Extinderea hidroenergiei și îmbunătățirea gestionării ca răspuns la topirea accentuată a ghețarilor din Islanda

Se preconizează că temperaturile globale în creștere cauzate de schimbările climatice vor cauza topirea accentuată a ghețarilor în Islanda, sporind astfel debitul de apă la centralele hidroelectrice. Aproape toți ghețarii islandezi au pierdut masă de la începutul anilor 1990; se preconizează că această tendință va continua odată cu încălzirea climei. Se estimează că aproape nici un ghețar islandez nu va mai rămâne în 2200. Fluxul râurilor glaciare va crește concomitent cu topirea ghețarilor. Se așteaptă ca scurgerea să atingă un vârf în următorii 50 de ani, după care se așteaptă ca scurgerea de la topirea ghețarilor să scadă până la nivelul zero în 2200.

Pentru anul 2015, creșterea scenariilor de intrare utilizând clima din 2015 este cu aproximativ 10 % mai mare decât se preconizase prin înregistrările climatice istorice. Scenariile privind intrările reprezintă intrări istorice începând din anii 1950 și până în prezent, care au fost proiectate pentru (a) anumiți ani în viitor, utilizând atât tendințele istorice estimate ale temperaturii și precipitațiilor, cât și tendințele viitoare preconizate ca urmare a schimbărilor climatice. Până în prezent, sistemul energetic existent a fost în cea mai mare parte capabil să utilizeze această creștere a fluxului fără investiții. Se preconizează că volumul intrărilor va crește cu încă 15 % până în 2050, comparativ cu 2015. Sistemul energetic existent poate utiliza doar 30% din această creștere. Fără modificări ale centralelor hidroelectrice existente, se preconizează că restul debitului crescut se va revărsa peste deversoare. Pentru a utiliza pe deplin debitele crescute, va trebui mărită atât capacitatea instalată a turbinelor, cât și capacitatea de stocare a rezervoarelor în centralele hidroelectrice existente.

Încălzirea atmosferei sub schimbările climatice provoacă topirea accelerată a ghețarilor, ceea ce duce la creșterea debitului de apă la hidrocentrale. Primul obiectiv al Landsvirkjun (Compania Națională de Energie) este de a îmbunătăți proiecțiile fluxului de apă în contextul schimbărilor climatice. Proiecțiile mai bune facilitează măsurile de adaptare care reduc la minimum scurgerile inutile de apă prin deversoare. Aceste măsuri includ modificarea planurilor de gestionare a rezervoarelor, instalarea de infrastructuri suplimentare și/sau reproiectarea infrastructurii existente pentru a gestiona creșterea scurgerilor de apă. Un beneficiu comun este creșterea protecției împotriva inundațiilor, deoarece rezervoarele pot funcționa ca o capacitate tampon suplimentară în caz de inundații extreme.

În cercetarea colaborativă cu alte guverne nordice și agenții de cercetare ca parte a grupului Norden, Landsvirkjun utilizează modelarea hidrologică pentru a proiecta fluxul viitor de apă, luând în considerare impactul schimbărilor climatice. Proiecțiile privind debitul viitor al râurilor au fost îmbunătățite prin utilizarea datelor observate privind temperatura și precipitațiile, iar curbele de suprafață-volum-elevație ale ghețarilor au fost ajustate în funcție de tendințele din simulările modelului climatic. Aceste informații au fost apoi introduse într-un model hidrologic pentru a produce fluxuri corectate care să țină seama de schimbările climatice. Landsvirkjun a încorporat fluxuri corectate în strategiile sale de gestionare a rezervoarelor. Organizația actualizează seriile de fluxuri și, ulterior, gestionarea rezervoarelor, o dată la cinci ani, pentru a reflecta condițiile climatice în schimbare. Pentru proiectarea nouă și renovarea instalațiilor mai vechi, Landsvirkjun utilizează ca specificație de proiectare care ia în considerare fluxurile viitoare în termen de 15 ani și după aceea.

Seriile de fluxuri corectate ale Landsvirkjun utilizează date din IPPC, precum și rezultate specifice pentru Islanda, cum ar fi distribuția sezonieră preconizată a modificărilor de temperatură și precipitații. Seria de debite este calibrată în continuare anual pe baza rezultatelor monitorizării. Aceste constatări sunt utilizate pentru ajustarea gestionării rezervoarelor și pentru evaluarea posibilelor reproiectări și modernizări ale centralelor electrice actuale, precum și a propunerilor de proiecte viitoare. În esență, gestionarea și proiectarea activelor existente și planificate sunt ajustate pentru a profita de creșterea fluxurilor de ghețari, pe baza unor date îmbunătățite privind fluxurile actuale și viitoare. Aceste măsuri au ca rezultat o creștere a producției de energie din surse regenerabile în Islanda, din cauza reducerii pierderilor de resurse de apă prin deversoare.

Hidrocentrala Búrfell oferă un exemplu în care datele îmbunătățite privind debitul de apă au făcut ca extinderea să fie fezabilă din punct de vedere economic: capacitatea centralei electrice a fost majorată de la 70 MW la 100 MW. Landsvirkjun a decis să construiască o nouă centrală hidroelectrică, care extinde centrala electrică originală și reduce sarcina acesteia. Noua extensie Búrfell a fost construită în subteran din motive economice și de sustenabilitate; este operațional din iunie 2018. Hidrocentrala Búðarháls este un nou proiect pus în funcțiune în 2014. Capacitatea acestei centrale a fost majorată de la 80 MW planificați inițial la 95 MW ca răspuns la schimbările climatice. Proiectul hidroenergetic Hvammur este un proiect viitor, în care capacitatea a fost, de asemenea, mărită pe baza fluxurilor corectate, de la 82 MW la 95 MW. Proiectul Hvammur a fost aprobat de Parlamentul islandez în cadrul „Master Plan for Nature Protection and Energy Utilization” (Planului general pentru protecția naturii și utilizarea energiei) (a se vedea secțiunea privind aspectele juridice), dar nu a fost luată o decizie de începere a construcției.

Compania a colaborat cu Norden pentru a identifica și analiza impactul schimbărilor climatice asupra sistemelor de energie regenerabilă. Norden este o inițiativă regională de colaborare, care implică guverne și agenții de cercetare din Danemarca, Finlanda, Islanda, Norvegia, Suedia, Insulele Feroe, Groenlanda și Åland. Programul este finanțat de Consiliul Nordic de Miniștri.

În această cercetare colaborativă, datele observate privind temperatura și precipitațiile, precum și curbele de suprafață-volum-elevație ale ghețarilor, au fost ajustate în funcție de tendințele modelului climatic. Au fost obținute date istorice privind topirea ghețarilor și creșterea preconizată a scurgerilor de apă, precum și volumul de apă rezultat. Acest schimb de cunoștințe și de cercetare între țările scandinave a asigurat o bază de date bine dezvoltată, care este revizuită de un consorțiu de cercetare și, ca atare, diseminată în comunitatea mai largă.

Consultarea publică a fost inclusă în proiectarea extinderii hidrocentralelor actuale prin procedura de evaluare a impactului asupra mediului, astfel cum este garantat de lege. Acceptarea a fost solicitată, de asemenea, prin aplicarea Protocolului de evaluare a sustenabilității hidroenergiei (HSAP) pentru proiectul hidroenergetic Hvammur și pentru exploatarea hidrocentralei Blanda. Acesta din urmă a primit Premiul Planeta Albastră de la IHA în 2017.

Factori de succes:

• Colaborarea cu alte companii energetice, universități și instituții a facilitat și a sporit credibilitatea eforturilor de adaptare; acest lucru s-a realizat în principal prin intermediul consorțiului Norden.
• Comitetul executiv al Landsvirkjun este implicat în procesul de adaptare
• O abordare etapizată a adaptării la schimbările climatice: la fiecare cinci ani, se revizuiesc tendințele și proiecțiile anterioare privind precipitațiile și temperatura, în timp ce se efectuează o calibrare anuală a modelelor pe baza rezultatelor monitorizării, pentru a ajusta gestionarea actuală și investițiile realizate de Landvirkjun.
• Având în vedere incertitudinea proiecțiilor climatice, Landsvirkjun menține planuri alternative care pot fi puse în aplicare în cazul în care scenariul selectat se dovedește a fi inexact. Astfel de planuri alternative includ încheierea de acorduri de reducere cu marii consumatori, în cadrul cărora o parte din vânzările anuale de energie contractate pot fi reduse, pe lângă faptul că planurile sunt pregătite pentru construirea de noi proiecte hidroenergetice, geotermale și eoliene din surse regenerabile.

Factorul de limitare:

• Se preconizează că creșterea debitului de apă va fi temporară. Se preconizează că fluxurile de topire a gheții vor atinge un platou până în 2030 și vor rămâne constante ulterior până în 2080. Până în 2080, volumul ghețarilor va fi scăzut atât de mult încât fluxurile vor începe să se reducă. Acest fenomen pe termen lung are puține efecte asupra deciziilor actuale, care au un orizont de decizie de 50 de ani. Odată ce fluxurile au revenit la nivelurile din anii 1990, adică înainte ca ghețarii islandezi să înceapă să piardă din masă, centralele hidroelectrice existente ar putea avea o capacitate oarecum mai mare decât este necesar.

Costuri:

• Costul investițiilor în proiecte de cercetare ca parte a unei inițiative de colaborare scandinave (Norden) a fost moderat, de aproximativ 1 milion de euro.
• Costul modificării planurilor de gestionare a rezervoarelor este moderat și se reflectă în costuri interne, cum ar fi adăugarea a 2-3 membri ai personalului.
• Costul modificării proiectării activelor planificate (în majoritatea cazurilor, capacitatea proiectelor hidroenergetice este crescută) este ridicat, de ordinul a zeci de milioane de euro.

Principalele beneficii:

• Modelarea hidrologică îmbunătățită a generat informații valoroase pentru luarea deciziilor cu privire la investițiile viitoare în centrale hidroelectrice.
• Creșterea capacității de generare cu 10 % până în prezent, ca răspuns la creșterea fluxurilor de apă din cauza schimbărilor climatice actuale și a proiectelor, duce la creșterea veniturilor anuale.

Instalațiile cu o capacitate mai mare a rezervoarelor pot asigura o capacitate-tampon împotriva inundațiilor extreme, conducând astfel la o protecție sporită împotriva inundațiilor. Cele mai extreme inundații din Islanda sunt inundațiile glaciare cauzate de erupțiile vulcanice. Inundațiile provocate de ghețari sunt mai frecvente în Islanda decât în alte părți ale lumii din cauza interacțiunii vulcanilor cu ghețarii.

„Planulgeneral pentru protecția naturii și utilizarea energiei”este un instrument de reconciliere a intereselor concurente ale conservării naturii și ale producției de energie la nivel național și în primele etape ale planificării. Cu toate acestea, aspectul adaptării la schimbările climatice nu este luat în considerare în aceste etape de planificare și, de asemenea, nu este inclus în procedura de evaluare a impactului asupra mediului. Un aspect important de luat în considerare este faptul că, în Islanda, energia hidroelectrică furnizează 73 % din cota sa de energie din surse regenerabile și, ca atare, reprezintă o contribuție importantă la mixul energetic al Islandei.

Societatea Landsvirkjun a avut nevoie de patru ani (2006-2010) pentru a utiliza seriile de fluxuri corectate în procesul decizional privind gestionarea rezervoarelor și deciziile de investiții privind activele viitoare. Instalarea unei capacități suplimentare în centrala electrică Búrfell a durat puțin peste doi ani de la începerea construcției (2016).

Evaluarea topirii preconizate a ghețarilor și, prin urmare, a volumului de apă pentru generarea de energie hidroelectrică se efectuează o dată la cinci ani și se calibrează prin monitorizarea anuală a rezultatelor. Prin urmare, deciziile privind investițiile și gestionarea sunt luate pe baza unei evaluări actualizate, ținând seama de măsurătorile istorice și de proiecțiile viitoare. Această strategie are un orizont de timp de 50 de ani, deoarece randamentul investițiilor pentru proiectele hidroenergetice se calculează pe o perioadă de 50 de ani, iar proiecțiile de scurgere din ghețari se pot face într-o astfel de perioadă cu suficientă încredere.

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 și Iceland Met Office