Možnosti prilagajanja omrežij in infrastrukture za prenos in distribucijo električne energije

V primeru optimizacije programske opreme vse možnosti v tem razredu vključujejo namestitev ali spreminjanje infrastrukture na tleh, v mestnih, industrijskih, podeželskih in naravnih območjih. Sodelovanje zainteresiranih strani na lokalni ravni (z lastniki zemljišč, lokalnimi organi in širšo javnostjo) ob poteh nameščenih/nadgrajenih omrežij je zato ključnega pomena za zagotovitev družbene sprejemljivosti ter pravočasne in stroškovno učinkovite postavitve infrastruktur. Pri podzemnih kablih lahko usklajevanje z drugimi subjekti za polaganje kablov zmanjša gospodarske stroške in obremenitev lokalnih skupnosti na najmanjšo možno mero z omejitvijo trajanja dejavnosti kopanja.

Podzemni kabli so odvisni od razpoložljivosti ustrezne tehnologije ter znanja in izkušenj v zvezi z namestitvijo, spremljanjem in upravljanjem. Sodelovanje z drugimi subjekti za podzemno napeljavo kablov, kot so telekomunikacijska podjetja, pomaga zmanjšati motnje prebivalstva zaradi dejavnosti izkopavanja, delitev stroškov izkopavanja pa zmanjšuje stroške, ki jih nosi vsak subjekt. Čeprav bi lahko bili podzemni kabli izpostavljeni novim podnebnim nevarnostim, zlasti poplavam in premikom tal zaradi zemeljskih plazov, so ta tveganja zaenkrat še vedno hipotetična. Izkopavanja zaradi drugih gradbenih ali vzdrževalnih dejavnosti predstavljajo ključno tveganje za poškodbe nameščenih podzemnih kablov. To tveganje je mogoče zmanjšati z uporabo digitalizacije in tehnologije GIS za podzemne kable za obveščanje bagrov o lokaciji podzemnih kablov.

Glavna razlika med podzemnimi in nadzemnimi kabli je način zagotavljanja električne izolacije. Nadzemni kabli so izolirani z zrakom, ki jih obdaja, najcenejša in najpreprostejša izolacijska rešitev, ki je na voljo. Podzemni kabli morajo biti izolirani, da se preprečijo izgube energije in tveganje električnega udara zaradi neposrednega stika s tlemi. Električna upornost, ki jo ustvarja izolacija, ustvarja toploto in s tem izgube pri prenosu. To zahteva večje in/ali več kablov, da se nadomestijo izgube, in hladilni sistem (prisilno prezračevanje, voda ali plini) za odvajanje toplote. Podzemni kabli morajo biti zakopani v jarkih, zaščiteni pred naključnimi poškodbami in dostopni z lahkoto, ko je potrebno vzdrževanje. Na splošno to pomeni večjo uporabo zemljišč s podzemnimi kabli v primerjavi z nadzemnimi kabli med namestitvijo, čeprav so po zakopavanju raba zemljišč in vizualni vplivi, ki jih povzročajo, znatno manjši.

Vzdrževanje podzemnih kablov je veliko bolj zapleteno in dražje kot vzdrževanje nadzemnih kablov: „če pride do okvare na 400 kV podzemnem kablu, ta v povprečju ne obratuje 25-krat dlje od 400 kV nadzemnih vodov. To je predvsem posledica dolgotrajnega iskanja, izkopavanja in tehnično povezanih popravil. Tudi to vzdrževanje in popravila stanejo bistveno več“ (NationalGrid, 2015).

Nazadnje, obstajajo tehnične omejitve glede rabe zemljišč v bližini kablov, značilnih za podzemne vode. Poleg tega, da je treba rezervirati nekaj zemljišč za zagotovitev dostopa do vodov za namene vzdrževanja, obstajajo tudi omejitve sajenja dreves in živih mej nad kabli ali znotraj 3 m od kabelskega jarka, da se prepreči poseganje z vegetacijo. Drevesne korenine lahko prodrejo v obrobo polnila kabla, kar lahko vpliva na oceno kabla ali celo povzroči fizične poškodbe kabla. Podobno kot pri nadzemnih vodih se rast dreves odvrača in nadzoruje pod vodniki nadzemnih vodov ali na razdaljah, kjer bi drevesa lahko padla na črte. Obstajajo tudi omejitve višine za stroje ali zlasti visoka vozila, kot je kmetijska oprema, v bližini nadzemnih vodov iz varnostnih razlogov. V mestnih območjih kopenska površina, ki se uporablja za zakopane kable, daleč presega tisto, ki je potrebna za enakovredno ocenjeno nadzemno omrežje. Kabli so bili v preteklosti preusmerjeni pod ceste, da se zemljišče ne bi odštelo od alternativne uporabe; vendar so lahko motnje v prometu med preiskovanjem napak in popravili velike. Kjer so kabli nameščeni z neposrednim zakopavanjem na podeželskih območjih, obstajajo omejitve glede uporabe kmetijske opreme za globoko gojenje, da se prepreči tveganje poškodb. Zakopavanje visokonapetostnih kablov je tudi bolj zapleteno kot polaganje plinskih in vodnih cevi. Poleg tega je treba vsakih 500–1 000 m zgraditi podzemne skupne zalive, ki so betonsko obloženi in širši od samih jarkov.

Za krepitev podnebne odpornosti nadzemnih kablov je podrobno poznavanje prihodnjih lokalnih podnebnih razmer z visoko ločljivostjo ključnega pomena za načrtovanje potrebnih posegov. Jasna prednost pridobivanja najnatančnejših scenarijev za nadzemne kable je povezana z razumevanjem, v kolikšni meri so lahko še naprej veljavna možnost. Če se predvideva, da bodo ekstremni dogodki znatno vplivali na območja, na katerih so nameščena ali načrtovana nadzemna kabelska omrežja, se lahko sčasoma upošteva prehod na podzemno napeljavo kablov. Tudi v manj ekstremnih okoliščinah lahko opredelitev poti, ki bodo v prihodnosti najmanj izpostavljene omenjenim grožnjam za nadzemne kable, pomaga pri načrtovanju prihodnjega razvoja omrežja.

Poleg neposrednih prihodnjih vplivov na podnebje je za podzemna in nadzemna omrežja pomembno pridobiti vpogled v prihodnje tržne razmere, v katerih bodo delovali operaterji prenosnih sistemov in operaterji distribucijskih sistemov.

Na splošno so stroški obratovanja podzemnih kablov približno enaki stroškom obratovanja nadzemnih kablov (National Grid, 2015). Vendar so stroški kapitala, povezani z gradnjo podzemnih vodov, veliko višji od stroškov za nadzemne kable. Alonso in Greenwell (2013) poročata o 4- do 14-krat višjih stroških gradnje podzemnih kablov na podlagi študije komisije za javne storitve iz Wisconsina iz leta 2011. Dejanski stroški pa so odvisni od geoloških in geografskih značilnosti trase kablov, načina namestitve (stroški postavitve predora so višji od stroškov neposrednega zakopavanja), prenosne zmogljivosti proge in izbranih možnosti za izolacijo in hlajenje podzemnih kablov.

Dvig višine droga je relativno poceni: študija primera o nadzemnih vodih v Združenem kraljestvu poroča, da so stroški nabave lesenih nadzemnih drogov, višjih za 0,5 metra, odvisni od višine prvotnega droga, vendar lahko znašajo le približno 10 GBP (11 EUR) na drog.

Za nadzemne kable posebne nacionalne norme v vsaki državi EU urejajo največjo višino drogov in najmanjšo oddaljenost od tal.

Gradnja nadzemnih ali podzemnih električnih vodov je tako kot vsaka druga večja infrastruktura podrejena nacionalnim predpisom za izdajo dovoljenj. V postopku izdaje dovoljenj je treba upoštevati številne posebne okoljske pomanjkljivosti. Na podeželskih območjih je treba oceniti vznemirjanje rastlinstva in živalstva, rabo zemljišč in arheološka najdišča. V zvezi s tem so nadzemni vodi običajno manj moteči kot podzemni kabli in povzročajo manj motenj. Vendar imajo lahko podzemni kabli v posebnih primerih znaten pozitiven učinek na nekatere ogrožene vrste; na primer lahko zmanjšajo smrtnost zaradi trkov električnih vodov pri populacijah ptic selivk ali ptic rezidentk (Bernardino idr., 2018). V mestnem in podeželskem okolju so motnje na zemljiščih večje pri polaganju podzemnih kablov kot pri postavitvi nadzemnih stolpov. Količina zemlje, izkopane za podzemni kabel, kjer sta nameščena dva kabla na fazo, je približno 14-krat večja kot pri enakovredni progi nadzemnega voda. Vegetacijo je treba očistiti vzdolž jarkov in ob njih, da se omogočita gradnja in s tem povezan dostop za vozila.

Čas izvajanja se razlikuje glede na lokalne geografske in geološke razmere ter uporabljeno metodo namestitve. Vendar je pri podzemnih kablih bistveno daljši kot pri nadzemnih kablih.

Kabli, bodisi nadzemni ali podzemni, so običajno zasnovani tako, da delujejo 60 let. V študiji primera Združenega kraljestva je navedeno, da je pričakovana življenjska doba lesenih drogov, ki podpirajo nadzemne vode, primerljiva: 40-60 let.