Jarðstrengir í raforkukerfi – Takmörkuð auðlind?

Flutnings- og dreifikerfi raforku eru mikilvægur hluti af innviðum nútíma þjóðfélags. Flutningskerfi Landsnets flytur raforkuna á hárri spennu frá virkjun að tengivirki, þar sem spennan er lækkuð og afhent til dreifiveitu eða annarra notenda og dreifiveitan dreifir orkunni til sinna notenda.

Í lofti eða í jörð

Til þess að hægt sé að flytja og dreifa raforkunni þarf raflínur. Þær eru annað hvort í lofti eða jörð. Dreifikerfin, sem rekin eru á mun lægri spennu en flutningskerfin eru að stórum hluta komin í jörðu. Strengvæðing flutningskerfa gengur hins vegar hægar, enda eru raffræðilegar áskoranir þar erfiðari viðureignar auk þess sem kostnaður og umfang við jarðstrengslagnir vex með hækkandi spennu. Hér á landi hafa þó jarðstrengslagnir verið ráðandi í nýlögnum á lægri spennustigum í flutningskerfinu.

Í raforkukerfinu er aflið samsett úr tveimur þáttum; raunafli sem er sá hluti aflsins sem skilar vinnu og launafli sem skilar engri vinnu en sveiflast fram og til baka. Jarðstrengur er þannig uppbyggður að hann framleiðir umtalsvert meira magn af launafli en loftlína með sambærilega afkastagetu. Laun­aflsframleiðslan er í réttu hlutfalli við annað veldi spennunnar, sem þýðir til dæmis að jarðstrengur framleiðir fjórfalt meira launafl á 132 kV spennu en hann myndi gera á 66 kV spennu.

Launafl hefur bein áhrif á spennuna í kerfinu og er gagnlegt upp að vissu marki, til dæmis til þess að viðhalda spennugæðum. Verði launaflið hins vegar of mikið, getur það farið að hafa neikvæð áhrif á kerfisreksturinn, til að mynda vegna erfiðleika við spennustýringu í kerfinu.

Styrkur eða stífleiki

Svokallað skammhlaupsafl er mælikvarði á styrk eða stífleika kerfisins og gefur þar með upplýsingar um það hversu vel kerfið getur staðið á móti áhrifum laun­aflsins á kerfisreksturinn. Skammhlaupsaflið er mismikið eftir tengipunktum og eru nokkrir þættir sem hafa áhrif á það, s.s. nálægð við virkjanir, möskvun kerfisins og spennustig. Í íslenska flutningskerfinu er skammhlaupsaflið mest á Suður- og Suðvesturlandi, sem helgast af því að þar eru flest af stærstu orkuverum landsins og kerfið er þar þéttriðnast, þ.e. tengipunktar tengjast saman með mörgum, sterkum flutningslínum. Sem dæmi má nefna að útreiknað skammhlaupsafl í 220 kV tengivirkinu á Geithálsi er um sjöfalt hærra en í 132 kV tengivirkinu á Rangárvöllum við Akureyri.

Innbyrðis áhrif og heildstætt mat

Ólíkur styrkur kerfisins milli landsvæða er meginástæða þess að svigrúm til jarðstrengslagna er mismunandi. Þar sem kerfið er sterkt er meira rými til þess heldur en þar sem styrkurinn er lítill. Einnig þarf að hafa í huga að jarðstrengslagnir innan sama svæðis hafa innbyrðis áhrif. Til dæmis hafa jarðstrengslagnir í dreifikerfinu áhrif á mögulegar jarðstrengslengdir í yfirliggjandi flutningskerfi á sama landsvæði. Þetta gildir að sjálfsögðu einnig í hina áttina. Við hjá Landsneti höfum lengi bent á það að af þessum sökum þurfi að meta jarðstrengslagnir með heildstæðum hætti, sbr. t.a.m. skýrsluna„Jarðstrengslengdir í meginflutningskerfinu - Mat á mögulegum jarðstrengslengdum í nýju 220 kV flutningskerfi á Norðurlandi – Kerfisgreining“, mars 2017. Skipulagsstofnun hefur tekið undir þetta með óyggjandi hætti í nýlegu áliti stofnunarinnar um mat á umhverfisáhrifum Kröflu­línu 3.

Þurfum að nýta möguleikana

Af framansögðu er ljóst að til þess að nýta megi á sem bestan hátt það svigrúm sem er til jarðstrengslagna í flutningskerfi raforkunnar, þarf að rannsaka hvert tilfelli gaumgæfilega.

Þar sem möguleikar til jarðstrengslagna í íslenska flutningskerfinu eru ef til vill minni en víða annars staðar, er afar nauðsynlegt að nýta möguleikana á sem bestan hátt. Það er mikilvægt að til sé skýr stefna frá hendi stjórnvalda og að hún sé höfð að leiðarljósi.

Ítarlegri umfjöllun um jarðstrengi má finna á heimasíðu Landsnets, www.landsnet.is

 

Höfundur er verkefnastjóri rannsókna hjá Landsneti.