NITO-kurs OU 2016
Kva kan ‘Bygg’ stille opp med?
6 – 60% auka energiproduksjon i OU-prosjekt
Professor Leif Lia, NTNU
1
1
Ytre rammeverk for OU
•
•
•
•
•
•
Energiprisar
Politiske rammevilkår, lovar og reguleringar
Teknologisk utvikling
Dagens og framtidas miljøkrav og utfordringar
Utvikling i annan industri
Skatt og driftskostnadar
700
600
NOK/MWh
500
400
300
200
100
2
jan.16
jan.15
jan.14
jan.13
jan.12
jan.11
jan.10
jan.09
jan.08
jan.07
jan.06
jan.05
jan.04
jan.03
jan.02
jan.01
2
jan.00
0
3
3
Prosjekta som er vurdert
Prosjekt / Utviding
4
Fløyrli
Leirfossene
Nedre Vinstra
Follafoss
Funna
Blåfalli Vik
Skjerka, new power plant
Skjerka, new higher dam
Skjerka, new catchments
Meråker and Tevla
Tyin and Holsbru
Sauda
Brokke Nord and Sør
Nedre Røssåga
Øvre Røssåga
Embretsfoss
Lysebotn
Gausbu, Åmdal and Skree
Framruste and Øyberget
Breidalsoverføringen
Totalt
Produksjon
Før
[GWh]
192
150
972
140
60
585
492
622
665
150
1 180
1 146
1 565
1 853
890
215
1 320
153
650
13 000
Etter
[GWh]
252
193
1 197
180
73
710
622
665
820
512
1 662
1 850
1 740
2 053
940
335
1 500
238
650
775
-
Auka produksjon
[GWh]
60
43
225
40
13
125
130
43
155
362
482
704
175
200
50
120
180
85
650
125
3 967
[%]
31 %
29 %
23 %
28 %
22 %
21 %
26 %
7%
23 %
241 %
41 %
61 %
11 %
11 %
6%
56 %
14 %
56 %
19 %
31 %
4
Alder før oppgradering
5
5
Relativ auke i produksjon
70%
Relative power generation increase
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0%
6
25%
50%
75%
100%
125%
Relative capacity increase
150%
175%
200%
6
Relativ auke i høve til P [MW]
70%
Relative power generation increase
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0
100
200
300
400
500
Capacity [MW]
7
7
Spelerom for ‘Bygg’
• Inkluderer Vassdrag, Kraftstasjon, Miljø, Andre
anlegg
• Opprusting
• Levetid bygg > 80 år
• Vedlikehald, lite utskifting
• Utskifting
• Framleis vedlikehald?
• Viktig for å unngå havari/store kostnadar
• Tunnelsystem?
8
8
Spelerom for ‘Bygg’ – auka produksjon
•
•
•
•
•
•
9
Redusert falltap [m]
Større installasjon [MW]
Større fall [m]
Større magasin – redusert flomtap [m3]
Meire vatn inn til kraftverket [m3]
Kraftproduksjon P = η · Q · g · H [kW]
9
Reduksjon av falltap [m]
• For høgtrykksanlegg
• Inntak (<5%)
• Tilløps- og avløpstunnel (70 - 90%)
• Røyrgate/trykksjakt (10 - 30%)
• For lågtrykksanlegg
• Inntak/Vannveg/Utløp (Falltap likt fordelt)
10
10
Reduksjon av falltap
• Tunneltverrsnitt
• Falltap hf = k · Q2
• k = f (Ruhet M, tverrsnitt A og R = A/P)
• hf =
𝑸𝟐 ∙𝑳
𝟒
𝑴𝟐 ∙𝑨𝟐 ∙ 𝑹 𝟑
• Falltap mest avhengig av tverrsnittsareal, hf = f (
11
𝟏
𝑨𝟏𝟎/𝟑
)
11
Reduksjon av falltap
• Metodar for reduksjon av falltap
• Strossing (Tja, i spes. tilfelle)
• Glatting/Foring (Neppe no)
• Ny parallel tunnel (Ja)
•
•
12
Konvensjonelt tverrsnitt
TBM
12
Større installasjon [MW]
•
•
•
•
Utskifting av eksisterande aggregat med nytt (sjeldan)
Nytt aggregat i utvida maskinsal
Nytt aggregat i ny maskinsal parallelt
Ny parallel kraftstasjon (og vannveg)
→ Større slukeevne, evt større produksjon
→ Pumpeaggregat?
13
13
Større fall [m]
• Produksjon
• E = f (P · t) = f (η · Q · g · H · t) [GWh]
• Auka trykkhøgde gjev proporsjonal gevinst i GWh
• Eksempel
• Flytting av inntak/utløp (Lysebotn kr.v.)
• Høgare dam
• Kanalisering i utløp
14
14
Større magasin [m3]
• Produksjonsgevinst
•
•
•
•
Redusert flomtap ΔV
E = f (P · t) = f (η · Q · g · H · t) [GWh]
Auka vassmengde gjev proporsjonal gevinst i GWh
Høgare ‘oppnådd’ pris med taktisk magasinering
• Eksempel
• Skjerka kraftverk (også høgare fall)
15
15
Tilleggsmagasin [m3]
• Små reguleringar av naturlege vatn
• Knytte magasin direkte til kraftverk med overføring
• Flomdemping for infrastruktur?
• Prioritert av myndighetane (OED), vanskeleg i
praksis
16
16
Meir / Nytt vatn [m3]
• Nye inntak
• Bekkeinntak
• Eksempel Blåfalli-Vik, SKL
• Tilleggsoverføringar
• Til magasin, Eksempel Eikemo
• Til elv som går inn i inntak , Eksempel Brokke NORD
17
17
Meir / Nytt vatn [m3]
• Kva fører det til
• Større produksjon
• Større press på
•
•
•
Auka installasjon
Falltap
Magasinkapasitet
• Løyser ofte ut stor OU-prosjekt
• Eksempel: Brokke kraftverk (Brokke NORD/SØR)
• Kunne blitt: Sauda og Øvre Otta
18
18
Konklusjonar
• 6 – 60% auka produksjon er påvist i dei siste 20
store OU-prosjekta
• Det STORE potensialet ligg på ‘Bygg’
• Det ‘eine løyser ut det andre’
• Krav til samla planlegging for optimalt resultat
Photo: E-CO
Vannkraft
19
19
Personlege synspunkt
• Opprusting og utviding gjev dei mest miljøvenlege
GWh samanlikna med all ny kraftproduksjon
• Sjølv små mengder tilført nytt vatn opnar opp for
store oppgraderingar
• Opprusting og utviding må med I vurderingane når
ny strategiar for energiproduksjon skal etablerast
20
20
Photo: Statkraft