Utfordringer i forbindelse med Klimaendringer og kraftproduksjon Professor Ånund Killingtveit, Institutt for vann- og miljøteknikk, NTNU

Transkript

1 1 Utfordringer i forbindelse med Klimaendringer og kraftproduksjon Professor Ånund Killingtveit, Institutt for vann- og miljøteknikk, NTNU 1

2 Innhold i presentasjonen Oppsummering siste rapport fra IPCC Kort om metodikk for beregning av virkninger Hvilke klimaendringer ventes i Norge? Virkninger på hydrologiske forhold Konsekvenser for vannkraft - Virkninger i Norge - Virkninger i Norden - Virkninger i Europa - Eksempel fra USA Virkning på småkraftverk - 3 eksempler fra Norge 2 2 Oppsummering Hvor sikre er konklusjonene? Hva er hovedutfordringene?

3 3 Beregnet temperaturstigning ved ulike scenarier (IPCC-2007) 3

4 En lang rekke kompliserte modeller er involvert... Emission Scenarios HowwillemissionofCO 2 be? (Scenario B1, B2, A1T, A1B, A2, A1FI) Global AOGCM model Downscaling models Hydrological model Simulating global climate by GCMs (Many different models) Regional/Local effects, many methods (Ex RegClim) Simulating Hydrological Processes (Ex HBV, Landpine,...) Hydropower model Simulation of Hydropower system Production, spill, reservoir operation 4 4 Effects on Hydropower Results

5 Forventede klimaendringer i Norge - Temperatur Årlig middeltemperatur i Norge øker mellom C Mest i Nord-Norge Mer i innlandet Minst langs kysten Meste av Kraft-Norge får C 5 5 (Kart: senorge.no)

6 Forventede klimaendringer i Norge - Nedbør Endring i nedbørmengde Lite i innlandet (Sør-Øst Norge) Opp mot 30% enkelte kyststrøk Typisk 10-20% i store områder <15% i tunge vannkraftområder (kilde: senorge.no) 6 6

7 7 7

8 8 Forventede klimaendringer i Norge - Avløp Mest økning langs kysten og vest for vannskillet Liten endring i sør og øst Typisk 5-20% økning over store områder Kilde: senorge.no 8

9 Forventede klimaendringer i Norge og Trøndelag (RegClim) RegClim Hadley/A2 % vis endring i avløp RegClim Hadley/B2 RegClim ECHAM/B2 9 9

10 Virkning på vannkraftsystemet Nordiske studier Impacts of climate change on river runoff, glaciers and hydropower in the Nordic area Joint final report from the CE Hydrological Models and Snow and Ice Groups Sten Bergström, Tómas Jóhannesson, Guðfinna Aðalgeirsdóttir, Andreas Ahlstrøm, Liss M. Andreassen, Johan Andréasson, Stein Beldring, Helgi Björnsson, Bengt Carlsson, Philippe Crochet, Mattias de Woul, Hallgeir Elvehøy, Gwenn E. Flowers, Phil Graham, Gunnar Orri Gröndal, Sverrir Guðmundsson, Sara-Sofia Hellström, Regine Hock, Per Holmlund, Jóna Finndís Jónsdóttir, Finnur Pálsson, Valentina Radic, Lars Andreas Roald, Jörgen Rosberg, Svetlana Rogozova, Oddur Sigurðsson, Merja Suomalainen, Thorsteinn Thorsteinsson, Bertel Vehviläinen, Noora Veijalainen

11 Virkning på vannkraftsystemet 11

12 Virkning på vannkraftsystemet - Energitilsig 12

13 Virkning på vannkraftsystemet - Vannkraftproduksjon Konklusjoner: Tilsig til det Nordiske vannkraftsystemet vil trolig øke pga klimaendringene Økning er størst i Norge og på Vestlandet Stor forskjell mellom modellene ECHAM B TWh/år HadAm B2 + 2 TWh/år Økningen skyldes i stor grad forskyvning i tilsig fra Vår/Sommer til Høst/Vinter Temperaturendringen vil også påvirke forbruk og gi mindre sesongvariasjon 13

14 Virkning på vannkraftsystemet Orkla (VAKLE prosjekt) 14

15 Analyse av hydrologiske endringer i tre regioner Illustrerer virkning av klimaendringer i tre regioner/landsdeler Østlandet/Hardangervidda (1) Midt-Norge/Gaula (2) Kyst Nordland/Salten (3) Analyserer endringer ved bruk av en Hydrologisk modell (HBV-modell) Kalibrerer modellen med dagens tilstand (år 2000) Simulerer endringer ved år 2100 (RegClim param) Kjører dagens klima + 3 alternativer Beregner endring av vannføringer Viser virkning på varighetskurve Beregner virkning på vannkraftproduksjon

16 (1) Hydrologiske endringer Øvre Telemark (Austbygdåi) m3/s 90 Observed calculated runoff for : Austbygdåi Blå kurve: Dagens tilstand Rød kurve: Stadium /09/2000 Sep 01/10/2000 Okt 01/11/2000 Nov 01/12/2000 Dec 01/01/2001 Jan 01/02/2001 Feb 01/03/2001 Mar 01/04/2001 Apr 01/05/2001 Mai 01/06/2001 Juni01/07/2001 Juli 01/08/2001 Aug

17 (2) Hydrologiske endringer i Midt-Norge (Gaula) m3/s 600 Observed and calculated runoff for : Gaula Blå kurve: Dagens tilstand Rød kurve: Stadium /09/1995 Sep 01/10/1995 Okt 01/11/1995 Nov 01/12/1995 Dec 01/01/1996 Jan 01/02/1996 Feb 01/03/1996 Mar 01/04/1996 Apr 01/05/1996 Mai 01/06/1996 Juni01/07/1996 Juli 01/08/1996 Aug

18 (3) Eksempel på hydrologiske endringer Nordland (Lakshola) m3/s 35 Observed and calculated runoff for : Nedbørfelt til Lakshola kraftverk Blå kurve: Dagens tilstand Rød kurve: Stadium Sep Okt Nov Dec Jan Feb Mar Apr Mai Juni Juli Aug 01/09/05 01/10/05 01/11/05 01/12/05 01/01/06 01/02/06 01/03/06 01/04/06 01/05/06 01/06/06 01/07/06 01/08/

19 (1) Hydrologiske endringer Øst Telemark (Log skala) Duration curves Øst-Telemark (Austbygdåi) 100 Today Alt 1 Alt 2 Alt Duration % 19

20 Endringer i produksjon beregnet ved prod.simulering Sammenligner et tenkt typisk prosjekt i hver region Felt 50 km 2 Ingen endring i design ved klimaendr. H = 100m Rørgate L=1000m Q max =2xQ mid Diameter tilpasset optimalt falltap Minstevannføring etter 95% i dag Region Klima Klima Dagens klima +2 grader +10% nedb. +3 grader +20% nedb. Østland Q mid =1.2m 3 /s Trøndelag Q mid =1.4m 3 /s Nordland Q mid =3.1m 3 /s 4.2 GWh 4.7 GWh 13.5 GWh 5.0 GWh 6.4 GWh 15.0 GWh + 19% + 36% + 11% 6.0 GWh 7.3 GWh 15.8 GWh + 43% + 55% + 17% 20 Ingen negative konsekvenser for kraftproduksjonen for noe alternativ

21 Virkning på vannkraftsystemet i Europa (1) 21 Beregnet endring i vannføring i Europeiske elver (Kilde: EuroWasser study) Norge og Norden kommer ut positivt mens Alperegionen og andre viktige Vannkraftområder i Sør-Europa blir kraftig negativt påvirket

22 Virkning på vannkraftsystemet i Europa (2) 22

23 En tankevekker om usikkerhet Studie i USA Ulike GCM-modeller gir svært ulike resultater For 20 ulike klimamodeller Endring i prod.kapasitet (MW) 23

24 Oppsummering - Konklusjon Klimaendringen vil trolig også gi hydrologiske endringer i Norge Høyere temperatur gir mer vintervannføring og mindre vår- og sommervannføring Endringer i nedbør, vannføring (og energitilsig) er størst på Vestlandet 24 Endret hydrologisk regime er stort sett positivt for kraftproduksjon (reduserte tap), men, vi kan kanskje få noen spissere sommerflommer med noe mer tap Mer produksjon kommer både pga mer vann og bedret vannføringsregime Klimaendringen er generelt sett gunstig for kraftproduksjonen i Norge Klimaendringene medfører ikke direkte behov for mer magasinering men magasiner kan få økende betydning for Svingproduksjon mot det Europeiske systemet med større andel uregulerbar vindkraft Det er ennå betydelig usikkerhet mhp virkninger for vannkraftsystemet Vi bør derfor snakke om Scenarier ikke Prognoser for utviklingen For økonomisk planlegging av utbygging (optimalisering) kan vi basere tilsigsstatistikken på dagens kunnskap (eks ) Liten/Ingen innvirkning på økonomisk drift av kraftverk (foreløpig) For Damsikkerhet kan en ta høyde for endringer ved revurdering (15år)

25 Til ettertanke Hva skjer i nær framtid (5-10 år)? Energy inflow to Norwegian hydropower system last 20 years ( ) y = x R 2 = GWh/year 25