İzlanda'da artan buzul erimesine yanıt olarak hidroelektrik genişlemesi ve gelişmiş yönetim

İklim değişikliğinin neden olduğu artan küresel sıcaklıkların İzlanda'da buzul erimesinin artmasına neden olması ve böylece hidroelektrik santrallerinde su akışının artması bekleniyor. Hemen hemen tüm İzlanda buzulları 1990'ların başından beri kütle kaybediyor; Bu eğilimin ısınma iklimi ile devam etmesi bekleniyor. 2200 yılında İzlanda buzullarının neredeyse hiç kalmayacağı tahmin ediliyor. Buzul nehirlerindeki akış, buzul erimesi ile eşzamanlı olarak artacaktır. Akışın önümüzdeki 50 yıl içinde zirve yapması bekleniyor, bundan sonra buzul erimesinden gelen akışın 2200'de sıfır seviyesine düşmesi bekleniyor.

2015 yılı için 2015 iklimini kullanan giriş senaryolarındaki artış, tarihsel iklim kayıtlarında tahmin edilenden yaklaşık% 10 daha yüksektir. Giriş senaryoları, 1950'lerden bugüne kadar, hem sıcaklık ve yağıştaki tahmini tarihsel eğilimleri hem de iklim değişikliği nedeniyle öngörülen gelecekteki eğilimleri kullanarak (a) belirli yıllara (lar) geleceğe yansıtılan tarihsel girişleri temsil eder. Bugüne kadar mevcut güç sistemi, bu akış artışını yatırım yapmadan çoğunlukla kullanabilmiştir. Giriş hacminin, 2015 yılına kıyasla 2050 yılına kadar %15 daha artması bekleniyor. Mevcut güç sistemi bu artışın sadece %30'unu kullanabilir. Mevcut hidroelektrik santrallerinde değişiklik yapılmadan, artan akışın geri kalanının dökülme yollarına dökülmesi bekleniyor. Artan akış hızlarından tam olarak yararlanmak için, hem kurulu türbin kapasitesi hem de mevcut hidroelektrik santrallerindeki rezervuar depolamasının artırılması gerekecektir.

İklim değişikliği altında atmosferin ısınması, buzul erimesini hızlandırır ve bu da hidroelektrik santrallerinde su akışının artmasına neden olur. Landsvirkjun'un (Ulusal Enerji Şirketi) ilk hedefi, iklim değişikliği altında su akışının projeksiyonlarını iyileştirmektir. Daha iyi projeksiyonlar, dökülme yollarından gereksiz su dökülmelerini en aza indiren adaptasyon önlemlerini kolaylaştırır. Bu önlemler, rezervuar yönetim planlarının değiştirilmesini, ek altyapının kurulmasını ve / veya artan akışı yönetmek için mevcut altyapının yeniden tasarlanmasını içerir. Rezervuarlar aşırı taşkın durumunda ekstra tampon kapasitesi olarak işlev görebileceğinden, bir ortak fayda, taşkın korumasının arttırılmasıdır.

Norden grubunun bir parçası olarak diğer İskandinav hükümetleri ve araştırma kurumlarıyla yapılan ortak araştırmalarda Landsvirkjun, iklim değişikliği etkilerini dikkate alarak gelecekteki su akışını yansıtmak için hidrolojik modelleme kullanır. Gözlemlenen sıcaklık ve yağış verileri kullanılarak gelecekteki nehir akışına ilişkin projeksiyonlar iyileştirildi ve iklim modeli simülasyonlarından gelen eğilimlere göre buzul alanı-hacim-yükseklik eğrileri ayarlandı. Bu bilgi daha sonra iklim değişikliğini hesaba katan düzeltilmiş akışlar üretmek için hidrolojik bir modele beslendi. Landsvirkjun, düzeltilmiş akışları rezervuar yönetim stratejilerine dahil etti. Kuruluş, akış serisini ve ardından rezervuar yönetimini her beş yılda bir değişen iklim koşullarını yansıtacak şekilde günceller. Yeni tasarım ve eski bitkilerin yenilenmesi için Landsvirkjun, 15 yıl ve sonraki gelecekteki akışları dikkate alan bir tasarım spesifikasyonu olarak kullanır.

Landsvirkjun'un düzeltilmiş akış serisi, IPPC'den gelen verileri ve ayrıca sıcaklık ve yağıştaki değişikliklerin beklenen mevsimsel dağılımı gibi İzlanda için belirli sonuçları kullanır. Akış serisi, izleme sonuçlarına göre yıllık olarak daha da kalibre edilir. Bu bulgular, rezervuar yönetimini ayarlamak ve mevcut elektrik santrallerinin olası yeniden tasarımlarını ve yükseltmelerini ve gelecekteki projeler için önerileri değerlendirmek için kullanılır. Özünde, mevcut ve planlanan varlıkların yönetimi ve tasarımı, mevcut ve gelecekteki akışlara ilişkin iyileştirilmiş verilere dayanarak artan buzul akışlarından yararlanacak şekilde ayarlanır. Bu önlemler, dökülme yollarından kaynaklanan su kaynaklarındaki kayıpların azalması nedeniyle İzlanda'da yenilenebilir enerji üretiminin artmasına neden oluyor.

Búrfell Hidroelektrik Santrali, geliştirilmiş su akışı verilerinin bir genişlemeyi ekonomik olarak mümkün kıldığı bir örnek sunmaktadır: Santral kapasitesi 70 MW'tan 100 MW'a yükseltildi. Landsvirkjun, orijinal enerji santralini genişleten ve yükünü azaltan yeni bir hidroelektrik santrali inşa etmeye karar verdi. Yeni Búrfell uzantısı, ekonomik ve sürdürülebilirlik nedenleriyle yeraltında inşa edildi; Haziran 2018'den beri faaliyettedir. Búðarháls Hidroelektrik Santrali, 2014 yılında devreye alınan yeni bir projedir. Bu santralin kapasitesi, iklim değişikliğine yanıt olarak başlangıçta planlanan 80 MW'tan 95 MW'a yükseltildi. Hvammur Hidroelektrik Projesi, düzeltilmiş akışlara dayanarak kapasitenin 82 MW'tan 95 MW'a yükseltildiği gelecekteki bir projedir. Hvammur projesi, İzlanda Parlamentosu tarafından Doğa Koruma ve Enerji Kullanımı için Ana Plan kapsamında onaylanmıştır (yasal konularla ilgili bölüme bakın), ancak inşaata başlama kararı alınmamıştır.

Şirket, iklim değişikliğinin yenilenebilir enerji sistemleri üzerindeki etkilerini belirlemek ve analiz etmek için Norden ile işbirliği yaptı. Norden, Danimarka, Finlandiya, İzlanda, Norveç, İsveç, Faroe Adaları, Grönland ve ⁇ land'dan hükümetleri ve araştırma ajanslarını içeren bölgesel bir işbirliği girişimidir. Program İskandinav Bakanlar Kurulu tarafından finanse edilmektedir.

Bu ortak çalışmada, gözlemlenen sıcaklık ve yağış verilerinin yanı sıra buzul alanı-hacim-yükseklik eğrileri, iklim modeli eğilimlerine göre ayarlandı. Buzul erimesi ile ilgili tarihsel veriler ve akışta öngörülen artış ve ortaya çıkan su hacmi elde edildi. İskandinav ülkeleri arasındaki bu bilgi ve araştırma alışverişi, bir araştırma konsorsiyumu tarafından gözden geçirilen ve daha geniş bir topluluğa yayılan iyi gelişmiş bir kanıt tabanı sağlamıştır.

Kamuoyu istişareleri, Kanun tarafından garanti edildiği gibi, çevresel etki değerlendirme prosedürü yoluyla mevcut hidroelektrik sahalarının genişletilmesinin tasarımına dahil edilmiştir. Hvammur Hidroelektrik Projesi ve Blanda Hidroelektrik Santrali'nin işletilmesi için Hidroelektrik Sürdürülebilirlik Değerlendirme Protokolü (HSAP) uygulanarak da kabul edilmiştir. Mavi Gezegen Ödülü'nü 2017'de IHA'dan aldı.

Başarı faktörleri:

• Diğer enerji şirketleri, üniversiteler ve kurumlarla işbirliği, uyum çabalarının güvenilirliğini kolaylaştırdı ve artırdı; Bu, çoğunlukla Norden konsorsiyumu aracılığıyla yapıldı.
• Landsvirkjun Yürütme Kurulu uyum sürecinde yer almaktadır
• İklim değişikliğine uyum için adım adım bir yaklaşım: Her beş yılda bir, yağış ve sıcaklık geçmiş eğilimleri ve projeksiyonları gözden geçirilirken, Landvirkjun tarafından alınan mevcut yönetimi ve yatırımı ayarlamak için izleme sonuçlarına dayalı olarak modellerin yıllık kalibrasyonu gerçekleştirilir.
• İklim projeksiyonlarındaki belirsizlik göz önüne alındığında, Landsvirkjun, seçilen senaryonun yanlış olduğunu kanıtlaması durumunda uygulanabilecek alternatif planları sürdürüyor. Bu tür alternatif planlar arasında, yeni yenilenebilir hidroelektrik, jeotermal ve rüzgar enerjisi projelerinin inşası için hazır planlara sahip olmanın yanı sıra, sözleşmeli yıllık enerji satışlarının bir kısmının azaltılabileceği büyük tüketicilerle anlaşmaların kısıtlanması yer alıyor.

Sınırlayıcı faktör:

• Artan su akışının geçici olması bekleniyor. Buz eritme akışlarının 2030 yılına kadar bir platoya ulaşması ve daha sonra 2080'e kadar sabit kalması bekleniyor. 2080 yılına gelindiğinde, buzulların hacmi o kadar azalmış olacak ki akışlar azalmaya başlayacak. Bu uzun vadeli olgunun, 50 yıllık bir karar ufkuna sahip olan mevcut kararlar üzerinde çok az etkisi vardır. Akışlar 1990'ların seviyelerine geri döndüğünde, yani İzlanda buzulları kütle kaybetmeye başlamadan önce, mevcut hidroelektrik santralleri gerektiğinden biraz daha yüksek kapasiteye sahip olabilir.

Maliyetler ve maliyetler:

• İskandinav işbirliği girişiminin (Norden) bir parçası olarak araştırma projelerine yatırım yapmanın maliyeti ılımlı, yaklaşık 1 milyon Euro idi.
• Rezervuar yönetim planlarını değiştirme maliyeti ılımlıdır ve 2-3 personel eklemek gibi iç maliyet olarak yansıtılır.
• Planlanan varlıkların tasarımını değiştirmenin maliyeti (çoğu durumda, hidroelektrik projelerinin kapasitesi artar), on milyonlarca Euro sırasına göre yüksektir.

Başlıca faydaları:

• Geliştirilmiş hidrolojik modelleme, hidroelektrik santrallerine gelecekteki yatırımlarla ilgili karar verme için değerli bilgiler sağlamıştır.
• Mevcut ve proje iklim değişikliği nedeniyle artan su akışlarına cevap veren bugüne kadar% 10'luk artan üretim kapasitesi, yıllık gelirleri artırmaktadır.

Artan rezervuar kapasitesi kurulumları, aşırı taşkınlara karşı tampon kapasitesi sağlayabilir ve böylece taşkın korumasının artmasına neden olabilir. İzlanda'daki en aşırı sel olayları, volkanik patlamalar nedeniyle buzul taşkınlarıdır. Buzul taşkınları, volkanların buzullarla etkileşimi nedeniyle İzlanda'da dünyanın başka yerlerine göre daha yaygındır.

⁇Doğa Koruma ve Enerji Kullanımı Master Planı ⁇ ulusal ölçekte ve en erken planlama aşamalarında doğa koruma ve enerji üretiminin rekabet çıkarlarını uzlaştırmak içinbir araçtır. Bununla birlikte, iklim adaptasyonu yönü bu planlama aşamalarında dikkate alınmaz ve ayrıca çevresel etki değerlendirme prosedürünün bir parçası olarak dahil edilmez. Dikkate alınması gereken önemli husus, İzlanda'da hidroelektrik enerjisinin yenilenebilir enerji payının% 73'ünü sağlaması ve bu nedenle İzlanda'nın enerji karışımına önemli bir katkı sağlamasıdır.

Landsvirkjun şirketinin rezervuar yönetimi kararlarında ve gelecekteki varlıklara ilişkin yatırım kararlarında düzeltilmiş akış serilerini kullanması dört yıl sürdü (2006'dan 2010'a kadar). Búrfell elektrik santralinde ekstra kapasitenin kurulması, inşaatın başlamasından (2016) iki yıldan biraz fazla sürdü.

Hidroelektrik üretimi için beklenen buzul erimesi ve dolayısıyla su hacmine ilişkin değerlendirme her beş yılda bir yapılır ve yıllık bazda izleme sonuçları ile kalibre edilir. Sonuç olarak, yatırım ve yönetim kararları, tarihsel ölçümler ve gelecekteki projeksiyonlar dikkate alınarak güncellenmiş bir değerlendirmeye dayanarak alınır. Bu stratejinin 50 yıllık bir zaman ufku vardır, çünkü hidroelektrik projeleri için yatırım getirisi 50 yıllık bir süre boyunca hesaplanır ve buzullardan gelen akış projeksiyonları böyle bir dönemde yeterli güvenle yapılabilir.

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 ve İzlanda Met Ofisi