Jämförelse av teknik, ekonomi och miljökonsekvenser vid AC-anslutning respektive DC-anslutning av Kriegers flak

Transkript

1 Nätanslutning av Kriegers flaks vindkraftpark Jämförelse av teknik, ekonomi och miljökonsekvenser vid AC-anslutning respektive DC-anslutning av Kriegers flak Underlag i ansökan om nätkoncession för linje enligt ellagen VATTENFALL POWER CONSULTANT

2 VATTENFALL POWER CONSULTANT

3 Dokumenttyp Dokumentidentitet Rev. nr. Rapportdatum Uppdragsnummer RAPPORT Författare Per-Olof Lindström Thomas Davy Beställare Göran Loman Uppdragsnamn Jämförelse av teknik, ekonomi och miljökonsekvenser vid AC-anslutning respektive DC-anslutning av Kriegers flak Granskad av Thomas Davy Godkänd av Delgivning Antal sidor Antal bilagor 22 1 Jämförelse av teknik, ekonomi och miljökonsekvenser vid AC-anslutning respektive DC-anslutning av Kriegers flak Rapport 1 (22) Vattenfall Power Consultant

4 Rapport 2 (22) Vattenfall Power Consultant

5 Innehållsförteckning 1 BAKGRUND Inledning Syfte FÖRUTSÄTTNINGAR Studerade alternativ Teknisk utformning JÄMFÖRELSER Teknik Ekonomi Redundans Miljöeffekter MILJÖKONSEKVENSER Människor Marin flora och fauna Terrest flora och fauna Marinarkeologi Kulturmiljö Fiske Jordbruk Sjöfart Vägar och järnvägar Korsande ledningar Rekreation och friluftsliv SYNTES Rapport 3 (22) Vattenfall Power Consultant

6 Rapport 4 (22) Vattenfall Power Consultant

7 1 Bakgrund 1.1 Inledning Bolaget Vattenfall Vindkraft Kriegers Flak AB 1 har genom regeringens beslut den 29 juni 2006, erhållit tillstånd enligt lagen om Sveriges ekonomiska zon och enligt lagen om kontinentalsockeln, att på Kriegers flak i södra Östersjön uppföra en gruppstation för vindkraft om maximalt 128 turbiner. Tillståndet innefattar även anslutningsledningarna, dock endast dessa ledningars sträckning inom den ekonomiska zonen fram till Sveriges territorialgräns. Detta tillstånd för anslutningsledningar är inte begränsat till antingen växelström eller likström utan regeringen har överlåtit till sökanden att avgöra detta i samband med fortsatt projektering och upphandling. För anläggningen krävs även nätkoncession för linje enligt ellagen och tillstånd för vattenverksamhet enligt miljöbalken. Som huvudalternativ avser sökanden att uppföra en gruppstation med verk med en installerad effekt om cirka 5 MW. Detta skulle ge gruppstationen en sammanlagd effekt av 640 MW. Det finns idag ett fåtal sådana verk som uppförts men det är sökandens förhoppning att det när upphandling skall ske, finns så stor erfarenhet av denna typ av verk att tekniken kan anses vara tillräckligt beprövad. Det kan dock inte uteslutas att installation, helt eller delvis, kommer att ske med verk som har lägre installerad effekt. Om gruppstationen installeras med verk av en effekt om 3,5 MW, skulle detta ge en sammanlagd effekt av 448 MW. Om större verk finns tillgängliga vid upphandlingen, kan även sådana vara aktuella. Två huvudalternativ finns för elanslutningens utformning; konventionell växelström (AC) respektive högspänd likström med voltage source converter (HVDC VSC). Dessa två alternativ innebär olika utförande vad avser antal kablar och deras påverkan. Det har under arbetet med miljökonsekvensbeskrivningen varit oklart om en anslutning bör ske med likström eller med växelström. Tidigt i projektet var den då etablerade tekniken sådan att en anslutning med växelström skulle vara ekonomiskt mest fördelaktig. Den fortlöpande teknikutvecklingen kring likströmsöverföring har dock gjort ett sådant alternativ alltmer attraktivt. Avgörande för vad som är ekonomiskt mest fördelaktigt med nu tillgänglig teknik är bland annat hur stor gruppstationen slutligen blir. Således kan den mest optimala anslutningen komma att vara såväl med växelström (med vardera två kabelförband till Trelleborg N och Arrie) som med likström (med ett förband till Arrie). Även aktuellt råvarupris har betydelse, där ett högt pris på koppar eller aluminium, ger likström relativa fördelar (eftersom färre kablar behövs) medan ett lågt pris blir mer gynnsamt för växelström. En nackdel med likström med VSC-teknik är att det bara finns ett fåtal leverantörer. Teknikutvecklingen är alltjämt snabb inom detta område och det är inte otroligt att det först i samband med upphandling går att avgöra vilken utformning som i ett ekonomiskt perspektiv är att förorda. 1 Bolagets tidigare namn var Sweden Offshore Wind AB Rapport 5 (22) Vattenfall Power Consultant

8 1.2 Syfte Syftet med föreliggande dokument är att redovisa de skillnader avseende teknik, ekonomi och miljökonsekvenser som föreligger vid en anslutning av gruppstationen med växelström respektive likström. I kapitel 3 Jämförelser redovisas de direkta skillnaderna (effekterna) vid de studerade alternativen, i kapitel 4 Miljökonsekvenser redovisas de konsekvenser som dessa skillnader ger upphov till med avseende på miljö. Redogörelsen av olika konsekvenser utgår från olika aspekter: människor, flora och fauna, kulturmiljö och arkeologi samt olika former av markanvändning. 2 Förutsättningar 2.1 Studerade alternativ Vattenfall Power Consultant har i en studie åt projektet 2 analyserat sju olika alternativ med avseende på typ av anslutning (växelström, likström), antal kablar, överföringskapacitet och anslutningspunkt (Arrie, Trelleborg). (Studien biläggs den tekniska beskrivningen som hör till ansökan om nätkoncession.). I Tabell 2.1 redovisas de olika anslutningsalternativen som studerats, samt den beräknade investeringskostnaden för dessa alternativ (dels absolut kostnad, dels relativ kostnad med avseende på överföringskapacitet). Tabell 2.1 Studerade alternativ för kabelanslutningen. Alt Effekt Utformning Kostnad MSEK Kostnad MSEK/MW MW 1 DC till Arrie , MW 2 AC till Arrie samt 2 AC till Trelleborg , MW 1 DC till Arrie samt 2 AC till Trelleborg , MW 3 AC till Arrie , MW 1 DC till Arrie , MW 2 AC till Arrie samt 1 AC till Trelleborg , MW 1 DC till Arrie samt 1 AC till Trelleborg , Teknisk utformning Enligt ovan föreligger således två huvudalternativ för elanslutningens utformning; konventionell växelström (AC) och högspänd likström med voltage source converter (HVDC VSC). En HVDC VSC-överföring består av omriktarstationer samt en kabel med två poler (plus och minus). Omriktarna förvandlar växelström till likström i sändande ände och förvandlar likström till växelström i mottagande ände. Med likström går det att överföra höga effekter över stora avstånd och samtidigt ha låga förluster i kablarna. Däremot sker det förluster i själva omriktarna, vilket tillsammans med de fasta kostnaderna för omriktarna, 2 Lindström, P-O och T Davy, Kriegers flak, Tekniker för nätanslutning av Kriegers flak. Rapport 6 (22) Vattenfall Power Consultant

9 gör att likström inte är lönsamt vid korta överföringsavstånd. Med nuvarande teknik går det att bygga HVDC VSC förbindelser för överföring av upp till MW på en enda kabel (tvåpolig). Vid likström genereras ingen reaktiv effekt i kablarna och en högre spänningsnivå är möjlig. Detta ger lägre spänningsfall och lägre förluster i kablarna. Härigenom kan med likström en högre aktiv effekt (=nyttig effekt) överföras i varje kabelförband jämfört med växelström. Således finns det finns tekniska begränsningar för överföring med växelströmskablar över stora avstånd, på grund av den så kallade reaktiva effekt som genereras av kablarna och som leder till förluster och spänningsfall. Om växelströmskablar används behövs det tre eller fyra kabelförband för att överföra hela vindkraftproduktionen från Kriegers Flak till fastlandet, beroende på att spänningen begränsas till 135 kv, medan det vid likström (HVDC) räcker med ett förband. 3 Jämförelser Nedan redovisas en jämförelse med avseende på teknik och miljöeffekter, av olika tekniker för anslutning av gruppstationen. Som huvudalternativ jämförs förhållandena vid anslutning av 640 MW med konventionell växelström respektive med likström (HVDC VSC). Vid en sådan anslutning med växelström erfordras fyra kabelförband medan det vid likströmsalternativet endast krävs ett kabelförband. Arrie (135) Trelleborg (135) Arrie (135) 747 MVA VSC km km ±300 kv DC km 747 MVA VSC 2x160 MW 2x160 MW 640 MW Figur 3.1 Utformning av överföring vid de två huvudalternativen fyra kabelförband för växelström (vänstra bilden) respektive ett förband för likström (högra bilden). 3.1 Teknik Alternativbeskrivning I Figur 3.1 visas de två huvudalternativen för anslutning av 640 MW vindkraft, i Tabell 3.1redovisas samtliga studerade alternativ. I huvudalternativet för växelström används två Rapport 7 (22) Vattenfall Power Consultant

10 stycken plattformar för transformering till 135 kv. Från vardera plattform går det två stycken kablar till Arrie respektive Trelleborg N. Avstånden i figuren avser längden på sjörespektive landkabel. Med likströmsöverföring blir det bara en tvåpolig kabel för överföring av vindkrafteffekten. Den ena omriktarstationen förläggs till havs medan den andra stationen förläggs vid Arrie transformatorstation Förluster Som nämnts ovan har likströmsöverföringar låga förluster i kablarna. Däremot blir det förluster när växelström konverteras till likström och vice versa i de två omriktarna i vardera änden av överföringen. Omriktarförlusterna består av en fast del (oberoende av överförd effekt) och en effektberoende del. I denna tillämpning för Kriegers flak är överföringsavståndet inte så långt, vilket gör att de totala överföringsförlusterna är högre för likströmsalternativen på grund av omriktarförlusterna. I Tabell 3.1 redovisas beräknade förluster för respektive studerat alternativ. Förlusterna är ungefär dubbelt så höga för likströmsalternativen, jämfört med växelström. Tabell 3.1 Överföringsförluster för de studerade alternativen Alt Utformning Förluster GWh/år 1 1 DC till Arrie AC till Arrie samt 2 AC till Trelleborg DC till Arrie samt 2 AC till Trelleborg AC till Arrie DC till Arrie AC till Arrie samt 1 AC till Trelleborg DC till Arrie samt 1 AC till Trelleborg Ekonomi I Figur 3.2 redovisas den relativa kostnaden (miljoner kronor per vid gruppstationen ansluten megawatt) av de sju studerade alternativen. Respektive kurva slutar vid den maximala överföringskapaciteten som detta alternativ har. Vid ett ytterligare högre effektbehov måste man använda ett alternativ med högre kapacitet. Genom att välja det alternativ som representeras av den kurva som ligger lägst, får man det mest kostnadseffektiva alternativet. Beroende på hur stor effekt som skall installeras, kan i figuren identifieras fyra olika alternativ som de mest lämpliga. I Tabell 3.2 redovisas enligt denna värdering, de i dagsläget (december 2006) således mest optimala kabelkonfigurationerna för olika storlekar av gruppstationen. Rapport 8 (22) Vattenfall Power Consultant

11 7,50 7,00 6,50 Mkr/MW 6,00 5,50 5,00 4,50 4, ,50 3,00 2, Vindkraft (MW) Figur 3.2 Relativ kostnad för varje alternativ som funktion av mängd installerad vindkraft. Tabell 3.2 I dagsläget (dec 2006) optimal konfiguration av kabelanslutningen, vid olika effektintervall. Sammanlagd effekt Kabelanslutning <480 MW 2 AC till Arrie samt 1 AC till Trelleborg MW MW MW 1 DC till Arrie (150 kv, 570 MVA) 2 AC till Arrie samt 2 AC till Trelleborg 1 DC till Arrie (300 kv, 747 MVA) Av Tabell 3.2 och Figur 3.2 kan utläsas att vid effekter om 570 MW, är förhållandena sådana att en ytterligare liten ökning av överföringsbehovet, innebär att anslutningen måste växla till sådan med högre kapacitet och som är väsentligt dyrare. Vid en installerad vindkrafteffekt av upp till 570 MW har alternativ 5 (570 MW, ±150 kv likströmsöverföring) den lägsta investeringskostnaden (1 523 MSEK). Vid en något högre effekt är i stället alternativ 2 (växelströmsöverföring) bäst, detta alternativ har en investeringskostnad om MSEK. Att för säkerhets skull, för att säkerställa överföringskapacitet, enbart söka och erhålla till- Rapport 9 (22) Vattenfall Power Consultant

12 stånd för en växelströmsanslutning skulle vid en sammanlagd effekt av 570 MW medföra en merkostad om 470 MSEK. De ovan redovisade jämförelserna avser förhållandena i nuläget. Med en teknikutveckling och förändringar i kostnadsbilden, kan såväl tröskelnivåer (för närvarade 480 MW, 570 MW respektive 640 MW), som kostnadsskillnader förskjutas. 3.3 Redundans Alternativet med växelström innebär en ökad redundans eftersom det vid skada på en enskild kabel, finns ytterligare kablar att använda. Fler kablar ökar visserligen sannolikheten för att en enskild kabel skulle skadas av exempelvis ett ankare, men det är bara under höga vindhastigheter som bortfallet av ett enskilt kabelförband med växelström leder till att produktionen måste begränsas. 3.4 Miljöeffekter Byggskedet Förutsättningar De enskilda kabelförbanden vid växelström kommer att läggas i separata kabelgravar, såväl till sjöss som på land. Att lägga dem i en gemensam kabelgrav skulle begränsa överföringskapaciteten väsentligt. För likström kommer såväl till havs som på land att användas två ledare (poler), en plus och en minus. På land kommer de två kablarna för likström att läggas i ett gemensam kabelförband, medan de två polerna i den marina delen antingen kan läggas i separata kabelgravar eller i en gemensam kabelgrav. Effekter Sammantaget kommer byggskedet att bli mer omfattande vid ett växelströmsalternativ, eftersom det alternativet kräver fler kabelgravar såväl på land som tills sjöss, än vid ett likströmsalternativ. De ekonomiska konsekvenserna av det mer omfattande byggskedet, ingår som en del av investeringskostnaden Markintrång Förutsättningar Enligt ovan krävs fler kabelförband för en anslutning med växelström än för en anslutning med likström. De enskilda kabelförbanden vid en växelströmsanslutning kan inte läggas alltför nära varandra, eftersom det skulle begränsa kapaciteten. Effekter Längs en restriktionszon som når cirka 3 meter utanför kabelförbanden kommer begränsningar i markanvändningen att föreligga, exempelvis mot uppförande av byggnader, grävning med mera. Med två kabelförband på land i separata kabelgravar kommer det inbördes avståndet att vara cirka 2 meter, med fyra kabelförband i separata kabelgravar kommer det att vara cirka 3 meter. Vid alternativet med en likströmsanslutning till Arrie kommer restriktionszonen att få en sammanlagd yta av cirka 10 ha (18 kilometer 6 meter). För en växelströmsanslutning med två kablar till Arrie och två till Trelleborg kommer restriktions- Rapport 10 (22) Vattenfall Power Consultant

13 området att omfatta 25 ha. Eftersom markägaren kommer att kompenseras för detta intrång, blir detta en ekonomisk konsekvens, som ingår i investeringskostnaden Magnetfält Förutsättningar Kring en elkabel finns ett elektriskt fält och ett magnetiskt fält; med en samlingsterm benämns detta elektromagnetiskt fält. Magnetfältet är ett resultat av den ström som flödar genom ledningen, således uppkommer detta fält först när strömmen slås på. Det elektriska fältet uppkommer genom spänningsskillnader mellan ledaren och omgivningarna. Detta fält föreligger vid en elektrisk ledare som är ansluten till elnätet, även om exempelvis den motor eller den lampa som är kopplad till ledaren är avslagen. Kring en likströmsledning blir magnetfältet statiskt, likt det kring jordklotet. Kring växelströmsledningen kommer magnetfältet att växla i riktning, med samma frekvens som strömmen växlar (normalt 50 Hz). De magnetiska fälten kring en kraftledning med flera ledare påverkas också av ledarnas inbördes placering. När två eller flera ledare ligger intill och där strömmen i dessa ledare är fasförskjutna, kommer magnetfältet att dämpas; detta är exempelvis fallet vid en trefas växelströmsledning. Även vid en tvåpolig likströmsledning, där de två kablarna ligger intill varandra, kommer magnetfältet att dämpas. Att magnetfältet från en likströmsledning är statiskt innebär att det kommer att interferera med jordens magnetfält. Rent konkret kommer magnetfältet från en ledning med öst-västlig orientering att förstärka eller försvaga jordens magnetfält, medan en ledning i nord-sydlig orientering kommer att vrida det sammanlagda magnetfältet och medföra en missvisning på magnetiska kompasser. Några hälsoeffekter befaras inte från ett magnetfält från en likströmsledning; detta fält är ju i samma storleksordning eller svagare än jordens naturliga magnetfält, vilket innebär att organismerna har anpassat sig. Kring det magnetfält som uppkommer vid växelström, finns misstankar om hälsoeffekter. När det gäller akuta effekter av elektromagnetiska fält har Statens strålskyddsinstitut givit ut allmänna råd för allmänhetens exponering 3. För lågfrekventa magnetiska fält, det vill säga fält som har frekvensen 50 Hz, anges ett riktvärde på 100 μt. Vidare har Arbetarskyddsstyrelsen, Boverket, Elsäkerhetsverket, Socialstyrelsen och Strålskyddsinstitutet i skriften Myndigheternas försiktighetsprincip om lågfrekventa elektriska och magnetiska fält, en vägledning för beslutsfattare rekommenderat en försiktighetsprincip med följande lydelse: Om åtgärder, som generellt minskar exponeringen, kan vidtas till rimliga kostnader och konsekvenser i övrigt bör man sträva efter att reducera fält som avviker stark från vad som kan anses normalt i den aktuella miljön. När det gäller nya elanläggningar och byggnader bör man redan vid planeringen sträva efter att utforma och placera dessa så att exponeringen begränsas. 3 Statens strålskyddsinstituts allmänna råd om begränsning av allmänhetens exponering för elektromagnetiska fält (SSI FS 2002:3). Rapport 11 (22) Vattenfall Power Consultant

14 Vid planering av nya kraftledningar för växelström, utgår Svenska Kraftnät från 0,4 µt som högsta magnetfältsnivå vid bostäder eller där människor vistas varaktigt. Värdet avser ett årsmedelvärde. I föreliggande projekt kommer detta riktvärde att tillämpas för växelström. Effekter I Figur 3.3 Figur 3.6 redovisas det magnetiska fältet över havsbotten respektive över markytan, för följande alternativ: Trefas växelström, 160 MW, sjökabel med triangelförläggning Trefas växelström, 160 MW, landkabel med flat förläggning Tvåpolig likström, HVDC 320 MW, ±150 kv, sjökabel med gles förläggning Tvåpolig likström, HVDC 320 MW, ±150 kv, landkabel med tät förläggning De i diagrammen redovisade nivåerna avser den maximala nivån, som uppkommer när samtliga vindkraftverk producerar med maximal effekt. Det långsiktigt genomsnittliga magnetfältet är cirka % av beräknade maximala nivåer. I Tabell 3.3 redovisas beräknade genomsnittliga fältstyrkor i en zon ovanför kablarna, dessa beräkningar avser ett medelvärde över året i en fem meter bred zon över kabeln. Tabell 3.3 Över året genomsnittligt magnetfält i en fem meter bred zon över kabeln, vid de fyra studerade kabeltyperna, dels vid markytan (havsbotten), dels 1,5 meter över markytan (havsbotten). Vid markytan (sjöbotten) 1,5 meter över markytan AC sjökabel (triangelförläggning) 4 µt 1 µt AC landkabel (flat förläggning) 6 µt 1 µt DC-kabel (gles förläggning) 70 µt 30 µt DC-kabel (tät förläggning) 5 µt 1 µt Vid växelströmsförband samt likströmsförband med tät förläggning kommer det över året genomsnittliga magnetfältet vid markytan (respektive sjöbotten) i en fem meter bred zon över kabelförbanden att uppgå till cirka 5 µt, vid nivån 1,5 m över markytan (sjöbotten) är fältstyrkan cirka 1 µt. På ett avstånd av cirka sex meter vid sidan av kabeln, är fältstyrkan nere i en nivå kring 0,4 µt. För likström finns vid sjökablar även ett alternativ med gles förläggning. Vid en sådan förläggning kommer den genomsnittliga fältstyrkan vid sjöbotten att uppgå till cirka 70 µt; 1,5 meter över sjöbotten är styrkan cirka 30 µt. Rapport 12 (22) Vattenfall Power Consultant

15 Magnetfalt [mikrotesla] m 0.5m 1m 1.5m Koordinat [m] Program BFALT Figur 3.3 Magnetfältet vid botten respektive på olika nivåer över botten som funktion av avstånd i sidled från kabeln, från en 160 MW sjökabel med 138 kv växelström, nedgrävd en meter. Avser fullast, det vill säga vid maximal produktion. Enheten är mikrotesla. Magnetfalt [mikrotesla] m 0.5m 1m 1.5m Koordinat [m] Program BFALT Figur 3.4 Magnetfältet vid markytan respektive på olika nivåer över markytan som funktion av avstånd i sidled från kabeln, från en 160 MW landkabel med 138 kv växelström, nedgrävd en meter. Avser fullast, det vill säga vid maximal produktion Enheten är mikrotesla. Rapport 13 (22) Vattenfall Power Consultant

16 Magnetfalt [mikrotesla] m 0.5m 1m 1.5m Koordinat [m] Program BFALT Figur 3.5 Magnetfältet vid markytan (sjöbotten) respektive på olika nivåer över markytan som funktion av avstånd i sidled från kabeln, från en 320 MW kabelförband med likström, 150 kv, där de två kablarna är placerade på 10 meters avstånd, och nedgrävda en meter. Avser fullast, det vill säga vid maximal produktion. Enheten är mikrotesla. Magnetfalt [mikrotesla] m 0.5m 1m 1.5m Koordinat [m] Program BFALT Figur 3.6 Magnetfältet vid markytan (sjöbotten) respektive på olika nivåer över markytan som funktion av avstånd i sidled från kabeln, från en 320 MW kabelförband med likström, 150 kv, där de två kablarna är placerade intill varandra och nedgrävda en meter. Avser fullast, det vill säga vid maximal produktion. Enheten är mikrotesla. Rapport 14 (22) Vattenfall Power Consultant

17 Magnetiska kompasser orienteras efter jordens statiska magnetfält. Dessa kompasser påverkas även av det statiska magnetfält som bildas kring en likströmskabel. Hur stor denna påverkan av en likströmskabel blir beror även på hur djupt kablarna ligger, vilket avstånd det är mellan kablarna, vilken ström som flyter i dem samt i vilken riktning kablarna ligger i. Kabelförbindelsen mellan Kriegers flak och svenska kusten ligger i nord-sydlig riktning, vilket medför att påverkan på kompasser blir som störst. Vid utförda beräkningarna har studerats fyra fall; två olika vattendjup, 10 respektive 30 meter, samt två olika förläggningssätt, ett där kablarna läggs på samma avstånd från varandra som vattendjupet är och ett där de oavsett djup läggs tillsammans. Resultaten redovisas Figur 3.7 Figur Missvisning i grader Avstånd i m där 0 ligger mitt emellan kablarna Figur 3.7 Missvisning då kablarna ligger på 10 m djup och 10 m från varandra, Den maximala missvisningen blir cirka 35º, och området som berörs är cirka 80 meter brett. Rapport 15 (22) Vattenfall Power Consultant

18 15 10 Missvisning i grader Avstånd i m där 0 ligger mitt emellan kablarna Figur 3.8 Missvisning då kablarna ligger på 30 m djup och 30 m från varandra. Den maximala missvisningen blir cirka 13º, och området som berörs är cirka 160 meter brett. 1,5 1 Missvisning i grader 0, ,5-1 -1,5 Avstånd i m där 0 ligger mitt emellan kablarna Figur 3.9 Missvisning då kablarna ligger på 10 m djup och 0,1 m från varandra. Den maximala missvisningen blir knappt 1º. Rapport 16 (22) Vattenfall Power Consultant

19 0,15 0,1 Missvisning i grader 0, ,05-0,1-0,15 Avstånd i m där 0 ligger mitt emellan kablarna Figur 3.10 Missvisning då kablarna ligger på 30 m djup och 0,1 m från varandra. Den maximala missvisningen blir 0,1º Värme Förutsättningar Vid överföringen av ström uppkommer så kallade överföringsförluster, det vill säga all elektricitet överförs inte utan en del går förlorad och ger upphov till en uppvärmning av ledningen och omgivande material. Dessa överföringsförluster är större vid växelström än vid likström, i sin tur innebär detta att uppvärmningen blir större vid växelström än vid likström. Hur stor uppvärmningen blir, påverkas även av omgivningens egenskap, dess värmeresistivitet (som är ett mått på markens motstånd mot att överföra värme) och värmekapacitet (som är ett mått på hur mycket värme som måste tillföras för att temperaturen skall öka ett visst antal grader). Effekter ABB har beräknat temperaturökningen i marken runt en HVDC VSC-kabel och runt en ACkabel. Beräkningarna är gjorda för kablar som är nedgrävda en meter och beräkningen avser en nivå 20 cm under havsbotten. Rapport 17 (22) Vattenfall Power Consultant

20 Figur 3.11 Temperaturökning 0,2 meter under havsbotten, vid en växelströmskabel (200 MW, 145 kv) nedgrävd en meter. Figur 3.12 Temperaturökning 0,2 meter under havsbotten, vid en likströmskabel nedgrävd en meter. Till vänster HVDC, 700 MW, 300 kv; till höger HVDC, 570 MW, 150 kv. För växelströmskabeln beräknas temperaturökningen till cirka 0,8 ºC rakt över kabeln. Med en likströmskabel blir uppvärmningen rakt över kabeln 0,4 0,5 ºC. Det uppvärmda området är mycket smalt och redan på en meters avstånd i sidled från kabeln, är temperaturökningen halverad. Beräkningarna avser en nivå 0,2 m under botten; just vid bottenytan kommer temperaturökningen att bli ännu lägre eftersom värmeöverskottet effektivt transporteras bort av vattnet. Rapport 18 (22) Vattenfall Power Consultant

21 4 Miljökonsekvenser 4.1 Människor Alternativet med växelström, med fler kabelförband, kommer till följd av ett längre byggskede och fler kabelgravar, att innebära en ökad påverkan för exempelvis närboende och trafikanter. Generellt bedöms dock att påverkan av byggskedet är ringa båda alternativen. För växelström diskuteras huruvida kraftiga magnetfält kan ge upphov till hälsoeffekter. I projektet kommer att tillämpas det riktvärde som Svenska Kraftnät tillämpar, om maximalt 0,4 µt där människor varaktigt vistas. Härigenom bedöms att det inte föreligger någon risk för hälsoeffekter och att således påverkan vid växelström blir liten. Magnetfältet från en likströmsöverföring är av samma typ som det naturliga magnetfältet kring jorden, varför någon hälsopåverkan inte befaras heller vid en likströmsanslutning. 4.2 Marin flora och fauna Alternativet med växelström kommer under byggskedet att innebära en ökad påverkan på marin flora och fauna eftersom de fler kabelförbanden innebär fler kabelgravar och härigenom exempelvis en ökad sedimentspridning. Generellt bedöms dock att denna påverkan är ringa för såväl växelström med flera kabelgravar som likström med bara en kabelgrav, och en återetablering förväntas ske inom något år. Det har för likström diskuterats huruvida magnetfältet skulle störa ålens vandring, som ju använder sig av jordens magnetfält för att navigera. Fiskeriverket har studerat hur magnetfältet kring likströmsförbindelsens SwePol Link påverkar ål (Håkan Westerberg 4 55,332 ). Den likströmskabeln visade ingen barriäreffekt för de ålar som studerades men man fann indikationer på att ett magnetfält kan störa ålarna när de passerar över kabeln (se Figur 4.1). Den studerade likströmskabeln har ett mångdubbelt högre magnetfält än för 55,327 de kablarna som planeras i detta projekt. 13,010 13,015 13,020 13,025 Påverkan på ålarnas rörelse bedöms som ringa. Figur 4.1 Observerad rörelse av en ål förbi HVDC-kabeln SwePol Link. Trianglarna visar ålens position och den vertikala streckade linjen markerar kabeln, axlarna markerar longitud och latitud. (Efter Westerberg.) 4 Westerberg och Begout-Anras Orientation of silver eel (Anguilla anguilla) in a disturbed geomagnetic field. Rapport 19 (22) Vattenfall Power Consultant

22 Inte heller den begränsade uppvärmning som sker bedöms få någon praktisk betydelse på ekosystemet, även om det skulle kunna gå att spåra en förändrad artsammansättning just över kabeln. Erfarenheter från andra kabelprojekt, har inte visast på någon förändrad flora och fauna till följd av uppvärmning. 4.3 Terrest flora och fauna Alternativet med växelström kommer under byggskedet att innebära en ökad påverkan på den terresta floran och faunan eftersom de fler kabelförbanden innebär fler kabelgravar. En återetablering förväntas ske inom något år och generellt bedöms denna påverkan som ringa vid båda alternativen. 4.4 Marinarkeologi Alternativet med växelström kommer under byggskedet att innebära en ökad risk för konflikter med marinarkeologiska objekt. Trots omfattande undersökningar längs kabelsträckningen har några sådana objekt dock inte påträffats, varför påverkan för båda alternativen det bedöms att det inte kommer att ske någon påverkan. 4.5 Kulturmiljö Alternativet med växelström kommer under byggskedet att innebära en ökad risk för konflikter med fornlämningar på land, den sammanlagda bredden på arbetsområdet är vid två kablar 20 meter (växelström) och vid en kabel 15 meter (likström). Vid projektering av kabel har så långt som möjligt känsliga miljöer undvikits. Påverkan bedöms som måttlig. 4.6 Rekreation och friluftsliv Det något mer omfattade anläggningsskedet när fyra kabelförband läggs, förväntas inte ha någon praktisk betydelse för rekreationsintressena. Ej heller den påverkan på kompasser som en likströmskabel har, förväntas ha någon praktisk betydelse för exempelvis fritidssegling. 4.7 Fiske Någon praktisk skillnad för fisket förväntas inte vid de två alternativen. Enligt ovan kommer exempelvis inte ålens vandring att störas av en likströmskabel. Den något mer omfattade fartygstrafiken när fyra kabelförband läggs vid en växelströmsanslutning, förväntas inte heller ha någon praktisk betydelse för fisket. Vidare kommer enligt en överenskommelse med de nätfiskare som opererar från sydkusten, dessa att ersättas ekonomiskt för störningarna under byggskedet. I sin tur innebär detta att konsekvenserna av detta ingår i den ekonomiska värderingen. Således skulle ej ske någon påverkan. 4.8 Jordbruk Vid alternativet med växelström kommer för de fyra kabelförbanden restriktionszonen att bli två till tre gånger så stor som vid alternativet med likström. Inom denna restriktionszon föreligger vissa begränsningar vad avser en förändring av markanvändningen, däremot kom- Rapport 20 (22) Vattenfall Power Consultant

23 mer den pågående markanvändningen att kunna fortgå. Den belastning som fastigheterna påförs till följd av restriktionszonen, regleras gentemot markägaren genom ekonomisk ersättning. I sin tur innebär detta att konsekvenserna av detta ingår i den ekonomiska värderingen. Någon egentlig skillnad föreligger därmed inte. 4.9 Sjöfart Det något mer omfattade anläggningsskedet med fartygstrafik under längre tid när fyra kabelförband läggs, förväntas inte heller ha någon praktisk betydelse för sjöfarten. När ett fartyg passerar kablarna uppkommer enligt ovan en missvisning på magnetiska kompasser. Erfarenheten av liknande kablar i svenska vatten under femtio år visar att kompassmissvisningen inte är något problem. Under denna tid har dessutom magnetkompasserna spelat större roll för navigeringen än de gör idag. Numera används modernare instrument, gyrokompasser och satellitnavigering, som är okänsliga för magnetfältet Vägar och järnvägar Det något mer omfattade anläggningsskedet när fyra kabelförband läggs, förväntas inte ha någon praktisk betydelse för vägtrafik eller järnvägstrafik. Ej heller det faktum att vid alternativet med växelström, fler kablar måste korsa vägar och järnväg bedöms ha någon praktisk betydelse Korsande ledningar Det faktum att vid alternativet med växelström, fler kablar måste korsa olika ledningar bedöms inte ha någon praktisk betydelse. 5 Syntes I Tabell 5.1 redovisas en sammanfattande jämförelse av ekonomi och miljöintrången vid växelström respektive likström. Ekonomiskt kan värdet av skillnaderna mellan växelström och likström uppgå till en storleksordning av 500 miljoner kronor. Tekniskt är växelström ett bättre alternativ med ökad redundans och lägre överföringsförluster. Värdet av detta bedöms dock vara mindre än den kostnadsskillnad som kan föreligga mellan växelström och likström. Miljömässigt innebär likström något mindre konsekvenser eftersom en likströmsanslutning bara kräver ett kabelförband. Även detta bedöms vara underordnat den potentiella kostnadsskillnaden mellan växelström och likström. Slutsatsen av detta är således att investeringskostnaden för tillräcklig överföringskapacitet bör vara styrande vid val av anslutningens tekniska utformning. Rapport 21 (22) Vattenfall Power Consultant

24 Tabell 5.1 Sammanfattande jämförelse av ekonomi och miljöintrång vid växelström respektive likström. ++ indikerar för respektive alternativ en större fördel och + indikerar en mindre fördel. Aspekt AC DC Anmärkning Ekonomi?? Beroende bland annat på vilken överföringskapacitet som slutligen erfordras, kan olika såväl AC som DC vara det mest kostnadseffektiva. Prisskillnaden kan uppgå till en storleksordning av 500 miljoner kronor. För alternativet med DC tillkommer en ökad räntekostnad eftersom kabeln inte kommer att nyttjas fullt ut förrän hela anläggningen är färdig. Överföringsförluster ++ Totala överföringsförlusterna är ungefär dubbelt så stora vid likströmsalternativet som vid växelströmsalternativet. Vid 640 MW är överföringsförlusterna för likström 88 GWh (4 %), medan de för växelström är 44 GWh (2 %). Redundans + Att fler kabelförband används vid växelström innebär en bättre redundans. Människor + Viss ökad påverkan från byggskedet vid växelström pga fler kablar och magnetfält. Skillnaden bedöms dock som ringa, och vad gäller magnetfält vid växelström kommer Svenska Kraftnäts riktvärden om maximalt 0,4 µt att tillämpas. Marin flora och fauna + Viss ökad påverkan från byggskedet vid växelström, pga fler kablar. Skillnaden bedöms som liten eftersom effekterna är små och temporära. Terrest flora och fauna + Viss ökad påverkan från byggskedet vid växelström, pga fler kablar. Skillnaden bedöms som liten eftersom effekterna är små och temporära. Marinarkeologi + Viss ökad risk för konflikter under byggskedet vid växelström, pga fler kablar. Skillnaden bedöms som liten eftersom några marinarkeologiska objekt inte har identifierats. Kulturmiljö + Viss ökad risk för konflikter under byggskedet vid växelström, pga fler kablar. Rekreation 0 0 Viss ökad risk för konflikter under byggskedet vid växelström, pga fler kablar. Skillnaden bedöms dock som liten eftersom effekterna är små och temporära. Fiske 0 0 Ingen praktisk skillnad. Jordbruk 0 0 Ingen praktisk skillnad (markintrånget ingår i investeringskostnaden). Sjöfart 0 0 Ingen praktisk skillnad. Vägar och järnvägar 0 0 Ingen praktisk skillnad. Korsande ledningar 0 0 Ingen praktisk skillnad.. Rapport 22 (22) Vattenfall Power Consultant