Embed Size (px)
Citation preview
SINTEF Energiforskning AS 1
Energisystemets sårbarhet og muligheter knyttet til de forventede
klimaendringene og behovet for tilpasning innen sektoren
NOU Klimatilpassing - fagmøte om Energi 8. desember 2009
Seniorforsker Gerd Kjølle, [email protected] Energiforskning
SINTEF Energiforskning AS 2
Innhold
Smakebiter fra tre prosjekter ved SINTEF Energiforskning:
Nordic Project on Climate and Energy (2003 – 2006)
Deltema: Konsekvenser for tilsig og kraftproduksjon
VAKLE (2001 – 2006)
Et forskningsprosjekt om virkninger for liv i vassdrag av endret klima, tilsig og kraftverksdrift
Vulnerability and security in a changing power system (2009 – 2012)
Deltema: Sårbarhet i kraftnettet som følge av klimaendringer
SINTEF Energiforskning AS 3
Konsekvenser for tilsig og kraftproduksjon i Norden
Nordic Project on Climate and Energy(2003 – 2006)
4
Energy system analysis -method
• Objective: Calculate consequences of forecasted climate changes for the period 2071-2100 for the Nord Pool electricity system
• Method: Simulate a given system, using “Samkjøringsmodellen”– With reference climate – period 1961-1990– Compare with simulation for climate scenarios
• HadAm-B2• ECHAM-B2
• Calculates consequences of climate change for a given system – does not give a forecast for how the system develops into the future
5
Average simulated energy inflow to Norway
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51
week number
Inflo
w (T
Wh/
wee
k)
ReferenceHadAm-B2ECHAM-B2
2071 – 2100
6
Reference(1961- 1990)
HADAM (2071-2100) ECHAM (2071-2100)
Inflow(TWh)
Inflow (TWh)
Change (TWh)
Change(%)
Inflow (TWh)
Change (TWh)
Change(%)
Norway 124.0 127.3 3.3 2.7 152.2 28.2 22.7
Sweden 65.9 71.4 5.5 8.3 81.6 15.7 23.8
Finland 13.9 15.5 1.6 11.5 18.5 4.6 33.1
Sum Nord Pool
203.8 214.1 10.3 5.1 252.3 48.5 23.8
Simulated average yearly inflow
7
Reference(1961- 1990)
HADAM (2071-2100) ECHAM (2071-2100)
Production(TWh)
Prod.(TWh)
Change (TWh)
Change (%)
Prod. Change (TWh)
Change (%)
Norway 115.3 117.9 2.6 2.3 135 19.7 17.1
Sweden 62.3 66.3 4.0 6.4 74.5 12.2 19.6
Finland 11.9 12.8 0.9 7.6 14.1 2.2 18.5
Sum Nord Pool
189.5 197.0 7.5 4.0 223.6 34.1 18.0
Simulated average yearly production
8
Summary
• Expects considerable increase in inflow and hydro power production– Especially for the ECHAM-B2 scenario– Largest increase in western and northern
Norway and northern Sweden, most of the increase in the winter
• Almost no change in wind power production• (Reduced thermal production in Finland)• (Lower prices
– Provided no capacity adaptations)
SINTEF Energiforskning AS 9
Virkninger for liv i vassdrag av endret klima, tilsig og kraftverksdrift
-Nye utfordringer for forvaltningen(2001 – 2006)
SINTEF Energiforskning AS 10
Klimascenarier (nedbør og lufttemperatur) – meteorologiske modeller på globalt nivå gir input til simuleringer på lokalt nivå:
Hydrologiske modeller
Produksjonsplanleggingsmodeller
Fysiske og biologiske modeller
Beregne virkningen på:
Vannføring
Vanntemperatur
Fiskehabitat
Fiskevekst
Vinteroverlevelse
Smoltvandring etc. hos laks
VAKLE - Utgangspunkt
Orkla salmon
SINTEF Energiforskning AS 11
How we work
Orkla
Predicted day of 50% smolt migration
40 50 60 70
Obs
erve
d da
y of
50%
sm
olt m
igra
tion
40
50
60
70
Model from other riversRiver specific model
Improve existing models
0
500
1000
1500
2000
0
1
2
3
02
46
810
1214
Pre
dict
ed s
mol
t mig
ratio
n
Discha
rge/
Mean
disch
arge
Water temperature
Values for terms that are held constant:Day = 31 (May 1)Change in water discharge/Mean discharge = 0.001Change in water temperature = -0.2Number of smolts left = 5000Number of days left = 30
0 500 1000 1500 2000
Building new modelsand relationships
Experimental studies Field studies
Apply toOrkla
Apply toOrkla
SINTEF Energiforskning AS 12
Fish growth
0 . 1
0 . 2
0 . 3
0 . 4
0 . 5
0 . 6
0 . 7
5 1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
Habitat conditions
Winter energetics Smolt migration
2 0
3 0
4 0
5 0
6 0
7 0
8 0
9 0
0 4 0 8 0 1 2 0 1 6 0 2 0 0 2 4 0
V F 1 9 8 0 -2 0 0 9V F 2 0 2 0 -2 0 4 9
Vann
førin
g
D a g n r
Climate, water temperature, flow conditions
Totaleffect
Orkla salmon
Totaleffect
SINTEF Energiforskning AS 13
Ya
Study site: Orkla RiverOr
kla
Gran
a
Svorkmo power plant
Grana power plant
Brattset power plant
Bjørset dam
Grana reservoir
Litjfossen power plant
Ulset power plant
Tunnel and power plantDam
Orkanger
SINTEF Energiforskning AS 14
Conclusions: – både mer kraft og mer laks Orkla!
More inflow and more hydro power production
Seasonal pattern changes in inflow and power production
Higher water temperature
Less surface ice and more anchor and frazil ice
Increased salmon production due to increased growth rate and younger smolt
Slight decrease in fish habitat quality most of the time, but fewer days with no suitable habitat
Increased energy consumption in winter, but higher minimum flow in winter No change in winter survival
No change in smolt survival during migration
SINTEF Energiforskning AS 15
Sårbarhet i kraftnettetProsjekt Vulnerability and security in a
changing power system(2009 – 2012)
SINTEF Energiforskning AS 16
Været gir opphav til mange avbrudd og mye ikke levert energi
Værpåkjenninger:
Vind
Snø/is
Salt/forurensning
Torden
Nedbør
Temperatur
Vegetasjon
Kraftledningene er sårbare; Været kan forårsake store skader og forsinkelser i reparasjonsarbeidet
ILE pga driftsforstyrrelser 1 - 22 kV fordelt på årsak
Omgivelser52 %
Teknisk utstyr17 %
Mennesker5 %
Driftspåkjenninger2 %
Annet1 %
Årsak ikke klarlagt21 %
Konstruksjon/ Montasje
2 %
1999 - 2005
SINTEF Energiforskning AS 17
Hva betyr klimaendringene for kraftnettet?
B. E. K. Nygaard, Energidagene 2009
SINTEF Energiforskning AS 18
Hvis været blir ”våtere, varmere og litt villere” – får vi mer av dette?
Nyttårsorkan Nord-Vestlandet 1992
Gudrun jan. 2005 Nedsnødd i Agder 2006
Steigen jan. 2007
SINTEF Energiforskning AS 19
Sårbarhet kan reduseres ved å ha gode barrierer
Uønsket hendelse/feil i kraft-systemet
Årsaker Konsekvenser
Teknisk/ drifts-påkjenninger
Mennesker
Omgivelser/vær
Terror
Avbrudd/Blackout
Mindre Moderat
Større Kritisk Katastrofal
• Dimensjoneringskriterier• Vedlikehold og reinvesteringer• Skogrydding• Kabling
• Personell• Transport• Samband• Reservemateriell osv.
Aldrende nett Rekruttering
SINTEF Energiforskning AS 20
Hvordan kan vi kontrollere sårbarhet?
Overvåke
Tilstandskontroll av komponenter
Trenger gode indikatorer
Analysere betydning
Trenger gode metoder for tilstandsvurdering og risiko- og sårbarhetsanalyse
Treffe tiltak
Identifisere gode barrierer2SINTEF Energiforskning AS
Prosjekt RENERGI 2009 – 2012: Vulnerability and securityin a changing power system
Indikatorer og metodikk for åovervåke og klassifisere sårbarheter i kraftsystemet
Metoder og verktøy for åanalysere risiko, sårbarhet og forsyningssikkerhet (leverings-pålitelighet) i planlegging og drift av kraftsystemet
Varighet 2009 – 2012
Budsjett: ca 16 mill. kr
SINTEF Energiforskning AS 21
Oppsummering
Smakebiter fra tre prosjekter ved SINTEF Energiforskning:
Nordic Project on Climate and Energy (2003 – 2006)
Deltema: Konsekvenser for tilsig og kraftproduksjon
Kontakt: [email protected]
VAKLE (2001 – 2006)
Et forskningsprosjekt om virkninger for liv i vassdrag av endret klima, tilsig og kraftverksdrift
Kontakt: [email protected]
Vulnerability and security in a changing power system (2009 – 2012)
Deltema: Sårbarhet i kraftnettet som følge av klimaendringer
Kontakt: [email protected]
