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

İklim değişikliğinin neden olduğu artan küresel sıcaklıkların İzlanda'da buzul erimesine neden olması ve böylece hidroelektrik santrallerinde su akışını artırması bekleniyor. Neredeyse tüm İzlanda buzulları 1990'ların başından beri kütle kaybediyor; bu eğilimin ısınma iklimi ile devam etmesi bekleniyor. 2200'de neredeyse hiç İzlanda buzulunun kalmayacağı tahmin ediliyor. Buzul nehirlerindeki akış, buzul erimesiyle eşzamanlı olarak artacaktır. Runoff’un önümüzdeki 50 yıl içinde zirve yapması bekleniyor, bundan sonra buzul erimesinden gelen akışın 2200'de sıfır seviyesine kadar düşmesi bekleniyor.

2015 yılı için, 2015 iklimi kullanarak giriş senaryolarındaki artış, tarihsel iklim kayıtlarından tahmin edilenden yaklaşık% 10 daha yüksektir. Giriş senaryoları, 1950'lerden bu yana (a) belirli yıl(lar) sıcaklık ve yağışlardaki tahmini tarihsel eğilimleri ve iklim değişikliği nedeniyle öngörülen gelecekteki eğilimleri kullanarak (a) geleceğe öngörülen tarihsel girişleri temsil etmektedir. Bugüne kadar mevcut güç sistemi, yatırım yapmadan akıştaki bu artışı çoğunlukla kullanabildi. Giriş hacminin 2015 yılına kıyasla 2050 yılına kadar% 15 oranında 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 hızlarını tam olarak kullanabilmek için, hem kurulu türbin kapasitesinin hem de mevcut hidroelektrik santrallerinde rezervuar depolamasının artırılması gerekecektir.

İklim değişikliği altında atmosferin ısınması, hızlandırılmış buzul erimesine neden olur ve bu da hidroelektrik santrallerinde su akışının artmasına neden olur. Landsvirkjun’un (Ulusal Güç Şirketi) ilk amacı, iklim değişikliği altındaki su akışının projeksiyonlarını iyileştirmektir. Daha iyi projeksiyonlar, dökülme yollarındaki gereksiz su sızıntılarını en aza indiren adaptasyon önlemlerini kolaylaştırır. Bu önlemler, rezervuar yönetimi planlarının değiştirilmesini, ek altyapının kurulmasını ve/veya artan akışı yönetmek için mevcut altyapının yeniden tasarlanmasını içerir. Rezervuarlar aşırı sel durumunda ekstra tampon kapasitesi olarak işlev görebileceğinden, bir ortak fayda, taşkın korumasını arttırır.

Norden grubunun bir parçası olarak diğer İskandinav hükümetleri ve araştırma ajansları ile ortak araştırmalarda Landsvirkjun, iklim değişikliği etkilerini göz önünde bulundurarak gelecekteki su akışını yansıtmak için hidrolojik modelleme kullanır. Gelecekteki nehir akışına ilişkin tahminler, gözlemlenen sıcaklık ve yağış verileri kullanılarak geliştirildi ve buzul alanı-hacim-yükseklik eğrileri iklim modeli simülasyonlarından gelen eğilimlere göre ayarlandı. Bu bilgi daha sonra iklim değişikliğini hesaba katan düzeltilmiş akışlar üretmek için hidrolojik bir modelle beslendi. Landsvirkjun, rezervuar yönetim stratejilerine düzeltilmiş akışları dahil etti. Organizasyon akış serisini güncelliyor ve bundan sonra her beş yılda bir değişen iklim koşullarını yansıtacak şekilde rezervuar yönetimini güncelliyor. Yeni tasarım ve eski bitkilerin yenilenmesi için Landsvirkjun, gelecek 15 yıl ve sonrasındaki akışları dikkate alan bir tasarım spesifikasyonu olarak kullanıyor.

Düzeltilmiş Landsvirkjun akış serisi, IPPC'den gelen verileri ve İzlanda için sıcaklık ve yağış değişikliklerinin beklenen mevsimsel dağılımı gibi belirli sonuçları kullanır. Akış serisi, izleme sonuçlarına dayanarak yıllık olarak daha da kalibre edilir. Bu bulgular rezervuar yönetimini ayarlamak ve mevcut enerji 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 akışlarla ilgili geliştirilmiş verilere dayanarak artan buzul akışlarından yararlanacak şekilde ayarlanır. Bu önlemler, dökülme yoluyla su kaynaklarının azalması nedeniyle İzlanda'da yenilenebilir enerji üretiminin artmasına neden oluyor.

Búrfell Hidroelektrik Santrali, gelişmiş su akış verilerinin ekonomik olarak mümkün bir genişlemeyi mümkün kıldığı bir örnek sunar: 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 nedeniyle yeraltına inşa edildi; Haziran 2018'den beri faaliyet göstermektedir. Búðarháls Hidroelektrik Santrali, 2014 yılında devreye alınan yeni bir projedir. Bu santralin kapasitesi, iklim değişikliğine tepki olarak başlangıçta planlanan 80 MW'tan 95 MW’a yükseltildi. Hvammur Hidroelektrik Projesi, 82 MW'tan 95 MW’a kadar düzeltilmiş akışlara dayalı kapasitenin de artırıldığı gelecekteki bir projedir. Hvammur projesi, İzlanda Parlamentosu tarafından "Doğa Koruma ve Enerji Kullanımı Yüksek Planı" kapsamında onaylanmıştır (yasal konularla ilgili bölüme bakınız), 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 ve Grönland'dan hükümetleri ve araştırma ajanslarını içeren bölgesel bir işbirliği girişimidir. Program İskandinav Bakanlar Konseyi tarafından finanse edilmektedir.

Bu işbirlikçi araştırmada, gözlemlenen sıcaklık ve yağış verilerinin yanı sıra buzul alanı-hacim-yükseklik eğrileri, iklim modeli eğilimlerine göre ayarlandı. Buzul erimesi ve tahmin edilen artışla ilgili geçmiş veriler ve elde edilen su hacmi elde edildi. İskandinav ülkeleri arasındaki bu bilgi ve araştırma alışverişi, bir araştırma konsorsiyumu tarafından gözden geçirilen ve daha geniş bir toplulukta yaygınlaştırılan iyi gelişmiş bir kanıt tabanı sağladı.

Kamu danışmanlığı, mevcut hidroelektrik sahalarının çevresel etki değerlendirme prosedürü ile genişletilmesinin tasarımına dahil edilmiştir. Kabul, Hvammur Hidroelektrik Projesi için Hidroelektrik Sürdürülebilirlik Değerlendirme Protokolü'nün (HSAP) uygulanması ve Blanda Hidroelektrik Santrali'nin işletilmesi için de talep edilmiştir. 2017 yılında IHA'dan Mavi Gezegen Ödülü'nü aldı.

Başarı faktörleri:

• Diğer güç şirketleri, üniversiteler ve kurumlarla işbirliği, adaptasyon çabalarının güvenilirliğini kolaylaştırdı ve artırdı; bu esas olarak Norden konsorsiyumu aracılığıyla yapıldı.
• Landsvirkjun Yönetim Kurulu adaptasyon sürecine dahil oldu
• İklim değişikliğine uyum için adım adım bir yaklaşım: her beş yılda bir, geçmiş eğilimler ve yağış ve sıcaklık projeksiyonları gözden geçirilirken, Landvirkjun tarafından alınan mevcut yönetimi ve yatırımı ayarlamak için modellerin yıllık kalibrasyonu, izleme sonuçlarına göre gerçekleştirilmektedir.
• İklim projeksiyonlarındaki belirsizlik göz önüne alındığında, Landsvirkjun, seçilen senaryonun yanlış olduğu kanıtlanması durumunda uygulanabilecek alternatif planları sürdürüyor. Bu alternatif planlar arasında, yeni yenilenebilir hidroelektrik, jeotermal ve rüzgar enerjisi projelerinin inşası için hazır planlara ek olarak, sözleşmeli yıllık enerji satışlarının bir kısmının kısıtlanabileceği 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 fenomenin, 50 yıllık bir karar ufku olan mevcut kararlar üzerinde çok az etkisi vardır. Akışlar 1990'ların seviyelerine geri döndükten sonra, yani İzlanda buzulları kütle kaybetmeye başlamadan önce, mevcut hidroelektrik santralleri gerekenden biraz daha yüksek kapasiteye sahip olabilir.

Maliyetler:

• İskandinav işbirlikçi girişiminin (Norden) bir parçası olarak araştırma projelerine yatırım yapmanın maliyeti, yaklaşık 1 milyon Euro'dur.
• Rezervuar yönetim planlarını değiştirme maliyeti ılımlıdır ve 2-3 personel eklemek gibi dahili maliyet olarak yansıtılır.
• Planlanan varlıkların tasarımını değiştirme 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 konusunda değerli bilgiler sağlamıştır.
• Mevcut ve proje iklim değişikliği nedeniyle artan su akışlarına yanıt veren% 10'luk artan üretim kapasitesi yıllık gelirleri artırıyor.

Artan rezervuar kapasitesi kurulumları, aşırı taşkınlara karşı tampon kapasitesini sağlayabilir ve böylece artan sel korumasına yol açabilir. İzlanda'daki en aşırı sel olayları volkanik patlamalar nedeniyle buzul patlamalarıdır. İzlanda'da buzul patlamaları, volkanların buzullarla etkileşimi nedeniyle İzlanda'da dünyanın başka yerlerinde olduğundan daha yaygındır.

"Doğa Koruma ve Enerji Kullanımı için Master Plan", doğa koruma ve enerji üretiminin rakip çıkarlarını ulusal ölçekte ve en erken planlama aşamalarında uzlaştırmak için bir araçtır. Bununla birlikte, iklim adaptasyon yönü bu planlama aşamalarında dikkate alınmamakta ve çevresel etki değerlendirme prosedürünün bir parçası olarak da dahil edilmemektedir. Dikkate alınması gereken önemli husus, İzlanda'da hidroelektrik enerjisi, yenilenebilir enerjiden payının% 73'ünü sağlıyor ve bu nedenle İzlanda'nın enerji karışımına önemli bir katkı sağlıyor.

Landsvirkjun şirketinin rezervuar yönetimi ve gelecekteki varlıklar hakkındaki yatırım kararlarında düzeltilmiş akış serisini kullanması dört yıl sürdü (2006-2010). Búrfell elektrik santralinde ilave kapasitenin kurulması, inşaatın başlamasından (2016) sadece iki yıldan fazla sürdü.

Beklenen buzul erimesi ve dolayısıyla hidroelektrik üretimi için su hacmi değerlendirmesi her beş yılda bir yapılır ve sonuçları yıllık bazda izleyerek kalibre edilir. Sonuç olarak, yatırım ve yönetim kararları, tarihsel ölçümler ve gelecekteki tahminler dikkate alınarak güncellenmiş bir değerlendirmeye dayanarak alınır. Bu strateji 50 yıllık bir zaman ufkuna sahiptir, çünkü hidroelektrik projeleri için yatırım getirisi 50 yıllık bir süre boyunca hesaplanır ve buzullardan gelen akış projeksiyonları 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