Rozšírenie vodnej energie a lepšie riadenie v reakcii na zvýšené topenie ľadovcov na Islande

Očakáva sa, že rastúce globálne teploty spôsobené zmenou klímy spôsobia na Islande zvýšené topenie ľadovcov, čím sa zvýši prietok vody vo vodných elektrárňach. Takmer všetky islandské ľadovce od začiatku 90. rokov 20. storočia strácajú hmotnosť; Očakáva sa, že tento trend bude pokračovať s otepľovaním klímy. Predpokladá sa, že v roku 2200 nezostanú takmer žiadne islandské ľadovce. Tok v ľadovcových riekach sa zvýši súbežne s topením ľadovcov. Očakáva sa, že odtok dosiahne vrchol v nasledujúcich 50 rokoch, po ktorých sa očakáva, že odtok z ľadovcovej taveniny klesne až na úroveň nuly v roku 2200.

Na rok 2015 je nárast scenárov prílevu s použitím klímy v roku 2015 približne o 10 % vyšší, ako sa predpokladalo na základe historických klimatických záznamov. Scenáre prílevu predstavujú historické prílevy od 50. rokov 20. storočia až po súčasnosť, pri ktorých sa predpokladalo, že a) povedú k určitému roku (určitým rokom) v budúcnosti s použitím odhadovaných historických trendov teploty a zrážok, ako aj predpokladaných budúcich trendov v dôsledku zmeny klímy. K dnešnému dňu bol existujúci energetický systém väčšinou schopný využiť tento nárast toku bez investícií. Predpokladá sa, že objem prílevu sa do roku 2050 zvýši o ďalších 15 % v porovnaní s rokom 2015. Existujúci energetický systém môže využiť len 30 % tohto zvýšenia. Bez úprav existujúcich vodných elektrární sa očakáva, že zvyšok zvýšeného prietoku sa preleje cez úniky. Na plné využitie zvýšených prietokov bude potrebné zvýšiť inštalovanú kapacitu turbín a zásobníky v existujúcich vodných elektrárňach.

Otepľovanie atmosféry v dôsledku klimatických zmien spôsobuje zrýchlené topenie ľadovcov, čo vedie k zvýšenému prietoku vody vo vodných elektrárňach. Prvým cieľom spoločnosti Landsvirkjun (Národná energetická spoločnosť) je zlepšiť projekcie prietoku vody v dôsledku zmeny klímy. Lepšie projekcie uľahčujú adaptačné opatrenia, ktoré minimalizujú zbytočné úniky vody cez úniky. Tieto opatrenia zahŕňajú úpravu plánov riadenia nádrží, inštaláciu dodatočnej infraštruktúry a/alebo prepracovanie existujúcej infraštruktúry na riadenie zvýšeného odtoku. Vedľajším prínosom je zvýšená protipovodňová ochrana, pretože nádrže môžu fungovať ako dodatočná vyrovnávacia kapacita v prípade extrémnych záplav.

V spolupráci s inými severskými vládami a výskumnými agentúrami v rámci skupiny Norden spoločnosť Landsvirkjun využíva hydrologické modelovanie na projektovanie budúceho toku vody, pričom zohľadňuje vplyvy zmeny klímy. Projekcie budúceho toku riek sa zlepšili použitím pozorovaných údajov o teplote a zrážkach a krivky ľadovcovej plochy, objemu a nadmorskej výšky sa upravili podľa trendov zo simulácií klimatických modelov. Tieto informácie sa potom vložili do hydrologického modelu, aby sa vytvorili opravené toky, ktoré zohľadňujú zmenu klímy. Spoločnosť Landsvirkjun začlenila opravené toky do svojich stratégií riadenia nádrží. Organizácia aktualizuje sériu prietokov a následne svoje riadenie zásobníkov každých päť rokov tak, aby odrážali meniace sa klimatické podmienky. Pokiaľ ide o nový dizajn a renováciu starších zariadení, spoločnosť Landsvirkjun používa ako konštrukčnú špecifikáciu, ktorá zohľadňuje budúce toky do 15 rokov a neskôr.

Opravené série tokov údajov o používaní Landsvirkjun z IPPC, ako aj konkrétne výsledky pre Island, ako je očakávané sezónne rozloženie zmien teploty a zrážok. Séria prietokov sa ďalej kalibruje každý rok na základe výsledkov monitorovania. Tieto zistenia sa používajú na úpravu riadenia zásobníkov a na posúdenie možných prepracovaní a modernizácií súčasných elektrární, ako aj návrhov budúcich projektov. Správa a návrh existujúcich a plánovaných aktív sa v podstate upravuje tak, aby sa využili zvýšené toky ľadovcov na základe lepších údajov o súčasných a budúcich tokoch. Výsledkom týchto opatrení je zvýšená výroba energie z obnoviteľných zdrojov na Islande z dôvodu znížených strát vodných zdrojov v dôsledku prienikov.

Vodná elektráreň Búrfell je príkladom, kde zlepšené údaje o prietoku vody umožnili ekonomicky uskutočniteľné rozšírenie: kapacita elektrárne sa zvýšila zo 70 MW na 100 MW. Spoločnosť Landsvirkjun sa rozhodla vybudovať novú vodnú elektráreň, ktorá rozširuje pôvodnú elektráreň a znižuje jej zaťaženie. Nová prístavba Búrfell bola postavená pod zemou z ekonomických dôvodov a z dôvodov trvalej udržateľnosti; funguje od júna 2018. Vodná elektráreň Búðarháls je nový projekt, ktorý bol uvedený do prevádzky v roku 2014. Kapacita tejto elektrárne sa v reakcii na zmenu klímy zvýšila z pôvodne plánovaných 80 MW na 95 MW. Projekt vodnej energie Hvammur je budúci projekt, v ktorom sa kapacita zvýšila aj na základe korigovaných tokov z 82 MW na 95 MW. Projekt Hvammur schválil islandský parlament v rámci „Hlavného plánu ochrany prírody a využívania energie“ (pozri oddiel o právnych aspektoch), ale rozhodnutie o začatí výstavby nebolo prijaté.

Spoločnosť spolupracovala so spoločnosťou Norden na identifikácii a analýze vplyvov zmeny klímy na systémy obnoviteľnej energie. Norden je regionálna iniciatíva spolupráce, do ktorej sú zapojené vlády a výskumné agentúry z Dánska, Fínska, Islandu, Nórska, Švédska, Faerských ostrovov, Grónska a Alánd. Program je financovaný Severskou radou ministrov.

V tomto spoločnom výskume boli pozorované údaje o teplote a zrážkach, ako aj krivky ľadovcovej plochy, objemu a nadmorskej výšky upravené podľa trendov klimatických modelov. Získali sa historické údaje o topení ľadovcov a predpokladanom náraste odtoku a výslednom objeme vody. Touto výmenou poznatkov a výskumu medzi škandinávskymi krajinami sa zabezpečila dobre rozvinutá dôkazová základňa, ktorú preskúma výskumné konzorcium a ako taká sa rozšíri do širšej komunity.

Verejná konzultácia bola zahrnutá do návrhu rozšírenia súčasných vodných elektrární prostredníctvom postupu posudzovania vplyvov na životné prostredie, ako to zaručuje zákon. Prijatie sa požadovalo aj uplatnením protokolu o posúdení udržateľnosti vodnej energie (HSAP) pre projekt vodnej energie Hvammur a pre prevádzku vodnej elektrárne Blanda. V roku 2017 získala cenu Modrá planéta od IHA.

Faktory úspechu:

• Spolupráca s inými energetickými spoločnosťami, univerzitami a inštitúciami uľahčila a zvýšila dôveryhodnosť adaptačného úsilia; Uskutočnilo sa to najmä prostredníctvom konzorcia Norden.
• Výkonná rada spoločnosti Landsvirkjun je zapojená do procesu adaptácie
• Postupný prístup k adaptácii na zmenu klímy: každých päť rokov sa preskúmajú minulé trendy a prognózy zrážok a teploty a na základe výsledkov monitorovania sa vykoná ročná kalibrácia modelov s cieľom upraviť súčasné riadenie a investície spoločnosti Landvirkjun.
• Vzhľadom na neistotu v projekciách klímy spoločnosť Landsvirkjun zachováva alternatívne plány, ktoré možno realizovať, ak by sa ukázalo, že zvolený scenár je nepresný. Takéto alternatívne plány zahŕňajú dohody o obmedzení s hlavnými spotrebiteľmi, v ktorých možno obmedziť podiel zmluvne dohodnutého ročného predaja energie, ako aj plány pripravené na výstavbu nových projektov v oblasti vodnej energie z obnoviteľných zdrojov, geotermálnej a veternej energie.

Obmedzujúci faktor:

• Očakáva sa, že zvýšený prietok vody bude dočasný. Predpokladá sa, že toky topenia ľadu dosiahnu do roku 2030 plošinu a potom zostanú konštantné až do roku 2080. Do roku 2080 sa objem ľadovcov zníži natoľko, že toky sa začnú znižovať. Tento dlhodobý jav má malý vplyv na súčasné rozhodnutia, ktoré majú horizont rozhodovania 50 rokov. Keď sa toky vrátia na úrovne 90. rokov, t. j. predtým, ako islandské ľadovce začali strácať hmotnosť, existujúce vodné elektrárne môžu mať o niečo vyššiu kapacitu, než je potrebné.

Náklady:

• Náklady na investovanie do výskumných projektov v rámci škandinávskej iniciatívy spolupráce (Norden) boli mierne, približne 1 milión EUR.
• Náklady na úpravu plánov riadenia nádrží sú mierne a odrážajú sa ako interné náklady, napríklad pridanie 2 – 3 zamestnancov.
• Náklady na úpravu návrhu plánovaných aktív (vo väčšine prípadov sa zvyšuje kapacita projektov vodnej energie) sú vysoké, rádovo desiatky miliónov eur.

Hlavné prínosy:

• Zlepšené hydrologické modelovanie prinieslo cenné informácie pre rozhodovanie o budúcich investíciách do vodných elektrární.
• Zvýšená výrobná kapacita o 10 %, ktorá doteraz reagovala na zvýšené toky vody v dôsledku súčasnej a projektovej zmeny klímy, zvyšuje ročné príjmy.

Inštalácie so zvýšenou kapacitou zásobníkov môžu zabezpečiť rezervnú kapacitu proti extrémnym povodniam, čo vedie k zvýšenej protipovodňovej ochrane. Najextrémnejšie povodne na Islande sú ľadovcové záplavy spôsobené sopečnými erupciami. Ľadovcové povodne sú častejšie na Islande ako inde na svete kvôli interakcii sopiek s ľadovcami.

Hlavnýplán ochrany prírody a využívania energie jenástrojom na zosúladenie protichodných záujmov ochrany prírody a výroby energie na vnútroštátnej úrovni a v najskorších fázach plánovania. Aspekt adaptácie na zmenu klímy sa však v týchto fázach plánovania nezohľadňuje a nie je zahrnutý ani do postupu posudzovania vplyvov na životné prostredie. Dôležitým aspektom, ktorý treba zvážiť, je, že vodná energia na Islande zabezpečuje 73 % svojho podielu energie z obnoviteľných zdrojov, a ako taká je dôležitým príspevkom k energetickému mixu Islandu.

Spoločnosti Landsvirkjun trvalo štyri roky (2006 až 2010), kým pri rozhodovaní o správe ložísk a investičných rozhodnutiach o budúcich aktívach použila opravené série tokov. Inštalácia dodatočnej kapacity v elektrárni Búrfell trvala len niečo vyše dvoch rokov od začiatku výstavby (2016).

Posúdenie očakávaného topenia ľadovcov, a teda aj objemu vody na výrobu vodnej energie, sa vykonáva každých päť rokov a kalibruje sa na základe výsledkov monitorovania na ročnom základe. V dôsledku toho sa rozhodnutia o investíciách a riadení prijímajú na základe aktualizovaného posúdenia, pričom sa zohľadňujú historické merania a budúce prognózy. Táto stratégia má časový horizont 50 rokov, pretože návratnosť investícií do projektov vodnej energie sa počíta za obdobie 50 rokov a projekcie odtoku z ľadovcov sa môžu vykonať za takéto obdobie s dostatočnou istotou.

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 a Island sa stretli v kancelárii