Flutningsgeta og afhendingaröryggi flutningskerfisins

Í kaflanum er farið yfir þær kröfur sem gerðar eru til flutningskerfis raforku. Gerð er grein fyrir núverandi stöðu kerfisins og núverandi flöskuhálsar útskýrðir. Fjallað er um flutningsgetu á milli landsvæða og munurinn á flutningsgetu 132 kV og 220 kV flutningskerfa útskýrður. Að lokum er þörfin fyrir nægjanlega flutningsgetu á milli landsvæða útskýrð og farið yfir hvernig búist er við að slík þörf muni þróast næstu áratugi.

Flutningskerfi raforku á Íslandi

Flutningskerfi Landsnets samanstendur af flutningslínum og tengivirkjum sem þjóna þeim tilgangi að tengja vinnslu raforku við notendur, hvort sem um ræðir dreifiveitur eða stórnotendur. Landsnet á og rekur flutningslínur á 66 kV spennu og hærri, ásamt nokkrum einstökum línum á 33 kV spennu sem þjóna svæðisbundnum kerfum. Hæsta rekstrarspenna flutningslína er 220 kV en nokkrar af þeim eru byggðar fyrir 400 kV spennu og því hægt að hækka rekstrarspennuna til að auka flutningsgetu ef þörf krefur. Heildarlengd flutningslína Landsnets er 3.343 km, sem er rétt rúmlega vegalengdin frá Reykjavík til Rómar, þar af eru 245 km í jörðu. Lengd línukerfa eftir spennu er eftirfarandi: 220 kV línur eru 918 km, 132 kV línur eru 1.333 km, 66 kV línur eru 1.018 km og 33 kV línur eru 74 km.

Aflgeta afhendingarstaða í flutningskerfinu

MYND 2-1 : Aflgeta afhendingarstaða landsnets

Á Mynd 2-1 má sjá mat á því afli sem hægt er að flytja til viðbótar við það álag sem verður á þeim tímapunkti sem álag er mest á kerfið í heild árið 2019 skv. Raforkuspá. Utan höfuðborgarsvæðisins er svigrúmið afar lítið og víðast hvar er engu forgangsálagi hægt að bæta við. Það sem vekur athygli er að staðan innan höfuðborgarsvæðisins er farin að versna og er víðast hvar eingöngu hægt að bæta við um 10-30 MW af forgangsálagi. Ástæðan fyrir þessu er sú að þær 220 kV línur sem liggja til höfuðborgarsvæðisins eru afar misjafnar í flutningsgetu vegna leiðaragerðar og hönnunar þeirra. Þær sem lægsta flutningsgetu hafa eru að verða fulllestaðar þegar álag er mikið í Reykjavík og nágrenni.

Staðan á landsbyggðinni er svipuð og hefur áður verið. Svigrúm, upp á 10 til 30 MW, sem var til staðar á vesturhluta byggðalínu, hefur nú verið nýtt við Laxárvatn. Á norðausturhluta landsins er svo hægt að bæta við allt að 30 MW þar sem Þeistareykjavirkjun annar álagi svæðisbundið og nettó útflutningur er frá nýju 220 kV kerfi út frá Kröflu. Annars staðar á landinu er ekki svigrúm til aukningar nema komi til styrkinga flutningskerfisins og/eða byggingar nýrra virkjana.


Markmið um afhendingaröryggi

Samkvæmt raforkulögum skulu markmið um afhendingaröryggi skilgreind fyrir tímabil kerfisáætlunarinnar og koma skal fram hvernig þeim verði náð með fullnægjandi hætti. Meta skal afhendingaröryggi eftir þremur stuðlum sem tilgreindir eru í reglugerð 1048/2004 [2] um gæði raforku og afhendingaröryggi.

Stuðlarnir eru eftirfarandi: 

  • Stuðull um rofið álag (SRA)
  • Stuðull um meðallengd skerðingar, straumleysismínútur (SMS)
  • Kerfismínútur (KM) Landsnet hefur sett sér markmið varðandi þessa þrjá stuðla og eru þau eftirfarandi
TAFLA 2-1 Markmið um afhendingaröryggi
Markmiðin eru sett fram fyrir raforkuflutningskerfið sem heild. Til þess að uppfylla þessi markmið eru settir fram valkostir um styrkingar á flutningskerfinu sem eiga að tryggja það að markmiðum þessum sé náð á því tímabili sem áætlunin nær yfir. Greiningar á valkostum styrkinga í langtímaáætlun og framkvæmdaáætlun taka mið af því, að hver einstakur valkostur og hver einstök framkvæmd stuðli að því að heildarmarkmiðum um afhendingaröryggi verði náð. Árlega er gefin út frammistöðuskýrsla sem inniheldur samantekt upplýsinga úr flutningskerfinu fyrir nýliðið ár. Þar er meðal annars farið yfir truflanir, skerðingar og annað sem snýr að frammistöðu flutningskerfisins ásamt því hvernig markmið um afhendingaröryggi voru uppfyllt á liðnu ári. Frammistöðuskýrslu ársins 2018 má finna á vef Landsnets [11].

Flöskuhálsar og tengingar á milli svæða

Flutningskerfið á Íslandi er mikið lestað og er afhendingaröryggi víða á landinu stefnt í hættu af þeim sökum. Þunglestun kerfisins leiðir af sér aukna hættu á truflunum, t.d. sökum óstöðugleika (aflsveiflna), yfirálags og/eða spennuvandamála. Til þess að tryggja afhendingaröryggi við stjórnun kerfisins hefur Landsnet skilgreint flutningssnið í meginflutningskerfinu sem segja til um hámarksaflflutning milli svæða og landshluta.

Alls eru skilgreind fimm snið í meginflutningskerfinu og flutningsmörk þeirra tilgreind. Flutningsmörkin í sniðum eru stefnuháð, eins og sjá má á Mynd 2-2. Flutningssniðin eru háð uppsetningu kerfisins hverju sinni og hafa styrkingar á meginflutningskerfinu, sem leiða af sér aukna möskvun kerfisins þau áhrif að sniðin breytast og ekki víst að núverandi snið verði til staðar. Því eru þau snið sem fjallað er um hér miðuð við að engar styrkingar eigi sér stað í meginflutningskerfinu. Flutningstakmarkanir um þessi snið eru það sem átt er við þegar talað er um flöskuhálsa í flutningskerfinu.

Megintilgangur með skilgreiningu sniðanna er að fylgjast með því að aflflutningur um sniðið verði ekki það mikill að einföld truflun valdi óstöðugleika í kerfinu, eða kerfishruni. Flutningur innan þessara svokölluðu stöðugleikamarka sniðanna tryggir að kerfisreksturinn haldist stöðugur við einfalda truflun og ekki þurfi að skerða raforku til notenda. Flutningstakmarkanir í gegnum snið miðast oftast við flutningsgetu þeirrar línu sem minnsta flutningsgetu hefur af þeim línum sem sniðið sker.

Sveiflur í vatnsbúskap uppistöðulóna milli ára geta haft áhrif á afhendingu raforku þar sem flutningssnið geta takmarkað möguleika á að flytja raforku milli landshluta. Um árabil hafa flutningstakmarkanir og óstöðugleiki verið vandamál í rekstri byggðalínunnar og hafa skerðingar á orkuafhendingu aukist ár frá ári.

MYND 2-2: Skilgreind flutningssnið í meginflutningskerfinu 2017

Snið I 

Sker Hrauneyjafosslínu 1 og Sigöldulínu 3. Hrauneyjafosslína 1 liggur frá Hrauneyjafossstöð að Sultartangastöð og Sigöldulína 3 liggur frá Sigöldustöð að Búrfellsstöð. Um þessar línur fer mestöll orkuvinnsla frá Sigöldustöð, Vatnsfellsstöð, Hrauneyjafossstöð og Búðarhálsstöð. Aflflæði til vesturs um sniðið takmarkast af endabúnaði Hrauneyjafosslínu 1 og eru efri mörk þess 475 MW. Hitaflutningsmörk beggja flutningslína eru tæp 600 MW og er því mögulegt að hækka sniðmörkin með uppfærslu á endabúnaði.

Snið II

Sker Kröflulínu 2 og Sigöldulínu 4. Kröflulína 2 liggur frá Kröflustöð að Fljótsdalsstöð og Sigöldulína 4 liggur frá Sigöldustöð að tengivirkinu á Prestbakka. Aflflæði til austurs um snið II takmarkast bæði af endabúnaði Kröflulínu 2 og 220/132 kV aflspennis í Sigöldustöð og eru núverandi stöðugleikamörk 100 MW. Með aukinni orkuvinnslu á Norðausturlandi, t.d. á Þeistareykjum, eykst pressan á snið II töluvert en að sama skapi minnkar pressan á snið IV, þar sem þessi vinnsla er staðsett innan sniðs IV.

Snið IIIb

Sker Blöndulínu 1 og Fljótsdalslínu 2. Blöndulína 1 liggur frá Laxárvatni að Blöndustöð og Fljótsdalslína 2 frá Fljótsdalsstöð að Hryggstekk. Snið IIIb takmarkar aflflutning í vesturátt frá Blöndu og til suðurs frá Fljótsdal, þ.e. öfugt miðað við snið II og snið IV. Núverandi stöðugleikamörk eru 130 MW og takmarkar það flutning frá Fljótsdalsstöð, Kröflu- og Þeistareykjastöð ásamt Blöndustöð eftir byggðalínunni til vesturs.

Snið IV

Sker Blöndulínu 2 og Sigöldulínu 4. Blöndulína 2 liggur frá Blöndustöð að Varmahlíð og Sigöldulína 4 liggur frá Sigöldustöð að tengivirkinu á Prestbakka. Um árabil hafa flutningstakmarkanir og óstöðugleiki verið mikið vandamál í rekstri byggðalínunnar, þá helst vegna flutnings til austurs um snið IV. Skerðingar á orkuafhendingu verða tíðari með hverju árinu. Helsta ástæða þess er aukið álag á Norðausturlandi og rafvæðing fiskimjölsverksmiðja á Austurlandi. Nú er svo komið að ástandið hamlar atvinnuuppbyggingu á landsbyggðinni, s.s. rafvæðingu fiskiðjuvera og virkni raforkumarkaðar. Stöðugleikamörk sniðs IV eru 100 MW.

Snið VI

Sker Sultartangalínu 1, Sultartangalínu 3 og Brennimelslínu 1. Sultartangalínur 1 og 3 liggja frá Þjórsársvæðinu að tengivirkinu á Brennimel og Brennimelslína 1 liggur frá tengivirkinu á Geithálsi að tengivirkinu á Brennimel. Snið VI takmarkar aflflutning til vesturs að Brennimel, en þar eru stórnotendur eins og Norðurál og Elkem. Brennimelslína 1 og Sultartangalína 1 takmarka aflflutning að Brennimel þar sem flutningsgeta þeirra er töluvert minni en flutningsgeta Sultartangalínu 3. Í truflanatilfellum, þegar Sultartangalína 3 leysir út, þurfa Sultartangalína 1 og Brennimelslína 1 að geta flutt aflið í gegnum snið VI og eru stöðugleikamörk því 650 MW, sem er samanlögð flutningsgeta Sultartangalínu 1 og Brennimelslínu 1. Kerfisvarnir eru staðsettar víðsvegar í flutningskerfinu og er hlutverk þeirra að mæla aflflæði eftir flutningslínum og koma í veg fyrir yfirlestun á flutningslínum, aflsveiflur og undirtíðni á afhendingarstöðum Landsnets. Aflflæði eftir byggðalínunni hefur aukist með auknu álagi á Norðurlandi, Norðausturlandi og Austurlandi. Til að mögulegt sé að minnka aflflæðið á byggðalínunni, og þar með aflflæði í gegnum sniðin, þarf að auka framleiðslu inn á kerfið innan þessara tilteknu sniða.

 

Núverandi og framtíðarflutningsgeta til afhendingarstaða

Flutningsgeta einstakra lína í núverandi byggðalínu er á bilinu 100 MVA til 150 MVA, sem segir til um það afl sem línan getur flutt án þess að ofhitna (hitaflutningsmörk). Það þýðir þó ekki að hægt sé að lesta einstaka línur upp að því marki í venjubundnum rekstri, þar sem ávallt verður að vera tiltæk næg flutningsgeta til að geta tekið við því afli sem flyst lína á milli í bilanatilfellum eða vegna reglubundins viðhalds.

Til að gefa hugmynd um flutningsgetu einstakra lína í byggðalínunni, sem er hringtengd, er best að horfa á áðurnefnd flutningssnið. Í byggðalínunni má finna þrjú flutningssnið, snið II, snið IIIB og snið IV og er þeim lýst hér á undan. Flutningssniðin eru skilgreind sem flæði um tvær flutningslínur inn á tiltekið landsvæði. Ef önnur línanna sem mynda sniðið bilar, eða er tekin út vegna viðhalds þá færist allt það afl sem flæðir um sniðið yfir á hina línuna á einu augnabliki og því verður ávallt að vera til staðar næg flutningsgeta á þeirri línu til að taka við því afli. Ef flutningsgetan er ekki til staðar, þá yfirlestast línan og varnarbúnaður hennar getur leyst út með tilheyrandi hættu á víðtæku rafmagnsleysi og/eða spennuflökti með tilheyrandi tjóni. Flutningsmörk um þessi þrjú snið eru að hámarki 100 til 130 MW eins og fram kemur að ofan. Það þýðir að hámarksflæði um hvora línu sem mynda hvert snið er að jafnaði 50 til 65 MW.

Mismunandi spennustig

Meginflutningskerfi Landsnets er rekið á tveimur spennustigum í dag, 132 kV og 220 kV. Að bæta við nýjum flutningslínum í meginflutningskerfið til framtíðar er umfangsmikil og dýr framkvæmd og því er æskilegt að sú uppbygging sem fram fer á kerfinu sé á þeim spennustigum sem fyrir eru í kerfinu. Í grunninn er kerfið byggt upp fyrir þessi spennustig og fælist í því margvíslegt óhagræði ef bæta ætti við öðru („nýju“) spennustigi og reka kerfi á mörgum spennustigum, m.a. m.t.t. viðhalds og varahlutahalds.

Samkvæmt kerfisgreiningum Landsnets, sem taka mið af sviðsmyndum um raforkunotkun fram til ársins 2050, er flutningsgeta 132 kV byggðalínu ófullnægjandi fyrir næstu kynslóð byggðalínunnar. Auk ófullnægjandi flutningsgetu núverandi byggðalínu veldur veikleiki hennar óstöðugleika sem kemur fram í aflsveiflum milli landsvæða. Þetta gerist einkum ef byggðalínuhringurinn rofnar. Aflsveiflur þessar valda um leið spennusveiflum sem geta og hafa valdið tjóni á raftækjum notenda, einkum á landsbyggðinni. Heildarmarkmið með endurnýjun byggðalínunnar er að bæta flutningsgetu til þess að geta tekist á við aukna flutningsþörf í kerfinu, ásamt því að bæta stöðugleika raforkukerfisins næstu 50 árin hið minnsta. Að auki mun sveigjanleiki í kerfinu, m.t.t. staðsetningar orkuvinnslu annars vegar og orkunotkunar hins vegar, aukast verulega. Þessi sveigjanleiki mun auka hagkvæmni í kerfinu og bæta nýtingu orkuauðlinda. Það er því talið nauðsynlegt að ný kynslóð byggðalínu sé afkastameiri en hægt er að ná fram, með hagkvæmum hætti, á 132 kV spennustigi og er þá 220 kV næsta spennustig sem notast er við hér á landi.

Flutningsgeta 220 kV lína

Flutningsgeta 220 kV lína er breytileg eftir hönnunarþáttum eins og vali á leiðurum, hæð mastra og fjarlægð milli þeirra. Viðmið Landsnets er að byggja nýjar línur í meginflutningskerfinu sem geta flutt allt að 550 MVA af afli. Ekki er hægt að segja beint til um hver flutningsgeta hringtengdra lína með 550 MVA hitaflutningsmörk er í MW, þar sem horfa þarf til kerfisins í heild. Ef meta þarf flutningsgetu einstakra lína í hringtengdu kerfi þarf því að horfa til heildarsamsetningar kerfisins, flöskuhálsa og þeirra flutningssniða sem skilgreind eru vegna þeirra. Hver ný lína sem bætist við kerfið hefur áhrif á flöskuhálsana og því munu snið í framtíðarkerfi líta öðruvísi út en þau gera í dag. Eins mun niðurrif, eða breytt notkun, eldri lína hafa áhrif á sniðin. Sé hins vegar tekið mið af hitaflutningsmörkum núverandi lína í byggðalínuhringnum og hámarksflæði um núverandi snið mætti áætla að hægt yrði að flytja um og yfir 200 MW um stakar línur á hringnum að jafnaði, án þess að ógna stöðugleika og afhendingaröryggi kerfisins.

Við ákvörðun um 550 MVA flutningsgetu fyrir nýja 220 kV byggðalínu er ekki eingöngu horft til krafna um aukna flutningsgetu milli svæða, getu kerfisins til að bregðast við bilanatilvikum eða möguleika til að taka línur úr rekstri vegna viðhalds. Ákvörðun um val á slíkri flutningsgetu byggir einnig á eðli hringtengds kerfis til að minnka viðnám tenginga milli landsvæða (minni straumur flæðir um 220 kV línu en 132 kV línu fyrir sama aflflutning) til að stuðla að bættum stöðugleika og spennugæðum. Einnig hefur minni straumur fyrir sama aflflutning áhrif til lækkunar á flutningstöp í leiðara. Niðurstöður kerfisgreininga sem unnar hafa verið í aðdraganda kerfisáætlunar og taka mið af mögulegri langtímaþróun meginflutningskerfisins leiða í ljós að dæmigerður leiðari í línu með 550 MVA hitaflutningsmörk uppfyllir markmið raforkulaga um öryggi, skilvirkni, hagkvæmni, gæði raforku og áreiðanleika afhendingar fyrir metnar sviðsmyndir.

Flutningsgeta nýs 220 kV byggðalínukerfis mun anna vaxandi flutningsþörf allra næstu áratuga. Flutningsþörfin mun aukast jafnt og þétt í takt við fjölgun íbúa á landinu og þann vöxt í atvinnulífi sem fylgir fjölgun íbúa. Nýting á flutningsgetu nýrrar byggðalínu mun aukast í samræmi við þennan vöxt líkt og raunin var með núverandi byggðalínu sem byggð var á árunum 1972-1984 og er nú fulllestuð.


Þróun flutningsþarfar á milli landsvæða

Hafa þarf í huga að flutningskerfi raforku er hannað út frá aflgetu búnaðar en ekki orkugetu. Það þýðir að flutningseiningar þurfa að geta þolað toppa í aflflutningi þó svo að orkuflutningur sé almennt í meðallagi eða jafnvel lítill miðað við orkugetu þeirra. Margvísleg atvik geta orðið til þess að stórar framleiðslu- eða flutningseiningar detta úr rekstri í lengri eða skemmri tíma, m.a. vegna bilana, veðurfars og mannlegra mistaka svo eitthvað sé nefnt. Til að mæta þeirri staðbundnu þörf sem getur myndast við slík atvik þarf því oft að nýta betur þá framleiðslugetu sem er til staðar í öðrum virkjunum óháð staðsetningu á landinu. Þetta er einungis hægt ef tiltæk er nægileg ónýtt flutningsgeta til að flytja þessa orku óhindrað á milli landsvæða. Sem dæmi um stærðargráðuna má nefna að ef stór virkjun í nágrenni höfuðborgarinnar færi skyndilega úr rekstri af einhverjum orsökum þyrfti að flytja allt að 300 MW afls annars staðar að ef ekki ættu að koma til takmarkanir til notenda. Óvíst er að þetta afl sé til staðar í kerfinu og einnig er það breytilegt eftir árstíðum, en mjög líklega þyrfti að fullnýta framleiðslugetu flestra virkjana á landinu.

Einnig eru stærri notendur á skerðanlegum flutningi einkum staðsettir á landsbyggðinni og því helst hægt að losa um orku úti á landi ef forgangsnotendur nærri höfuðborginni sæju fram á skort vegna truflana af þessum toga. Það afl sem kæmi frá virkjunum á Norður-, Norðaustur- og Austurlandi myndi flæða um þær línur sem tengja þessi svæði við Suðvesturland og bætast við það álag sem er á línum í eðlilegum rekstri og því er æskilegt að þær séu í stakk búnar til að taka við slíkri tímabundinni álagsaukningu. Hið gagnstæða gildir einnig, þ.e. ef stórar framleiðslueiningar færu úr rekstri á Norður- eða Austurlandi er mikilvægt að geta nýtt framleiðslugetu á Suður- og Suðvesturlandi til að þjóna viðskiptavinum á Norður- og Austurlandi án þess að koma þurfi til skerðinga

Vindorka

Síðustu misserin hefur áhugi aðila á uppsetningu vindorkuvera til raforkuvinnslu hér á landi farið vaxandi og eru svæðin sem þessir aðilar hafa haft til skoðunar víða um landið.

Þegar allt er talið er um að ræða nokkur hundruð megawött í uppsettu nýju afli. Þarna er því um að ræða töluverða viðbót í vinnslugetu, en hún mun koma inn í smærri einingum yfir nokkurra ára tímabil. Svæðin sem eru til skoðunar eru afar misjafnlega í stakk búin til þess að taka við aukinni orkuvinnslu af þessu tagi. Þar kemur ýmislegt til, s.s. styrkur kerfisins á svæðinu (þ.e. skammhlaupsafl) sem hefur bein áhrif á mögulega stærð vindorkuversins. Aðrir þættir, s.s. spennugæði og flutningsgeta frá svæðinu, koma einnig við sögu.

Þessi viðbót hefur í för með sér nýjar áskoranir fyrir rekstur flutningskerfisins vegna sveiflna í vinnslu vindorkuveranna. Orkuvinnsla þeirra er háð því hversu mikið blæs og viðbúið að þurfi að haga rekstri vatnsafls- og jarðvarmavirkjana með öðrum hætti en nú er til þess að anna eftirspurn eftir raforku. Mögulega þarf að endurskoða fyrirkomulagið varðandi jöfnunarorku og reglunarafl til þess að taka mið af breyttu vinnslumynstri. Nýtingarhlutfall vindorkuvera hér á landi gæti verið á bilinu 30–40% á meðan það er á bilinu 70–90% í vatnsafls- og jarðvarmavirkjununum.

Vegna framleiðslusveiflna vindorkuvera má gera ráð fyrir því að þörfin fyrir orkuflutninga milli svæða og landshluta aukist verulega frá því sem nú er. Það kallar á að uppræta eftir föngum þá flöskuhálsa sem eru í núverandi flutningskerfi og hamla eðlilegum aflflutningi milli svæða. Tengimöguleikar við flutningskerfið eru afar misjafnir milli landsvæða og flutningskerfið getur ekki, að öðru óbreyttu, tekið við nýrri orkuvinnslu hvar sem er á landinu. Meta þarf með heildstæðum hætti hvað íslenska raforkukerfið „rúmar“ mikla vindorku.

Þróun vindrafstöðva hefur verið afar hröð síðustu árin. Bæði hafa þær stækkað að aflgetu og stýringar orðið fullkomnari. Algeng stærð er nú á bilinu 3–5 MW og möguleikar til að stýra vinnslu raun- og launafls (og þar með taka þátt í reglun tíðni og spennu í kerfinu) eru miklir.

Almennt gera flutningsfyrirtæki kröfur um að vindorkuver, jafnt sem annars konar orkuver, standist (upp að vissu marki) þá áraun sem þau geta orðið fyrir við truflanir í kerfinu. Þessar kröfur, ásamt öðrum kröfum sem lúta að tæknilegum eiginleikum og tæknilegri getu vinnslueininga, eru settar fram í svokölluðum Netmálum (e. Grid Codes). 1. júlí sl. tók gildi endurskoðaður Netmáli Landsnets, D1, sem heitir „Skilmálar um tæknilegar kröfur til vinnslueininga“. Þessi netmáli er byggður á samevrópskum reglum og telst til nýbreytni að í honum er sérstaklega tekið á tengingum vindorkuvera við flutningskerfið.

Vindorkusviðsmyndir

 Landsnet gerir ráð fyrir að þróun orkuöflunar næstu áratugi gætu mögulega einkennst af virkjun vindorku. Mikilvægt er þegar mögulegir valkostir eru greindir að velta upp annars konar möguleikum í þróun vinnslu til framtíðar þar sem staðsetning vinnslunnar hefur veruleg áhrif á þróun flutningsþarfar eins og vikið hefur verið að. Vegna þess hve ólík áhrif vindorkuframleiðsla hefur á kerfið er mikilvægt að skoða næmni flutningsþarfar m.t.t. þess breytileika sem er í mismunandi staðsetningu og gerðar raforkuvinnslunnar.

Nágrannaþjóðir eru komnar töluvert á veg í nýtingu vindorku sem meginorkugjafa og Landsnet hefur einnig fengið nokkuð af fyrirspurnum frá aðilum sem hafa áhuga á að koma á fót vindorkuverum víðs vegar á landinu. Ljóst er að aukin notkun vindorku mun kalla á aukna flutningsþörf í meginflutnings¬kerfinu, sérstaklega í ljósi reynslu og áætlana annarra þjóða af vindorkunýtingu sinni. Vindorka er mjög sveiflukennd og flutningskerfið þarf að vera tilbúið að ráða við umtalsverðar dagsveiflur í aflflæði þar sem innmötun frá vindorkugörðum er ekki eins áreiðanleg og frá hefðbundnum orkuverum á Íslandi.

Í greiningu á valkostum og sviðsmyndum í kafla 4 er unnið með ákveðnar uppsetningar á vinnslu sem fyrst og fremst eru miðaðar við hefðbundið íslenskt orkuvinnslumynstur en í stærstu sviðsmyndinni Aukinni stórnotkun þurfti einnig að nota óskilgreinda vinnslu og var henni dreift niður á landshluta. Í greiningu á þróun flutningsþarfar með framþróun í nýtingu vindorku er unnið með og byggt ofan á sviðsmyndina Græna framtíð þar sem hugmyndafræðin á bak við hana fer vel saman við aukna vindorku. Stillt er upp þremur útfærslum af uppsetningu nýrrar vinnslu á móti álagi Grænnar framtíðar.Skoðaðar eru þrjár útfærslur af vindorkuþróun:
 
i)   400 MW vindlundir á Vesturlandi
ii)  200 MW vindlundir á Vesturlandi og 200 MW vindlundir á Suðurlandi
iii) 100 MW vindlundir á Norðurlandi, Suðurlandi, Vesturlandi og Austurlandi, samtals 400 MW
iv) 200 MW umframaukning í jarðhitavinnslu á Norðurlandi (í stað vatnsafls á Suðurlandi)
 
Útfærslur i-iii af vinnslusviðsmynd Grænnar framtíðar gera ráð fyrir 400 MW af vindafli inn á kerfið. Útfærsla iv gerir ráð fyrir hefðbundnari þróun en er ætlað að sýna breytingu á flutningsþörf ef meiri þungi verður í þróun jarðhitavinnslu á Norðurlandi umfram vatnsafl á Suðurlandi. Ljóst er að einhvers staðar þarf að draga úr annarri vinnslu á móti vindorkuvinnslunni í i-iii. Fyrir hverja og eina þessara þriggja uppsetninga eru skoðuð tvö mismunandi tilfelli þar sem dregið er úr annarri vinnslu á móti. Atriði a og b að neðan eiga þó ekki við um útfærslu iv.
 
a)  Dregið úr um 400 MW á Suðurlandi
b)  Dregið úr um 200 MW á Suðurlandi og 200 MW á Austurlandi
 
Ekki er gert ráð fyrir að dregið sé úr vinnslu jarðhitavirkjana á móti vindorkuvinnslu þar sem ekki er hægt að spara orku í slíkum stöðvum og þær sinna vissri grunnvinnslu. Þó að dregið sé úr vatnsaflsorku á móti vindorkunni er ljóst að reglunarstyrkur vatnsaflsvirkjana verður mjög mikilvægur þegar kemur að breytileika vindorkuvinnslunnar. Sá fyrirvari er hafður hér á að ekki er vitað hvort og hvernig raforkumarkaður verður lagaður að innkomu stærra hlutfalls vindorkuframleiðslu. Hér þarf því að gera ráð fyrir tilfellum sem teljast tæknilega skynsamlegir og út frá líklegu hagræði. 

Grunntilfelli: Græn framtíð

Grunntilfellið sem skoðað er í þessari greiningu er sviðsmyndin Græn framtíð og sú vinnsluuppsetning sem fylgir henni í mati valkosta í 4. kafla. Fyrir grunntilfellið og þær þrjár útfærslur af vinnsluþróun sem lagðar eru til grundvallar er flutningsþörf eftir vissum flutningsleiðum meginflutningskerfisins skoðuð með N-1 greiningu, þ.e. þörf fyrir flutning að því gefnu að ein flutningsleið detti út. Mikilvægt er fyrir áreiðanleika kerfisins að flutningslínur framtíðar ráði við aflflutning við truflanarekstur.

 

TAFLA 2-2 : Aukin vinnsla til að mæta Grænni framtíð
Tafla 2-2 sýnir staðsetningu framtíðarorkuvinnslu sem skilgreind var til að mæta notkunaraukningu í sviðsmyndinni Græn framtíð, skipt eftir landsvæðum. Til að mæta þeirri notkun er bætt við vinnslugetu upp á 935 MW.
Til að meta flutningsþörf á milli tengipunkta er framkvæmd greining á aflflæði miðað við þær forsendur sem hefur verið lýst. Einungis er tekið mið af núverandi flutningsleiðum, en með hálendislínu væri hægt að létta á flutningi á milli Brennimels og Blöndu og Fljótsdals og Sigöldu.
 
MYND 2-3 : Hámarksflutningur um meginflutningskerfi við græna framtíð

Mynd 2-3 sýnir niðurstöðu kerfisgreininga á grunnflutningsþörf á helstu flutningsleiðum á byggðalínuhringnum miðað við þá notkun sem lýst er í Grænni framtíð og þá uppsetningu vinnslu sem lýst er hér að ofan. Á milli flestra tengipunkta liggur flutningurinn í kringum 200 MW, nema á milli Brennimels og Blöndu þar sem hann er hátt í 400 MW og á milli Blöndu og Rangárvalla þar sem hann er rúmlega 100 MW.

Hafa þarf í huga að 132 kV línurnar sem mynda núverandi byggðalínu eru búnar með megnið af líftíma sínum og gera þarf ráð fyrir að hluti þeirra verði fjarlægður á einhverjum tímapunkti í framtíðinni án endurnýjunar en aðrar mikilvægari línur gætu verið endurnýjaðar, t.d. sem jarðstrengir ef tæknilegt rými verður fyrir það í meginflutningskerfinu. Sjá má að flestar leiðirnar sýna flutningsþörf sem er umfram flutningsgetu núverandi lína (153 MVA) í grunntilfelli Grænnar framtíðar.

Aðrar vinnslusviðsmyndir

Þegar aðrar samsetningar vinnsluuppbyggingar eru skoðaðar breytist flutningsþörf meginflutningskerfisins töluvert. Flutningsleiðirnar sem sýndar eru í kaflanum á undan sýna í flestum tilfellum aukna flutningsþörf en í einhverjum tilfellum léttir á vissum línuleiðum, en það er vegna þess að vinnslujafnvægið færist til í meginflutningskerfinu. Flutningsþörfin færist þá til í kerfinu en hverfur ekki. 

MYND 2-4 : Hámarksflutningur um meginflutningskerfi – allar útfærslur

Mynd 2-4 sýnir flutningsþörf á línuleiðum núverandi byggðalínu samanborið við þörfina í grunntilfellinu sem sýnd var á Mynd 2-3 þar sem sjá má talsverða aukningu á flutningsþörf miðað við breyttar forsendur í gerð og staðsetningu vinnslunnar en við óbreytt heildarálag.

Ef niðurstöður greininganna eru skoðaðar betur má sjá glögglega hve mikilvæg staðsetning vinnslunnar er þegar kemur að því að áætla flutningsþörf meginflutningskerfisins. Mikið umfang vindorkuframleiðslu á vesturhluta landsins þrýstir á flutningsgetu á línum á vestanverðri byggðalínunni og hátt í 100 MVA munur er á þörfinni eftir því hvort dregið er úr vinnslu á sunnanverðu landinu að öllu leyti eða hluta. Ekki má telja ólíklegt að breytilegt verði hvar á landinu verði dregið úr á móti vindorkuframleiðslu sem endurspeglar þann sveigjanleika sem meginflutningskerfi framtíðarinnar gæti þurft að búa yfir til að uppfylla áreiðanleikakröfur.

Til að hægt sé að glöggva sig betur á þessu eru niðurstöður allra greininga birtar á sama grafinu. Notast er við fjórar vinnslusviðsmyndir eins og þeim er lýst í ofangreindu og dregið úr framleiðslu á móti vindorku á tvenns konar hátt. 

MYND 2-5 : Hámarksflutningur um meginflutningskerfi – allar niðurstöður

Mynd 2-5 sýnir niðurstöður allra greininga á flutningsþörf á milli tengipunkta á byggðalínuhringnum. Á myndinni má sjá hvernig flutningsþörfin á austari hluta byggðalínunnar hækkar þegar 200 MW vinnsla er færð frá Suðurlandi yfir á Norðausturland. Í greiningunum hér á undan má að jafnaði sjá mikla flutningsþörf á tengingunni milli Blöndu og Brennimels, jafnvel í grunntilfellinu þar sem ekki er búið að bæta við vindorkuvinnslunni á Vesturlandi umfram grunnforsendur Grænnar framtíðar. Flutningsþörf á þessari tengingu endurspeglar flutningsþörf samtengingar milli Norðurlands og Suðurlands. Ef bætt yrði við tengingu yfir hálendið myndi það létta á flutningsþörfinni eftir vesturvængnum, sérstaklega í grunntilfellinu. Ef mikilli vinnslu yrði bætt við á Vesturlandi eins og vindorkuútfærslurnar gera ráð fyrir yrði styrking vesturvængsins mun betri tæknileg lausn en tenging yfir hálendið ein og sér. Hafa þarf í huga að umfang flutningsþarfar um vesturvæng byggðalínunnar er umfram flutningsgetu þeirra 220 kV lína sem almennt eru lagðar til í kerfisáætlun (550 MVA) og því gæti þurft að grípa til öflugri 220 kV línulagna um vesturvæng ef þróun verður skv. þeim vinnsluútfærslum.

Flutningsþörf fyrir Aukna stórnotkun

Í sviðsmyndinni Græn framtíð er ekki gert ráð fyrir neinni aukningu í notkun stórnotenda frá því sem nú er. Ef litið er til þróunar raforkunotkunar síðustu ár og áratugi er ólíklegt að sú verði raunin. Því er til samanburðar við ofangreindar greiningar borin saman möguleg flutningsþörf fyrir Græna framtíð og Aukna stórnotkun.

MYND 2-6 : Hámarksflutningur um meginflutningskerfi – græn framtíð og aukin stórnotkun

Mynd 2‑6 sýnir samanburð á flutningi á milli tengipunkta í tveimur sviðsmyndum. Á myndinni má sjá að grunnur flutningsþarfar er talsvert hærri fyrir Aukna stórnotkun en fyrir Græna framtíð. Sviðsmyndirnar eru settar upp með þeim hætti að eingöngu er litið grænna markmiða varðandi rafvæðingu o.fl. í Grænni framtíð en eingöngu horft til áframhaldandi uppbyggingar í orkufrekum iðnaði og þjónustugreinum fyrir Aukna stórnotkun í takt við álagsaukningar stórnotenda síðustu áratugi. Það má leiða að því líkur að ef þróun í orkunotkun verði í takt við hugmyndafræðina með Grænni framtíð muni eiga sér stað uppbygging í orkufrekari iðnaði á sama tíma og öfugt. Með öðrum orðum útilokar önnur sviðsmyndin ekki hina. Hvort sem álagsþróun reynist að lokum nær Grænni framtíð eða Aukinni stórnotkun er vissulega einnig til staðar sá möguleiki að raunin verði einhvers staðar á milli.

Í þeim greiningum sem framkvæmdar hafa verið og greint frá í þessum kafla er ljóst að við hönnun nýs meginflutningskerfis þarf að horfa til þess að ýmsir þættir geta haft veruleg áhrif á það hver flutningsþörf tengileiða komi til með að verða á tímibili áætlunarinnar og hvar hún kemur til með að verða mest eða minnst. Staðsetning og umfang álagsaukningar og orkuvinnslu myndar saman fjórvítt óvissufylki sem mæta þarf með innbyggðum sveigjanleika í hönnun kerfisins.

Áhrif hálendistengingar á flutningsþörf

Í ofangreindri umfjöllun hefur verið fjallað um þróun flutningsþarfar eftir núverandi línuleiðum byggðalínu. Í langtímaáætlun eru einnig lagðir fram valkostir með tengingu yfir hálendið, A-valkostir. Skoðuð voru áhrif hálendigstengingar á flutningsþörfina eins og hún kemur fram á mynd 2-5 og má sjá niðurstöðurnar á mynd 2-7.

MYND 2-7: Flutningsþörf eftir línuleiðum valkosta að teknu tilliti til hálendistengingar (HLL: Hálendislína)

Sjá má að flutningsþörfin eins og hún kemur fram á mynd 2-7 er jafnari en á mynd 2-5. Ennþá er mikil þörf fyrir styrking milli Brennimels og Blöndu (BRE-BLA) í vinnslutilfelli i) þar sem mikil vindorkuframleiðsla er á Vesturlandi. Greiningar sýndu að sú styrking er beinlínis nauðsynleg ef þróun vindorkuvinnslu á því svæði verður slík að umfangi. Einnig má sjá að þessi aukning um 400 MW í vindafli á Vesturlandi flæðir öll um tenginguna BRE-BLA suður, þ.e. aflflæði um aðrar tengingar verður í flestum tilfellum lægra en grunntilfelli. Sjá má í tilfellum ii) og iii) að tengingin milli Blöndu og Rangárvalla (BLA-RAN) ber mesta álagið og hálendistengingin skiptir mestu máli í vinnslutilfelli iii) með jafnt dregið úr í vatnsafli á Suður- og Austurlandi. Í vinnslutilfelli iv) þar sem breyting frá grunntilfelli er að nýjar jarðhitavirkjanir koma til á Norðausturlandi í stað vatnsafls á Suðurlandi, flytur hálendistenging um tvöfalt meira en tengingin milli BRE-BLA.

Betur má sjá breytinguna með hálendistengingunni á mynd 2-8 en þar er búið að reikna mismuninn milli flutnings á hverjum línulegg frá því sem var án HLL.

 
MYND 2-8: Mismunur á flutningi eftir núverandi línuleiðum byggðalínu með hálendistengingu. Neikvætt gildi þýðir að hálendistenging léttir á flutningi um línu.

Á mynd 2-8 má sjá að hálendistengingin hefur ekki mikið að segja þegar mikill þungi vindorkuframleiðslu er staðsettur á Vesturlandi en eins og áður hefur komið fram er styrking á vesturvængnum nauðsynleg í því tilfelli þar sem aflið leitar suður vesturvænginn sem hefur lægsta viðnámið. Ef breytileikinn er hins vegar milli þessara hefðbundnu svæða eins og Suðurlands og Norðausturlands verður hálendistenging mun álitlegri kostur enda vegalengdin milli þessara svæða löng ef hringurinn er farinn. Hægt væri að nýta hálendistengingu í tilfelli i) en til þess þyrfti þó að auki tengingu milli Hrútatungu og Blöndu (norðurhluti BRE-BLA) og útfæra hálendistenginguna með DC-lausn (valkostur A.1-DC). Með því móti er hægt að stýra aflflæði milli landshluta yfir hálendið sem annars myndi leita beint suður eins og komið hefur fram.

Í ofangreindri umfjöllun má sjá glögglega að breytileiki í þróun vinnslu frá þeim forsendum sem gefnar eru í greiningum kerfisáætlunar hefur afar mikil áhrif á þróun flutningsþarfar eftir hverri línuleið byggðalínu. Við þetta bætist svo óvissan í álagsþróun, þ.e. hvaða sviðsmynd er réttust. Þetta sýnir vel að byggja þarf upp sveigjanlegt kerfi til þess að styðja við þá þróun sem verða vill í orkuvinnslu og atvinnuppbyggingu. Því er mikilvægt að byggja ekki nýja flöskuhálsa með því að hanna línur með takmarkandi flutningsgetu.