Hugmyndir uppi um lagningu á jafnstraums- rafstreng í jörðu yfir Sprengisand

Höfundur: Hörður Kristjánsson

Landsnet heldur uppi umfangsmiklu flutningskerfi raforku og var um síðustu áramót með 3.283 kílómetra í rekstri af loftlínum. Lengd jarð- og sæstrengja er þó aðeins um 251 kílómetri, en sífellt meiri pressa er á í samfélaginu að skipta út loftlínum fyrir jarðstrengi. Þar skortir hins vegar ákveðna stefnumótun af hálfu stjórnvalda, þó vissulega hafi verið tekið á því að einhverju leyti með þingsályktun um viðmið varðandi lagningu raflína.

Magni Þór Pálsson, verkefnastjóri rannsókna á þróunar- og tæknisviði Landsnets, segir lagaákvæði, sem skipi rekstraraðilum dreifi- og flutningskerfanna hérlendis að setja jarðstrengi í forgang við lagningu raforkulína, fremur veikburða. Alþingi samþykkti í maí 2015 þingsályktun um stefnu stjórnvalda um lagningu raflína. Í raforkulögum er vísað til þess að flutningsfyrirtækinu beri að taka tillit til stefnu stjórnvalda um uppbyggingu flutningskerfisins. Hann bendir á að Danir hafi staðið mjög framarlega á þessu sviði og verið með ákveðin og metnaðarfull markmið og sett sér skýra stefnu. Þeir hafi verið að skipta út loftlínum og leggja jarðstrengi í staðinn fyrir loftlínulagnir í sínum dreifi- og flutningskerfum, einkum á lægri spennum. Það hafi verið fjármagnað í gegnum gjaldskrá flutningsfyrirtækisins og hafin var vinna við þetta af krafti. Síðastliðið haust benti Evrópusambandið þeim á að fjármögnun af slíku tagi væri ekki í samræmi við ESB-reglur. Fjármagnið til slíks yrði að koma beint í gegnum fjárlög ríkisins en ekki í gegnum flutningsverð á raforku til neytenda.

Líklegt má telja að vegna aðildar Íslands að EES-samningnum, þá gildi hið sama hér á landi og í Danmörku. Það getur sett Landsneti þröngar skorður í nýframkvæmdum við jarðstrengjalagnir.

Átök um línulagnir

Töluverð átök hafa verið á undanförnum árum um lagningu rafstrengja og umhverfisverndarsamtök og í sumum tilfellum hafa landeigendur lagst hart gegn lagningu loftlína. Má þar nefna línulagnir frá nýju jarðhitaraforkuveri Landsvirkjunar við Þeistareyki vegna iðnaðaruppbyggingar á Bakka við Húsavík. Í dag, 8. júní, er eitt af þeim málum m.a. til meðferðar í Hæstarétti Íslands. Þá hafa verið átök og ágreiningur um línulagnir um Reykjanesskagann vegna iðnaðaruppbyggingar við Helguvík og fyrir almenna notkun. Sömu sögu hefur verið að segja varðandi fyrirhugaða eflingu raflínukerfis á Norður- og Norðausturlandi, milli Fljótsdals og Blönduvirkjunar. Heimildarmynd sem sýnd var í Sjónvarpinu nýlega lýsir vel afstöðu landeigenda í Skagafirði gegn áformum Landsnets um loftlínulagnir á því svæði.

Ófullnægjandi byggðalína með of litla flutningsgetu

Þrátt fyrir núverandi hringtengingu raforkukerfisins í landinu um svokallaða byggðalínu, þá er hún engan veginn fullnægjandi ef tryggja á stöðugleika og afhendingaröryggi í raforkukerfi landsmanna. Þar má nefna tvær megin ástæður.

Flutningsgeta byggðalínunnar er of lítil til að takast á við fyrirsjáanlega aukningu raforkunotkunar og framleiðslu og til að tryggja afhendingaröryggi.

Stóru framleiðslukerfin á Suðurlandi á Þjórsársvæðinu og víðar og á Austfjörðum (Fljótsdalsvirkjun) að nýta 220 kílóvolta (kV) flutningskerfi á meðan landsnetið sem tengir þau saman er aðeins með 132 kílóvolta línur. Þau eru því eins og tvær öflugur raforkueyjar með takmörkuðum tengingum á milli. Því er ekki hægt að miðla nægilegri orku milli þessara svæða ef eitthvað kemur upp, auk þess sem núverandi fyrirkomulag gerir þau berskjölduð fyrir truflunum. Nýlegt dæmi um bilun í iðjuveri í Hvalfirði, sem hafði þau áhrif að kerfið á Austurlandi sló út, sýnir þetta.

Ekki hægt að keyra Blönduvirkjun á fullum afköstum

Einn anga af vandanum við of litla flutningsgetu byggðalínunnar má glögglega sjá á Norðurlandi. Þar dugar 132 kV línukerfið ekki til að flytja þá orku sem mögulegt er að framleiða í Blönduvirkjun. Raunar hefur aldrei verið hægt að nýta framleiðslugetu virkjunarinnar að fullu. Eigi að síður hefur Landsvirkjun haft uppi hugmyndir um að reisa vindmyllugarð á virkjunarsvæði Blönduvirkjunar til að framleiða enn meiri raforku. Það er þó með öllu óraunhæft í dag vegna þess að flutningsgeta flutningskerfisins er ekki nægileg.

Ný tenging milli Suður- og Norðurlands

Samkvæmt upplýsingum Magna hafa verið viðraðar hugmyndir, m.a. í kerfisáætlun Landsnets, um að styrkja kerfið með nýrri tengingu á milli Suðurlands og Norðurlands um Sprengisand. Hann segir að æskilegt væri að byggðalínan væri með 220 kV línum eins og stóru kerfin á Suðurlandi og á Austfjörðum. Þó þarf að taka tillit til ýmissa sjónarmiða ef skipta ætti út allri byggðalínunni hringinn í kringum landið. Ekki síst um langar vegalendir sunnan Vatnajökuls. Í því samhengi væri tenging yfir Sprengisand hugsanlega ákjósanlegri leið að mati Magna, en um þær hugmyndir hefur verið ágreiningur vegna umhverfissjónarmiða.

Loftlínur þvert yfir hálendið þykja ekki lengur ásættanlegur möguleiki vegna augljósrar sjónmengunar. Segir Magni að þess vegna hafi menn m.a. rætt lagningu á jarðstreng þarna yfir, annaðhvort með riðstraumsstreng á hluta leiðarinnar eða jafnstraumsstreng alla leið.

Launafl veldur vanda

Magni bendir á að lagning á hefðbundnum riðstraumslínum (AC) svo langa leið, hvort sem um loftlínur eða jarðstrengi væri að ræða, hefði einn stóran ókost. Það er uppsöfnun svokallaðs launafls í kerfinu sem margfaldast í takt við lengd línunnar í AC kerfum. Jarðstrengir framleiða 20–30 sinnum meira launafl en sambærilegar loftlínur. Slíkt launafl getur valdið erfiðleikum við að halda réttri spennu á kerfinu. Þar bendir Magni m.a. á stöðuna sem uppi er á Kópaskeri sem er endastöð kerfis Landsnets út á Melrakkasléttu. Þar hleðst launafl upp frá víðfeðmu dreifikerfi RARIK á norðausturhorninu, sem er að miklum hluta komið í jarðstrengi.

Að Kópaskeri er 66 kílóvolta línulögn Landsnets en spennan er að jafnaði um 70 kV vegna launaflsins sem myndast í dreifikerfinu. Þetta getur valdið töluverðum erfiðleikum í rekstri flutningskerfisins.

Jafnstraumur myndar ekki launafl

Jafnstraumur myndar ekki launafl og þess vegna er stundum gripið til þess að tengja svæði saman með jafnstraumsstrengjum (DC) í stað riðstraumsstrengja, sé um að ræða mikinn orkuflutning yfir langar vegalengdir.

Þetta er m.a. vel þekkt við lagningu sæstrengja milli landa og tengingar á vindmyllum í Norðursjó við raforkukerfin í landi. Magni segir að slík jafnstraumssambönd séu töluvert dýrari en hefðbundnar riðstraumslínur. Þar vegur kostnaður við endastöðvarnar þyngst, en þessar stöðvar breyta riðstraum í jafnstraum og öfugt.

Jafnstraumstrengur í jörð yfir Sprengisand

Varðandi línulögn yfir Sprengisand hafa menn verið að skoða möguleika á að leggja þar línu sem anna myndi verulega aukinni orkuþörf til langrar framtíðar, eins og fram kemur í Kerfisáætlun Landsnets 2016–2025.

Áætlað er að jafnstraumstenging alla leið yfir Sprengisand myndi kosta um 40 milljarða króna á meðan loftlína (riðstraums) sömu leið myndi kosta um 15 milljarða. Hins vegar hafa menn einnig verið að skoða þann möguleika að leggja einungis jarðstreng (riðstraums) yfir það svæði þar sem mikið víðsýni er á hálendinu og loftlínur yrðu mjög áberandi, eða allt að 50 km leið. Restin yrði svo með loftlínum. Talið er að slíkur kostur gæti kostað um 20 milljarða króna.

Tækni ABB gegn orkutapi í DC háspennukerfum

Lagning jafnstraums jarðstrengja þýðir að reisa verður svokallaðar umbreytistöðvar á báðum endum til að breyta úr riðstraum í jafnstraum og öfugt. Við þetta tapast nokkur orka, en þróunin er þó í þá átt að minnka orkutapið. Í Bændablaðinu 11. maí var m.a. fjallað um jarðstrengjaþróunina í Evrópu. Þar kom fram að stórfyrirtækið ABB hafi árið 2012 kynnt svokallaðan „hybrid DC breaker“, sem er í rauninni aflrofi fyrir háspennt jafnstraumskerfi (HVDC). Þróun þessa búnaðar hefur staðið yfir síðan. Telja má líklegt að slíkur búnaður muni til framtíðar litið gera lagningu DC strengja fýsilegri kost en nú er við flutning raforku á ákveðnum stöðum innan riðstraumskerfa. Sér í lagi þar sem menn vilja losna við sjónmengun af loftlínum og truflun sem skapast, m.a. í aðflugsstefnum að flugvöllum eins og í Eyjafirði.

Þingsályktunartillaga ein og sér dugar skammt í stefnumótun

Þann 28. maí 2015 var samþykkt á Alþingi þingsályktun um stefnu stjórnvalda um lagningu raflína. Þar segir m.a. að Alþingi álykti að eftirfarandi viðmið og meginreglur verði lagðar til grundvallar við uppbyggingu á dreifi- og flutningskerfi raforku:

1.1. Lágspennt dreifikerfi raforku

Í hinu lágspennta dreifikerfi raforku skal meginreglan vera sú að notast sé við jarðstrengi við lagningu raflína eða endurnýjun eldri lagna. Í rökstuddum undantekningartilvikum skal vera heimilt að notast við loftlínur, vegna sérstakra ástæðna.

1.2. Landshlutakerfi raforku

Í landshlutakerfi raforku skal meginreglan vera sú að notast sé við jarðstrengi við lagningu raflína eða endurnýjun eldri lagna, að því gefnu að það sé tæknilega raunhæft og að kostnaður við slíka lausn sé ekki meiri en tvisvar sinnum kostnaður við loftlínu. Í rökstuddum undantekningartilvikum verði heimilt að víkja frá þessari meginreglu, t.d. ef í umhverfismati kemur fram að loftlína sé talin betri kostur út frá umhverfissjónarmiðum.

1.3. Meginflutningskerfi raforku

Í meginflutningskerfi raforku skal meginreglan vera sú að notast sé við loftlínur nema annað sé talið hagkvæmara eða æskilegra, m.a. út frá tæknilegum atriðum eða umhverfis- eða öryggissjónarmiðum. Með tilliti til umhverfis- og öryggissjónarmiða skal meta í hverju tilviki fyrir sig hvort rétt sé að nota jarðstrengi á viðkomandi línuleið, eða afmörkuðum köflum hennar, á grundvelli eftirfarandi viðmiða sem réttlæta þá að dýrari kostur sé valinn:

Ef línuleið er innan skilgreinds þéttbýlis, sbr. skilgreiningu á þéttbýli í 2. gr. skipulagslaga, nr. 123/2010.
Ef línuleið er innan friðlands sem verndað er sökum sérstaks landslags, sbr. 53. gr. laga nr. 44/1999, um náttúruvernd.
Ef línuleið er við flugvöll þar sem sýnt er að loftlína geti haft áhrif á flugöryggi.
Ef línuleið er innan þjóðgarðs.
Ef línuleið er innan friðlands sem verndað er af öðrum sökum en sérstaks landslags, sbr. 53. gr. laga nr. 44/1999, um náttúruvernd.

Markmið laga er að stuðla að þjóðhagslega hagkvæmu raforkukerfi

Í raforkulögum frá 2003 segir að markmið laganna sé að stuðla að þjóðhagslega hagkvæmu raforkukerfi og efla þannig atvinnulíf og byggð í landinu. Í því skyni skal:

Skapa forsendur fyrir samkeppni í vinnslu og viðskiptum með raforku, með þeim takmörkunum sem nauðsynlegar reynast vegna öryggis raforkuafhendingar og annarra almannahagsmuna.
Stuðla að skilvirkni og hagkvæmni í flutningi og dreifingu raforku.
Tryggja öryggi raforkukerfisins og hagsmuni neytenda.
Stuðla að nýtingu endurnýjanlegra orkugjafa.
Taka tillit til umhverfissjónarmiða.

Enn fremur er í 9. grein raforkulaganna vísað til þess að m.a. skuli taka mið af stefnu stjórnvalda um uppbyggingu flutningskerfisins.

Spurningin er svo hvort Íslendingar séu almennt sáttir við framvinduna frá 2003 og hvernig til hafi tekist að framfylgja markmiðum laganna. Í lögunum er heldur engin afstaða tekin til lagningar jarðstrengja, né leiðbeinandi markmið eða stefnumörkun. Fagurlega orðuð þingsályktun frá 2015 breytir þar litlu og hefur svo í raun harla lítið gildi í veruleikanum. Ekki frekar en orðalag í ótal stjórnarsáttmálum um að stefnt skuli að hinu og þessu. Þarna vantar lagasetningu og reglugerðir til að fylgja fögrum áformum eftir og leggja línurnar fyrir starfsemi orkuflutningsfyrirtækja eins og Landsnets.

5 myndir: