimi jak firmy telekomunikacyjne, w celu zminimalizowania zakłóceń dla ludności poprzez działania związane z kopaniem, a także w celu zmniejszenia kosztów dzięki współpracy. Chociaż okablowanie podziemne może być narażone na nowe zagrożenia klimatyczne, w szczególności z powodu powodzi i ruchów gleby związanych z osuwiskami, do tej pory zagrożenia te pozostają hipotetyczne. Wykopy z powodu innej działalności budowlanej lub konserwacyjnej stanowią kluczowe ryzyko uszkodzenia zainstalowanych kabli podziemnych. Jednak ostatnie innowacje Elenia obejmują zastosowanie technologii digitalizacji i GIS do kabli podziemnych, w celu informowania koparek o lokalizacji kabli podziemnych. Chociaż nie ma ukierunkowania regionalnego, a obszar sieci jest traktowany spójnie, w pierwszych latach Elenia koncentrowała się na obszarach o największej gęstości zaludnienia, z obszarami wiejskimi do naśladowania.

W Finlandii planowane inwestycje Elenii na 2018 r. wynoszą 140 mln EUR. Największe koszty związane są z instalacją, z czego znaczna część przeznaczona jest na prace wykopaliskowe. Elenia dąży do zminimalizowania kosztów poprzez współpracę z firmami telekomunikacyjnymi w zakresie wspólnych prac wykopaliskowych, o ile to możliwe. W siódmym komunikacie Finlandii do UNFCCC szacuje się, że łączne inwestycje w sieci dystrybucyjne niezbędne do zapewnienia bezpieczeństwa dostaw (w tym poprzez okablowanie podziemne) wyniosą 2800 mln EUR.

Korzyści, choć nie zostały określone ilościowo na tym etapie, będą obejmować bezpieczniejsze dostawy energii, a także zapewnienie miejsc pracy w zakresie prac wykopaliskowych i instalacyjnych w wymaganym okresie. Ponadto istnieją korzyści niezwiązane z przystosowaniem się do zmiany klimatu. Obejmują one mniejszy efekt wizualny i mniejsze ryzyko wypadku, np. pożary i uderzenia związane z pękniętymi lub upadłymi kablami.

W 2018 r. przeprowadzono przegląd badania dotyczącego społecznych kosztów i korzyści okablowania podziemnego jako kluczowego środka przystosowawczego.

Fińska ustawa o rynku energii elektrycznej została zaktualizowana w 2013 r. w celu określenia, że do 2028 r. sieci energetyczne muszą być zaprojektowane w taki sposób, aby burze lub obciążenia śniegiem nie powodowały przerw w dostawie prądu trwających dłużej niż 6 godzin w obszarach miejskich lub dłużej niż 36 godzin w innych obszarach. Przepisy te wynikały z historii problemów Finlandii z poważnymi przerwami w dostawie prądu spowodowanymi burzami i dużymi obciążeniami śniegiem. Chociaż operatorzy systemów dystrybucji energii elektrycznej są w stanie sami zdecydować, w jaki sposób sprostać temu wymogowi, przepisy te były głównym czynnikiem napędzającym wysiłki związane z okablowaniem podziemnym w kraju. Elenia nie jest jedynym przedsiębiorstwem podejmującym działania w zakresie okablowania podziemnego w Finlandii, ale wszystkie przedsiębiorstwa energetyczne w tym kraju poświęcają jej należytą uwagę, wykazując znaczące zmiany w sektorze.

Udział okablowania podziemnego w sieci elektrycznej Elenia wzrósł z 38 % w 2016 r. do 41 % w 2017 r. Wskaźnik ten wskazuje na postępy w realizacji celu wynoszącego 75 % do 2028 r. Czas realizacji danego projektu waha się od kilku miesięcy do kilku lat, w zależności w szczególności od pokrytego obszaru i długości kabli (od kilku kilometrów do kilkuset kilometrów). Typowy projekt okablowania podziemnego trwa 1-2 lata, przy czym pierwszy rok jest zwykle poświęcony wyborowi i projektowaniu projektu, a drugi rok obejmuje faktyczną budowę, uruchomienie i dokumentację.

Trudno jest ustalić dokładny okres eksploatacji kabli podziemnych, które Elenia obecnie instaluje, ponieważ żaden z nich nie osiągnął jeszcze końca okresu eksploatacji. Szacuje się, że techniczny okres eksploatacji kabli podziemnych wynosi od 50 do 70 lat. Okres trwałości regulacyjnej lub ekonomicznej może być nieco krótszy.

Jorma Myllymak
Elenia
Board Member, Former Head of Operations and Network Performance
E-mail: Jorma.myllymaki@elenia.fi 

Kuusela-Opas Heini
Elenia
Head of Communications
E-mail: heini.kuusela-opas@elenia.fi

Tatu Pahkala
Ministry of Economic Affairs and Employment
Energy Department, Energy markets
Senior Adviser
E-mail: tatu.pahkala@tem.fi