Kraftverken i Umeälven

Transkript

1 RAPPORT 1 (60) Handläggare Dag Wisaeus Mobil dag.wisaeus@afconsult.com Datum Uppdragsnr Kraftverken i Umeälven Beräkning av kostnader för mintappningar under nuvarande 0-tappningsperioder i Umeälvens kraftverk mellan Umluspen och Stornorrfors ÅF-Industry AB Dag Wisaeus ÅF-Industry AB, Frösundaleden 2 (goods 2E), SE Stockholm Telefon Fax Säte i Stockholm. Org.nr

2 Sammanfattning I denna studie beräknas vad det skulle kosta att som mintappning i varje kraftstation i Umeälven mellan Umluspen och havet tappa den medellågvattenföring som skulle ha förekommit i respektive station under perioden om Umeälven hade varit oreglerad. Mintappningarna skulle i förekommande fall tappas under de 0- tappningsperioder som registrerats vid nuvarande regleringsförhållanden. Den enda av de aktuella stationerna där det idag finns mintappningskrav är Stornorrfors. 0-tappningsperiodernas längder och frekvenser har sammanställts. Dessutom har inverkan på vattenhastigheterna nedströms stationerna av mintappningarna studerats. Beräkningar och sammanställningar har utförts för torråret 2003, medelåret 2010 samt våtåret För de fall att lägsta turbinvattenföring som kan tappas är högre än aktuell medellågvattenföring (MLQ) måste MLQ spillas varvid det uppstår en produktionsförlust. Utan krav på att tappa MLQ skulle detta vatten kunna tappas vid en period med högre kraftvärde. Medelkraftvärdet de närmsta åren bedöms vara ca 0,29 kr/kwh. I följande beräkningar antas att det spillda vattnet skulle kunna tappas vid kraftvärdet 0,32 kr/kwh. Vid några kraftstationer kan lägsta turbinvattenföringen sänkas till MLQ. Då uppstår ingen produktionsförlust p.g.a. spill, istället erhålls en verkningsgradsförlust och en reglerförlust. Verkningsgradsförlusten uppstår då mycket låga tappningar medför låga turbin- och generatorverkningsgrader. Reglerförlusten uppkommer eftersom vattnet ofta måste tappas under natten när kraftvärdena är som lägst istället för på dagen när kraftvärdena ofta är betydligt högre. Följande energiförluster och kostnader för mintappningar har beräknats med kraftvärdet 0,32 kr/kwh, reglerförlusten 0,07 kr/kwh samt verkningsgradsförlusten 8% i alla kraftverk utom Harrsele där verkningsgradsförlusten bedöms bli 16 %. Kraftstation Energiförlust (GWh/år) Hög till låglast (GWh/år) Kostnad (MKr/år) Umluspen 17,51 13,19 8,49 0,00 0,00 0,00 5,60 4,22 2,72 Stensele 11,34 8,31 3,94 0,00 0,00 0,00 3,62 2,66 1,26 Grundfors 10,56 12,24 5,47 0,00 0,00 0,00 3,38 3,92 1,75 Rusfors 8,92 4,82 1,14 0,00 0,00 0,00 2,85 1,54 0,37 Bålforsen 2,067 1,115 0,231 21,97 11,85 2,46 2,200 1,186 0,246 Betsele 0,548 0,284 0,051 5,82 3,01 0,54 0,583 0,302 0,054 Hällforsen 0,448 0,229 0,042 4,76 2,44 0,441 0,476 0,244 0,044 Tuggen 22,17 12,91 5,20 0,00 0,00 0,00 7,09 4,13 1,67 Bjurfors Övre 0,660 0,377 0,051 7,02 4,01 0,55 0,702 0,401 0,055 Bjurfors Nedre 1,209 0,719 0,254 12,85 7,64 2,70 1,286 0,765 0,270 Harrsele 8,908 6,486 1,604 47,33 34,46 8,52 6,162 4,488 1,110 Pengfors 0,00 0,831 0,114 0,00 8,84 1,21 0,00 0,885 0,122 Stornorrfors 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Totalt 84,34 61,51 26,59 99,75 72,25 16,42 33,95 24,74 9,67 Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 2

3 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 INTRODUKTION FÖRUTSÄTTNINGAR OCH DEFINITIONER Kraftvärden Kostnader pga tvångsspill, reglerförluster och sämre verkningsgrader Definition av 0-tappning Hydrologi Indelning i torrår, normalår och våtår Sammanställning av medelvattenföringar 2003, 2010 och Beräkning av MLQ Topografiskt underlag UMLUSPEN Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader STENSELE Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader GRUNDFORS Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader RUSFORS Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader BÅLFORSEN Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader BETSELE Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 3

4 9 HÄLLFORSEN Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader TUGGEN Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader BJURFORS ÖVRE Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader BJURFORS NEDRE Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader HARRSELE Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och Vattenhastigheter och kostnader PENGFORS Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter tappningsperiodernas fördelning 2010 och Vattenhastigheter och kostnader STORNORRFORS Allmän beskrivning Sammanställning 0-tappningar och kostnader SAMMANSTÄLLNING HASTIGHETSFÖRDELNING I EN ÄLVSEKTION Bilaga 1: Tvärsektioner i Vattenfalls och Statkrafts anläggningar Bilaga 2: Vattenhastigheter i E.ON:s anläggningar Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 4

5 1 INTRODUKTION Bland kraftstationerna i Umeälven mellan Umluspen och havet är det endast Stornorrfors med en ca 8 km lång torr- och spillfåra som har mintappningskrav. Även Umluspen har en lång torr- och spillfåra men den saknar mintappningskrav. Övriga stationer saknar också mintappningskrav eftersom torrsträckornas längder är korta och nedströmsvattenytorna utgörs av nedanförliggande kraftverks uppströmsmagasin. Vid 0-tappning i dessa stationer kommer vattnet omedelbart nedströms sugrören att stå stilla. Vattendjupen vid sugrören är trots detta flera meter och några torrsträckor förekommer inte. Påverkan på produktion och vattenhastigheter nedströms kraftverken studeras när medellågvattenföringen MLQ tappas under perioder då det vid nuvarande förhållanden råder 0-tappning. MLQ definieras enligt pkt och beräknas för de lågvattenföringar som enligt SMHI skulle ha rått under perioden om Umeälven varit oreglerad. Tappningen av MLQ kommer inte att ske genom de befintliga torrfårorna, de förblir torrfåror även om MLQ-kravet införs. Påverkan på produktion och vattenhastigheter studeras för tre typår under tidsperioden 1999 till Under denna period var 2003 ett torrår, 2010 ett normalår och 2012 ett våtår. Beräkningarna som utförs är förenklade och inga simuleringar med tillrinningsserier och magasinsnivåer utförs som skulle kunna påvisa MLQ-tappningskravens inverkan på säsongs- och korttidsregleringen i Umeälven. Det bedöms dock att denna inverkan är liten varför förenklade beräkningar är godtagbara. De längsta 0-tappningsperioderna förekommer vid Umluspen då Storuman återfylls. I maj under medelåret 2010 rådde det 0-tappning vid Umluspen under 563 timmar. Storuman som har magasinsvolymen ca 1100 Mm 3 fylls normalt under ca 10 veckor. Om MLQ=21,4 m 3 /s hade tappats under denna tid hade återfyllnaden försenats med ca en vecka vilket borde ha fått liten inverkan på Umeälvens årsreglering. Under perioden september till och med april var 0-tappningsperioderna sällan längre än 24 timmar i någon av stationerna nedströms Umluspen. Ändringar av korttidsregleringar under denna period kan därför skötas inom en veckoreglering. 0-tappningsperiodernas längder och frekvenser beskrivs i tabeller och stapeldiagram, därefter beräknas kostnaderna för att tappa MLQ under 0-tappningsperioderna. I studien förutsätts att en metod att värdera den ekologiska nyttan av ökade mintappningar är att beräkna vattenhastigheten nedströms en kraftstation vid MLQ och sedan jämföra förhållandena vid denna hastighet med förhållandena vid 0-tappning. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 5

6 2 FÖRUTSÄTTNINGAR OCH DEFINITIONER 2.1 Kraftvärden Kraftvärdena som används i denna utredning för att värdera kostnader pga tvångsspill och reglerförluster baseras på NordPools historiska timpriser åren 2013 och 2014 för prisområde 2 där Umeälven är belägen. Tvångsspill och reglerförluster definieras i nedanstående pkt 2.2. Timpriserna för 2013 och 2014 t.o.m. 25 november har sammanställts som säsongspriser under dagtid och övrig tid enligt tabellerna 2:1 och 2:2. Kraftvärden 2013 i SEK/kWh Dagtid (måndag 06:00 fredag 22:00) Övr. tid (fredag 22:00 måndag 06:00) samt 22:00 06:00 måndag - fredag Sommar (v17-36) 0,355 0,283 Höst (v37-44) och vår (v13-v16) 0,432 0,341 Vinter (v45-v12) 0,371 0,311 Tabell 2:1. Kraftvärden 2013 Kraftvärden 2014 i SEK/kWh Dagtid (måndag 06:00 fredag 22:00) Övr. tid (fredag 22:00 måndag 06:00) samt 22:00 06:00 måndag - fredag Sommar (v17-36) 0,334 0,266 Höst (v37-44) och vår (v13-v16) 0,312 0,258 Vinter (v45-v12) 0,299 0,250 Tabell 2:2 Kraftvärden 2014 t.o.m. 25 november Följande prisdifferenser mellan dagtid och övrig tid har sammanställts Sommar (v17-36) 0,072 0,068 Höst (v37-44) och vår (v13-v16) 0,091 0,054 Vinter (v45-v12) 0,060 0,049 Tabell 2:3 Kraftvärden 2014 t.o.m. 25 november När vatten måste spillas förbi turbinerna eftersom MLQ är mindre än lägsta turbinvattenföringen antas att detta vatten kunde ha tappats under dagtid istället för att spillas. Med utgångspunkt från ovanstående tabeller samt prisprognoser antas att detta pris är ca 0,32 SEK/kWh. Reglerförlusterna uppstår främst under sommarhalvåret då vatten måste flyttas från dagtid för att tappas med låg verkningsgrad som MLQ under natt- och helgtid. Under vintern är tappning med MLQ relativt ovanligt. Av tabellerna framgår att reglerförlusten under sommar, höst och vår är ca 0,07 SEK/kWh. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 6

7 2.2 Kostnader pga tvångsspill, reglerförluster och sämre verkningsgrader Kostnader för att tappa MLQ under nuvarande 0-tappningsperioder kan delas in i två typfall: 1. MLQ < Lägsta turbinvattenföring då el kan produceras. I detta fall uppstår en produktionsförlust eftersom MLQ måste spillas förbi turbinerna. Kostnaden för produktionsförlusten beräknas med kraftvärdet 0,32 SEK/kWh. Inverkan på elpriserna i elområde 2 av ändrade mintappningar bedöms bli obetydlig eftersom en beräkning i samband med e-flowsrapporten visar att regleringar för e-flows har liten påverkan på systempriset. Inverkan av mintappningar under 0- tappningsperioderna blir ännu mindre. 2. MLQ > Lägsta turbinvattenföring då el kan produceras. I detta fall blir det inget spill. Det uppstår däremot en verkningsgradsförlust eftersom vatten under 0-tappningsperioder vid låga flöden tappas med låg verkningsgrad. I denna studie antas i alla stationer utom Harrsele att verkningsgraden är ca 8 % lägre än om vattnet tappats på vanligt sätt. I Harrsele bedöms verkningsgradsförsämringen bli ca 16 %. Det uppstår dessutom en reglerförlust eftersom 0-tappningsperioderna vanligtvis är förlagda till natten. I denna studie antas att om mintappningskravet ej funnits skulle vattnet ha tappats under dagtid då kraftvärdet är ca 0,07 SEK/kWh högre än under nattetid. 2.3 Definition av 0-tappning Timmar med nolltappning definieras i detta sammanhang inte som timmar med medelflödet 0 m 3 /s i tappningsrapporterna eftersom antal timmar med 0-tappningar då underskattas. När till exempel flödet 5 m 3 /s redovisas i en tappningsrapport innebär det inte att 5 m 3 /s har tappats kontinuerligt under den aktuella timmen. Istället har ett betydligt högre flöde tappats under en del av timmen och 0 tappning har rått under den resterande delen av den aktuella timmen. Hur 0-tappningar definieras i denna studie illustreras med ett exempel från Rusfors kraftstation. Rusfors kraftstation är utbyggd med en turbin som har den maximala kapaciteten 450 m 3 /s. Vid lägre tappningar än ca 120 m 3 /s blir verkningsgraden så låg att turbinen stängs (=lägsta turbinkapacitet). Detta innebär att när det registrerade medelflödet under en timma är större än 120 m 3 /s kan 120 m 3 /s ha tappats under en hel timma och det behöver inte ha förekommit någon 0-tappning under denna timma. Om den registrerade timtappningen är 5 m 3 /s betyder det att turbinen kan ha gått 5/120 av en hel timme, dvs 2,5 minuter och att det varit 0-tappning under 57,5 minuter. I följande beräkningar av 0-tappningsperioder vid Rusfors sätts gränsen för 0-tappning vid 120/2 = 60 m 3 /s. Vid flöden större än 60 m 3 /s antas att tappning har skett under en hel timme medan vid flöden mindre än 60 m 3 /s förutsätts 0-tappning under en hel timme. Det antas att felen i längden ta ut varandra. Motsvarande antaganden görs vid beräkningarna av 0-tappningsperioderna vid de övriga kraftstationerna. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 7

8 I Tabell 2:4 redovisas maximala turbinkapaciteter (utbyggnadsvattenföringar) samt lägsta turbinkapaciteter när energi kan produceras innan turbinerna måste stängas. Station Maximal total turbinkapacitet (m 3 /s) Lägsta turbinkapacitet (m 3 /s) Station Maximal total turbinkapacitet (m3/s) Lägsta turbinkapacitet (m3/s) Umluspen Tuggen Stensele Bjurfors Övre Grundfors Bjurfors Nedre Rusfors Harrsele Bålforsen Pengfors Betsele Stornorrfors Hällforsen Tabell 2:4. Turbinkapaciteter 2.4 Hydrologi Indelning i torrår, normalår och våtår Indelningen av perioden i torrår, normalår och våtår baseras på av SMHI registrerade flöden vid Harrsele kraftstation som ligger strax uppströms Umeälvens sammanflöde med Vindelälven..År Medelflöde (m 3 /s) År Medelflöde (m 3 /s) Tabell 2:5 Medelflödet vid Harrsele åren var 241 m 3 /s enligt Umeälvens Vattenregleringsföretag. Med utgångspunkt från tabell 2:5 var 2003 ett torrår och 2012 ett våtår medan 2010 var ett medelår. (OBS att beräkningarna av MLQ i det följande baseras på den något längre perioden ) Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 8

9 Bilden har hämtats från Hydraulik för väg- och vattenbyggare av professor Klas Cedervall och laboratoriechef Peter Larsen Sammanställning av medelvattenföringar 2003, 2010 och 2012 År Umluspen Stensele Grundfors Rusfors Bålforsen Betsele Hällforsen Tuggen Bjurfors Övre Bjurfors Nedre Harrsele Pengfors Stornorrfors ,1 139,5 143,0 165,0 164,5 163,9 172,3 168,5 170,9 173,9 178,6-308, ,3 188,5 190,2 219,4 216,1 220,1 238,6 227,0 236,3 239,2 239,8 239,9 406, ,8 227,3 231,4 266,0 266,2 271,7 270,1 277,2 287,4 277,0 291,3 295,4 528,8 Tabell 2:6 Sammanställning av årsmedelvattenföringar 2003, 2010 och Medelflödena i Bålforsen, Hällforsen och Bjurfors Nedre är motsägelsefulla Beräkning av MLQ Med MLQ och LLQ avses i denna studie de karakteristiska vattenföringar som skulle ha rått vid Vattenfalls kraftverk i Umeälven vid outbyggda och oreglerade förhållanden MLQ under perioden definieras som medelvärdet av varje års LLQ. LLQ definieras som den lägsta dygnsvattenföringen under respektive år. Naturliga oreglerade lågvattenföringar med tillhörande MLQ har sammanställts med utgångspunkt från beräknade oreglerade vattenföringar enligt SMHI:s vattenwebb: År Umluspen Stensele Grundfors Rusfors Bålforsen Betsele Hällforsen Tuggen Bjurfors Övre Bjurfors Nedre Harrsele Pengfors Stornorrfors ,7 22,8 23,4 37,8 40,9 41,0 42,2 39,6 44,6 44,7 46,0 42,5 74, ,7 26,3 26,8 39,3 42,8 43,0 44,2 41,2 46,2 46,3 47,4 43,5 71, ,5 28,6 29,9 46,4 50,9 51,0 52,4 48,8 55,0 55,1 56,4 51,8 88, ,8 23,6 24,0 39,0 39,6 39,7 40,4 40,2 41,8 41,8 42,4 42,0 68, ,5 18,7 19,1 27,8 29,6 29,6 30,2 28,6 31,0 31,0 31,4 29,6 47, ,4 23,1 23,6 37,4 39,9 40,0 41,1 39,4 43,4 43,5 44,6 42,3 74, ,2 22,1 22,7 34,7 37,1 37,2 38,1 36,3 39,7 39,8 40,7 38,4 63, ,2 19,9 20,6 31,7 36,4 36,7 38,3 34,3 41,5 41,6 42,6 37,3 65, ,6 27,4 28,2 45,1 49,1 49,3 50,8 48,3 53,9 54,1 55,8 52,2 89, ,3 23,8 24,5 39,0 43,8 44,1 45,8 42,1 48,7 48,8 50,3 45,6 80, ,7 20,8 21,5 33,7 35,9 36,0 37,4 36,1 39,6 39,7 40,8 38,8 68, ,7 20,3 20,9 33,9 36,6 36,7 37,9 36,0 39,9 40,0 41,1 38,6 66, ,7 23,5 24,1 35,3 37,8 37,9 38,9 37,0 40,6 40,7 41,5 39,2 64, ,9 29,2 30,0 44,4 47,0 47,2 48,6 47,0 51,3 51,5 52,8 50,3 87,1 MLQ 21,4 23,6 24,6 37,5 40,5 40,7 41,9 39,6 44,1 44,2 45,3 42,3 72,3 Tabell 2:7. Sammanställning av lågvattenföringar Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 9

10 2.5 Topografiskt underlag Tvärsektionerna där vattenhastigheter har beräknats har erhållits från den hydrauliska modell av Umeälven som i den pågående beredskapsplaneringen för Umeälv tas fram i samarbete mellan kraftbolagen i Umeälven och Svenska Kraftnät. 3 UMLUSPEN 3.1 Allmän beskrivning Figur3:1. Situationsplan Umluspens kraftstation. Från Umluspens kraftstation vid Storuman med DG +352 möh leds Umeälven genom en ca 2 km lång tunnel till en utloppskanal som mynnar i Stenselet med DG +319 möh. Älvens ursprungliga sträckning utgör idag en ca 5,5 km lång torr- och spillfåra. Under perioden spilldes det ca m 3 /s vid 6 tillfällen, vanligtvis under sensommaren då Storuman var full. Det högsta spillet 350 m 3 /s förekom under några timmar den 26 juli Det finns år 2014 inga mintappningskrav vid Umluspen, varken genom torr- och spillfåran eller genom kraftstationen. Max turbintappning : 330 m 3 /s Lägsta turbintappning : 50 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 21,4 m 3 /s De delar av Stenselet som främst kommer att påverkas av höjd mintappning under 0- tappningsperioderna är sunden på vardera sidan av ön i Stenselet, Sektion 1 och 2 Det bör observeras att tappning av MLQ under Storumans återfyllnadsperiod kräver ny vattendom. Enligt gällande vattenhushållningsbestämmelser föreskrivs 0-tappning från Storuman under denna period. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 10

11 Följande genomsnittliga vattenhastigheter i sunden har beräknats vid nuvarande mintappningar och vid MLQ = 21,4 m 3 /s då det råder 0-tappning genom kraftstationen. Total area i sunden: 300 m 2. Mintappning (m 3 /s) Tabell 3:1. Vattenhastighet (m/s) 0,5 0,002 2,0 0,007 21,4 0, , Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 3:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, 2010 och 2012: Figur 3:2. Varaktigheter av Umluspens totaltappningar 2003, 2010 och Under medelåret 2010 förekom inget spill tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Umluspens kraftstation samt antal perioder med 0-tappning har sammanställts i tabell 3:3 och figurerna 3:3 till 3: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 3:2. I figurerna redovisas de 5 längsta 0-tappningsperioderna varje månad som staplar. Den 6:e stapeln visar i förekommande fall medellängden av övriga mintappningar under den aktuella månaden. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 11

12 Figur 3:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Figur 3:3. Umluspens 0-tappningar år Figur 3:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar medelåret 2010: Figur 3:4. Umluspens 0-tappningar år Figur 3:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 12

13 Figur 3:5. Umluspens 0-tappningar år De långa 0-tappningsperioderna i maj under 2003, 2010 och 2014 beror av att magasinet fylls Vattenhastigheter och kostnader I Figur 3:6 visas vattenhastigheterna i sunden i sektionerna 1 och 2 vid olika mintappningar genom torrfåran vid tillfällen då det råder 0-tappning i Umluspens kraftstation. Vid kraftvärdet 0,32 SEK/kW och mintappningen MLQ = 21,4 m 3 /s har kostnaden för mintappningen beräknats till ca 4,2 MKr/år. Figur 3:6. Medelvattenhastigheter och kostnader vid olika mintappningar i Umluspen år Följande kostnader för mintappningen MLQ = 21,4 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom kraftstationen har beräknats: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 13

14 Umluspen, hb = 33,5 m Tappning spillfåran (timmar) Energiförlust (GWh/år) 17,51 13,19 8,49 Kostnad energiförlust (MKr/år) 5,60 4,22 2,72 Tabell 3:3. Kostnader vid Umluspen för mintappning med MLQ 4 STENSELE 4.1 Allmän beskrivning Figur 4:1. Situationsplan Stensele kraftstation. Från Stenselet med DG +318,5 möh tappas vattnet genom kraftstationen direkt ut i Långselet på nivån ca 299,5 möh. Vattnet flyter genom det ca 5,4 km långa Långselet innan det genom en ca 1,4 k m lång kanal kommer ut i Barselet. Det finns ingen torrsträcka vid Stensele. Det finns år 2014 inga mintappningskrav vid Stensele. Max turbintappning : 315 m 3 /s Lägsta turbintappning : 90 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 23,6 m 3 /s Följande vattenhastigheter har beräknats: Tappning (m 3 /s) Tabell 4:1. Vattenhastighet (m/s) Sektion 3 (290 m 2 ) Sektion 4 (275 m 2 ) Sektion 5 (5225 m 2 ) 0,0 0,000 0,000 0,000 23,6 0,081 0,086 0, ,09 1,15 0,060 Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 14

15 4.2 Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 4:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, 2010 och 2012: Figur 4:2. Varaktigheter av Stenseles totaltappningar 2003, 2010 och Under medelåret 2010 spilldes det under ca 1,1 % av tiden eller 96 timmar tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Stenseles kraftstation samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 4:3 och figurerna 4:3 till 4: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 4:2. Figur 4:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 15

16 Figur 4:3. Stenseles 0-tappningar år Figur 4:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar medelåret 2010: Figur 4:4. Stenseles 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 16

17 Figur 4:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 4:5. Stenseles 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 4:6 visas vattenhastigheter i sektionerna 3, 4 och 5 vid olika minflöden i Stensele kraftstation. Även kostnader för tappning av dessa minflöden under de 0- tappningsperioder som rådde medelåret 2010 vid kraftvärdet 0,32 SEK/kWh, bruttofallhöjden 19,3 m och stationsverkningsgraden 85 % har beräknats. Eftersom MLQ = 23,6 m 3 /s är betydligt lägre än den lägsta turbinvatten-föringen 90 m 3 /s förutsätts att hela mintappningen spills vid sidan av turbinerna. Figur 4:6. Medelvattenhastigheter och kostnader vid olika mintappningar i Stensele år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 17

18 Följande kostnader för mintappningen MLQ = 23,6 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom kraftstationen har beräknats: Stensele, hb=19,3 m tappning (timmar) Energiförlust (GWh/år) 11,34 8,31 3,94 Kostnad energiförlust (MKr/år) 3,62 2,66 1,26 Tabell 4:3. Kostnader vid Stensele för mintappning med MLQ 5 GRUNDFORS 5.1 Allmän beskrivning Figur 5:1. Situationsplan Grundfors kraftstation. Grundfors intagsmagasin Barselet ligger på nivån 299,5 möh. Vattnet leds genom kraftstationen direkt ut i Umeälven på nivån ca 265 möh. Det finns ingen torrsträcka. Det finns år 2014 inga mintappningskrav vid Grundfors. Max turbintappning : 350 m 3 /s Lägsta turbintappning : 40 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 24,6 m 3 /s Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i två sektioner, Sektion 6 i sänkningskanalen ca 3 km nedströms stationen samt i Sektion 7 i Grenselet. Följande vattenhastigheter har beräknats i sektionerna 6 och 7: Mintappning Tabell 5:1. (m 3 /s) Vattenhastighet (m/s) Sektion 6 (210 m 2 ) Sektion 7 (1005 m 2 ) 0,0 0,000 0,000 24,6 0,117 0, ,667 0,348 Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 18

19 5.2 Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 5:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 5:2. Varaktigheter av Grundfors totaltappningar 2003, 2010 och Inget spill förekom 2003, 2010 eller tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Grundfors kraftstation samt antal perioder med 0-tappning har sammanställts i tabell 5:3 och figurerna 5:3 till 5: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 5:2. Figur 5:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 19

20 Figur 5:3. Grundfors 0-tappningar år Figur 5:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar medelåret 2010: Figur 5:4. Grundfors 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 20

21 Figur 5:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 5:5. Grundfors 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 5:6 visas vattenhastigheterna i sektionerna 6 och 7 vid olika mintappningar i Grundfors kraftstation. Även kostnader för tappning av dessa minflöden under de 0- tappningsperioder som rådde medelåret 2010 vid kraftvärdet 0,32 SEK/kWh, bruttofallhöjden 35,3 m och stationsverkningsgraden 85 % har beräknats. Eftersom MLQ är betydligt lägre än den lägsta turbinvattenföringen 40 m 3 /s förutsätts att hela mintappningen spills vid sidan av turbinerna. Figur 5:6. Medelvattenhastigheter och kostnader vid Grundfors för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 21

22 Följande kostnader för mintappningen MLQ = 24,6 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning vid Grundfors kraftstationen har beräknats: Grundfors, hb=35,3 m tappning (timmar) Energiförlust (GWh/år) 10,56 12,24 5,47 Kostnad energiförlust (MKr/år) 3,38 3,92 1,75 Tabell 5:3. Kostnader för mintappning med MLQ 6 RUSFORS 6.1 Allmän beskrivning Figur 6:1. Situationsplan Rusfors kraftstation. Rusfors intagsmagasin ligger på nivån 265 möh. Vattnet leds genom Rusfors kraftstation och en ca 1,5 km lång utloppskanal direkt ut i Umeälven på nivån ca 253 möh. Det finns ingen torrsträcka. Det finns år 2014 inga mintappningskrav vid Rusfors. Max turbintappning : 450 m 3 /s Lägsta turbintappning : 120 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 37,5 m 3 /s Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i Sektion 9. Följande vattenhastigheter har beräknats i sektion 9 med tvärsnittsarean ca 795 m 2 : Mintappning (m 3 /s) Vattenhastighet (m/s) 0,0 0,000 37,5 0, ,566 Tabell 6:1. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 22

23 6.2 Sammanställning 0-tappningar och kostnader 6.3 Varaktigheter I Figur 6:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 6:2. Varaktigheter av Rusfors totaltappningar 2003, 2010 och tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Rusfors kraftstation samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 6:3 och figurerna 6:3 till 6: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 6:2. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 23

24 Figur 6:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Figur 6:3. Rusfors 0-tappningar år Figur 6:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 6:4. Rusfors 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 24

25 Figur 6:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 6:5. Rusfors 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 6:6 visas vattenhastigheterna i sektion 9 vid olika mintappningar i Rusfors kraftstation. Även energiförlustens värde vid tappning MLQ under de perioder som det rådde 0-tappning medelåret 2010 har beräknats för kraftvärdet 0,32 SEK/kWh. Figur 6:6. Medelvattenhastigheter och kostnader vid Rusfors för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 25

26 Följande kostnader för mintappningen MLQ = 37,5 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Rusfors kraftstation har beräknats: Rusfors, hb=12,3 m tappning (timmar) Energiförlust (GWh/år) 8,92 4,82 1,14 Kostnad energiförlust (MKr/år) 2,85 1,54 0,37 Tabell 6:3. Kostnader för mintappning med MLQ 7 BÅLFORSEN 7.1 Allmän beskrivning Figur 7:1. Situationsplan Bålforsens kraftstation. Bålforsens intagsmagasin har dämninggränsen 252,5 möh och sänkningsgränsen 251,50 möh. Vattnet leds genom Bålforsens kraftstation direkt ut i Umeälven på nivån 221,4 möh. Det finns ingen torrsträcka Det finns år 2014 inga mintappningskrav vid Bålforsen. Max turbintappning : 310 m 3 /s Lägsta turbintappning : ca 40 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 40,5 m 3 /s Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i två sektioner. Sektion 10 är belägen ca 800 m nedströms dammen och sektion 11 ca 4000 m nedströms dammen. Enligt Bilaga 2 har E.ON beräknat följande medelhastigheter i m/s i sektionerna 10 och 11 vid flödena 44 m 3 /s och 220 m 3 /s då Betseles magasin ligger på dämningsgränsen: Flöde (m 3 /s) Sektion 10 (m/s) Sektion 11 (m/s) 44 0,05 0, ,28 0,06 Tabell 7:1. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 26

27 7.2 Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 7:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 7:2. Varaktigheter av Bålforsens totaltappningar 2003, 2010 och Under medelåret 2010 spilldes det under ca 1,5 % av tiden eller 130 timmar tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Bålforsens kraftstation samt antal perioder med 0-tappning har sammanställts i tabell 7:3 och figurerna 7:3 till 7: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 7:2. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 27

28 Figur 7:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Figur 7:3. Bålforsen 0-tappningar år Figur 7:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 7:4. Bålforsens 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 28

29 Figur 7:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 7:5. Bålforsens 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 7:6 visas vattenhastigheterna i sektionerna 10 och 11 vid olika mintappningar i Bålforsens kraftstation. Figur 7:6. Medelvattenhastigheter vid Bålforsens för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 29

30 Följande kostnader för mintappningen MLQ = 40,5 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Bålforsens kraftstation har beräknats: Bålforsen, hb=31,1 m tappning (timmar) Energiförlust verkningsgradsförsämring 8 % (GWh/år) 2,067 1,115 0,231 Intäktsminskning p.g.a. verkningsradsförsämring (MKr/år) 0,662 0,357 0,074 Flyttad energi till låglasttid (GWh/år) 21,97 11,85 2,458 Intäktsminskning p.g.a. sämre korttidsreglering (MKr/år) 1,538 0,829 0,172 Total intäktsminskning (MKr/år) 2,200 1,186 0,246 Tabell 7:3. Kostnader för mintappning med MLQ 8 BETSELE 8.1 Allmän beskrivning Figur 8:1. Situationsplan Betsele kraftstation. Betseles intagsmagasin har dämningsgränsen 221,4 möh och sänkningsgränsen 220,4 möh. Vattnet leds genom kraftstationen direkt ut i Umeälven på nivån 211,8 möh. Det finns ingen torrsträcka Det finns år 2014 inga mintappningskrav vid Betsele. Max turbintappning : 320 m 3 /s Lägsta turbintappning : 50 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 40,7 m 3 /s Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i två sektioner. Sektion 12 är belägen ca 2 km nedströms dammen medan sektion 13 är belägen ca 4 km nedströms dammen. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 30

31 Enligt Bilaga 2 har E.ON beräknat följande medelhastigheter i m/s i sektionerna 12 och 13 vid flödena 44 m 3 /s och 220 m 3 /s då Hällforsens magasin ligger på DG: Flöde (m 3 /s) Sektion 12 Sektion ,20 0, ,80 0,17 Tabell 8:1. Vattenytans bredd i sektion 1 har skalmätts på karta till ca 130 m och i sektion 2 till ca 670 m. Med vattenhastigheter enligt tabell 8:1 har medeldjupen i båda sektionerna beräknats till ca 2,0 m. 8.2 Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 8:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 8:2. Varaktigheter av Betseles totaltappningar 2003, 2010 och Medelåret 2010 spilldes det under ca 11 % av tiden eller ca 965 timmar tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Betseles kraftstation samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 8:3 och figurerna 8:3 till 8: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 8:2. Figur 8:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 31

32 Figur 8:3. Betseles 0-tappningar år Figur 8:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 8:4. Betseles 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 32

33 Figur 8:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 8:5. Betseles 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 8:6 visas vattenhastigheterna i sektionerna 12 och 13 vid olika mintappningar i Betseles kraftstation. Figur 8:6. Medelvattenhastigheter vid Betsele för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 33

34 Följande kostnader för mintappningen MLQ = 40,7 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Betsele kraftstation har beräknats: Bålforsen, hb=9,6 m tappning (timmar) Energiförlust verkningsgradsförsämring 8 % (GWh/år) 0,548 0,284 0,051 Intäktsminskning p.g.a. verkningsradsförsämring (MKr/år) 0,175 0,091 0,016 Flyttad energi till låglasttid (GWh/år) 5,822 3,014 0,544 Intäktsminskning p.g.a. sämre korttidsreglering (MKr/år) 0,408 0,211 0,038 Total intäktsminskning (MKr/år) 0,583 0,302 0,054 Tabell 8:3. Kostnader för mintappning med MLQ 9 HÄLLFORSEN 9.1 Allmän beskrivning Figur 9:1. Situationsplan Hällforsens kraftstation. Hällforsens intagsmagasin ligger konstant på nivån 211,8 möh. Vattnet leds genom kraftstationen direkt ut i Umeälven på nivån 204,0 möh. Det finns ingen torrsträcka. Det finns år 2014 inga mintappningskrav vid Hällforsen. Max turbintappning : 340 m 3 /s Lägsta turbintappning : 30 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 41,9 m 3 /s Vattenhastighetens variationer med mintappningen har studerats i Sektion 1 ca 3700 m nedströms dammen. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 34

35 Enligt Bilaga 2 har E.ON beräknat följande medelhastigheter i m/s i sektion 14 vid flödena 44 m 3 /s och 220 m 3 /s då Tuggens magasin ligger på dämningsgränsen: Flöde (m 3 /s) Sektion 1 (m/s) Tabell 9: , , Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 9:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 9:2. Varaktigheter av Hällforsens totaltappningar 2003, 2010 och Medelåret 2010 spilldes det under ca 13 % av tiden eller ca 1140 timmar tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Hällforsens kraftstation samt antal perioder med 0-tappning har sammanställts i tabell 9:3 och figurerna 9:3 till 9: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 9:2. Figur 9:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 35

36 Figur 9:3. Hällforsens 0-tappningar år Figur 9:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 9:4. Hällforsens 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 36

37 Figur 9:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 9:5. Hällforsens 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 9:6 visas vattenhastigheterna i sektion 14 vid olika mintappningar i Hällforsens kraftstation. Figur 9:6. Medelvattenhastigheter vid Hällforsen för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 37

38 Följande kostnader för mintappningen MLQ = 41,9 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Hällforsens kraftstation har beräknats: Hällforsen, hb=7,8 m tappning (timmar) Energiförlust verkningsgradsförsämring 8 % (GWh/år) 0,448 0,229 0,042 Intäktsminskning p.g.a. verkningsradsförsämring (MKr/år) 0,143 0,073 0,013 Flyttad energi till låglasttid (GWh/år) 4,758 2,436 0,441 Intäktsminskning p.g.a. sämre korttidsreglering (MKr/år) 0,333 0,170 0,031 Total intäktsminskning (MKr/år) 0,476 0,244 0,044 Tabell 9:3. Kostnader för mintappning med MLQ 10 TUGGEN 10.1 Allmän beskrivning Figur 10:1. Situationsplan Tuggens kraftstation. Tuggens intagsmagasin Tannselet ligger på nivån 204 möh. Vattnet leds genom Tuggens kraftstation och en ca 10 km lång utloppskanal som mynnar i Övre Bjurfors magasin på nivån 176,5 möh. Det finns ingen torrsträcka Det råder år 2014 inga mintappningskrav vid Tuggens kraftstation. Max turbintappning : 480 m 3 /s Lägsta turbintappning : 55 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 39,6 m 3 /s Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 38

39 Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i sektion 16 med arean ca 820 m 2. Tappning (m 3 /s) Vattenhastighet (m/s) 0,0 0,000 39,6 0, ,585 Tabell 10:1. Vattenhastigheter i sektion Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 10:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 10:2. Varaktigheter av Tuggens totaltappningar 2003, 2010 och tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Tuggens kraftstation samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 10:3 och figurerna 10:3 till 10: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 10:2. Figur 10:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 39

40 Figur 10:3. Tuggens 0-tappningar år Figur 10:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 10:4. Tuggens 0-tappningar år Figur 10:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 40

41 Figur 10:5. Tuggens 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 10:6 visas vattenhastigheterna i sektion 16 vid olika mintappningar i Tuggens kraftstation. Även energiförlustens värde har beräknats för kraftvärdet 0,32 SEK/kWh. Figur 10:6. Medelvattenhastigheter och kostnader vid Tuggens för olika mintappningar. Följande kostnader för mintappningen MLQ = 39,6 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Tuggens kraftstation har beräknats: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 41

42 Tuggen, hb=27,5 m tappning (timmar) Energiförlust (GWh/år) 22,17 12,91 5,20 Kostnad energiförlust (MKr/år) 7,09 4,13 1,67 Tabell 10:3. Kostnader för mintappning med MLQ 11 BJURFORS ÖVRE 11.1 Allmän beskrivning Figur 11:1. Situationsplan Bjurfors Övre kraftstation. Bjurfors Övres intagsmagasin ligger på nivån 176,5 möh. Vattnet leds genom kraftstationen och därifrån direkt ut i Umeälven på nivån ca 165,0 möh. Det finns ingen torrsträcka nedströms Bjurfors Övre. Det råder år 2014 inga mintappningskrav vid Bjurfors Övre kraftstation. Max turbintappning : 450 m 3 /s Lägsta turbintappning : 40 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 44,1 m 3 /s Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 42

43 Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i två sektioner där följande vattenhastigheter har beräknats: Tappning (m 3 /s) Tabell 11:1. Vattenhastighet (m/s) Sektion 17 (320 m 2 ) Sektion 18 (2700 m 2 ) 0,0 0,000 0,000 44,1 0,138 0, ,40 0, Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 11:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 11:2. Varaktigheter av Bjurfors Övres totaltappningar 2003, 2010 och tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Bjurfors Övre samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 11:3 och figurerna 11:3 till 11: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 11:2. Figur 11:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 43

44 Figur 11:3. Bjurfors Övres 0-tappningar år Figur 11:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 11:4. Bjurfors Övres 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 44

45 Figur 11:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 11:5. Bjurfors Övres 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 11:6 visas vattenhastigheterna i sektionerna 9 och 10 vid olika mintappningar i Bjurfors Övre. Figur 11:6. Medelvattenhastigheter vid Bjurfors Övre för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 45

46 Lägsta turbintappning 40 m 3 /s är lägre än MLQ=44,1 m 3 /s. MLQ behöver således inte spillas bort. Följande kostnader för mintappningen MLQ = 44,1 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Bjurfors Övre har beräknats: Övre Bjurfors, hb=11,5 m tappning (timmar) Energiförlust verkningsgradsförsämring 8 % (GWh/år) 0,660 0,377 0,051 Intäktsminskning p.g.a. verkningsradsförsämring (MKr/år) 0,211 0,121 0,017 Flyttad energi till låglasttid (GWh/år) 7,016 4,009 0,550 Intäktsminskning p.g.a. sämre korttidsreglering (MKr/år) 0,491 0,281 0,038 Total intäktsminskning (MKr/år) 0,702 0,401 0,055 Tabell 11:3. Kostnader för mintappning med MLQ 12 BJURFORS NEDRE 12.1 Allmän beskrivning Figur 12:1. Situationsplan Bjurfors Nedre kraftstation. Bjurfors Nedres intagsmagasin ligger på nivån 165,0 möh. Vattnet leds genom kraftstationen och därifrån direkt ut i Umeälven på nivån ca 145,0 möh. Det finns ingen torrsträcka nedströms Bjurfors Nedre. Det råder år 2014 inga mintappningskrav vid Bjurfors Nedre kraftstation. Max turbintappning : 450 m 3 /s Lägsta turbintappning : 40 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 44,2 m 3 /s Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 46

47 Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i två sektioner där följande vattenhastigheter har beräknats: Tappning (m 3 /s) Tabell 12:1. Vattenhastighet (m/s) Sektion 19 (160 m 2 ) Sektion 20 (720 m 2 ) 0,0 0,000 0,000 44,2 0,28 0, ,81 0, Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 12:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 12:2. Varaktigheter av Bjurfors Nedres totaltappningar 2003, 2010 och tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Bjurfors Nedre samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 12:3 och figurerna 12:3 till 12: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 12:2. Figur 12:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 47

48 Figur 12:3. Bjurfors Nedre 0-tappningar år Figur 12:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 12:4. Bjurfors Nedre 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 48

49 Figur 12:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 12:5. Bjurfors Nedre 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 12:6 visas vattenhastigheterna i sektionerna 19 och 20 vid olika mintappningar i Bjurfors Nedre. Figur 12:6. Medelvattenhastigheter och kostnader vid Bjurfors Nedre för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 49

50 Lägsta turbintappning 40 m 3 /s är lägre än MLQ=44,2 m 3 /s. MLQ behöver således inte spillas bort. Följande kostnader för mintappningen MLQ = 44,2 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Bjurfors Nedre har beräknats: Bjurfors Nedre, hb=20,0 m tappning (timmar) Energiförlust verkningsgradsförsämring 8 % (GWh/år) 1,209 0,719 0,254 Intäktsminskning p.g.a. verkningsradsförsämring (MKr/år) 0,387 0,230 0,081 Flyttad energi till låglasttid (GWh/år) 12,848 7,637 2,698 Intäktsminskning p.g.a. sämre korttidsreglering (MKr/år) 0,899 0,535 0,189 Total intäktsminskning (MKr/år) 1,286 0,765 0,270 Tabell 12:3. Kostnader för mintappning med MLQ 13 HARRSELE 13.1 Allmän beskrivning Figur 13:1. Situationsplan Harrsele kraftstation. Harrseles intagsmagasin ligger på nivån 145,0 möh. Vattnet leds genom kraftstationen och därifrån direkt ut i Umeälven på nivån ca 90,5 möh. Det finns ingen torrsträcka nedströms Harrsele. Det finns vid nuvarande förhållanden år 2014 inga mintappningskrav vid kraftstationen. Max turbintappning : 450 m 3 /s Lägsta turbintappning : 40 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 45,3 m 3 /s Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 50

51 Vattenhastigheternas variationer med mintappningen har studerats i två sektioner där följande vattenhastigheter har beräknats: Tappning (m 3 /s) Vattenhastighet (m/s) Tabell 13:1. Sektion 21 (530 m 2 ) Sektion 22 (1260 m 2 ) 0,0 0,000 0,000 45,3 0,085 0, ,849 0, Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 13:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill) 2003, ch 2012: Figur 13:2. Varaktigheter av Harrseles totaltappningar 2003, 2010 och tappningsperiodernas fördelning 2003, 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Harrseles kraftstation samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 13:3 och figurerna 13:3 till 13: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 13:2. Figur 13:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar torråret 2003: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 51

52 Figur 13:3. Harrseles 0-tappningar år Figur 13:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Figur 13:4. Harrseles 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 52

53 Figur 13:5 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 13:5. Harrseles 0-tappningar år Vattenhastigheter och kostnader I Figur 13:6 visas vattenhastigheterna i sektionerna 21 och 22 vid olika mintappningar i Harrsele kraftstation. Figur 13:6. Medelvattenhastigheter vid Harrsele för olika mintappningar. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 53

54 Lägsta turbintappning 40 m 3 /s är lägre än MLQ=45,3 m 3 /s. MLQ behöver således inte spillas bort. Följande kostnader för mintappningen MLQ = 45,3 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Harrsele har beräknats: Harrsele, hb=54,5 m tappning (timmar) Energiförlust verkningsgradsförsämring 16 % (GWh/år) 8,908 6,486 1,604 Intäktsminskning p.g.a. verkningsradsförsämring (MKr/år) 2,850 2,076 0,514 Flyttad energi till låglasttid (GWh/år) 47,328 34,462 8,523 Intäktsminskning p.g.a. sämre korttidsreglering (MKr/år) 3,312 2,412 0,596 Total intäktsminskning (MKr/år) 6,162 4,488 1,110 Tabell 13:3. Kostnader för mintappning med MLQ 14 PENGFORS 14.1 Allmän beskrivning Figur 14:1. Situationsplan Pengfors kraftstation. Pengfors intagsmagasin ligger på nivån 90,5 möh. Vattnet leds genom kraftstationen och därifrån direkt ut i Umeälven på nivån ca 75,0 möh. Det finns ingen torrsträcka nedströms Pengfors. Vid nuvarande förhållanden år 2014 finns inga mintappningskrav vid Pengfors. Max turbintappning : 450 m 3 /s Lägsta turbintappning : 30 m 3 /s ( Vid lägre tappningskrav spills vattnet ) MLQ : 42,3 m 3 /s Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 54

55 Följande vattenhastigheter har beräknats med tvärsektionsarean 215 m 2 : Tabell 14:1. Tappning (m 3 /s) Vattenhastighet (m/s) 0,0 0,00 42,3 0, ,09 För Pengfors kraftstation visas inte varaktigheter av tappningar samt 0- tappningsperiodernas längder för år 2003 eftersom Vattenfall inte ägde stationen då. Erforderliga flödesuppgifter saknas därför för detta år Sammanställning 0-tappningar och kostnader Varaktigheter I Figur 14:2 visas varaktigheter av totaltappningar (turbin+spill), 2010 och 2012: Figur 14:2. Varaktigheter av Pengfors totaltappningar 2010 och tappningsperiodernas fördelning 2010 och 2012 Totalt antal timmar med 0-tappning i Pengfors kraftstation samt antal perioder med 0- tappning har sammanställts i tabell 14:3 och figurerna 14:3 och 14: Timmar med 0-tappning (st) Antal perioder (st) Längsta period (tim) Tabell 14:2. Figur 14:3 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar år medelåret 2010: Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 55

56 Figur 14:3. Pengfors 0-tappningar år Figur 14:4 visar 0-tappningarnas månadsvisa fördelningar våtåret 2012: Figur 14:4. Pengfors 0-tappningar år Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 56

57 Vattenhastigheter och kostnader I Figur 14:5 visas vattenhastigheterna i sektion 23 vid olika mintappningar i Pengfors kraftstation. Figur 14:5. Medelvattenhastigheter vid Pengfors för olika mintappningar. Lägsta turbintappning 30 m 3 /s är lägre än MLQ=42,3 m 3 /s. MLQ behöver således inte spillas bort. Följande kostnader för mintappningen MLQ = 42,3 m 3 /s under de timmar då det råder 0-tappning genom Harrsele har beräknats: Pengfors, hb=15,5 m tappning (timmar) Energiförlust verkningsgradsförsämring 8 % (GWh/år) 0,831 0,114 Intäktsminskning p.g.a. verkningsradsförsämring (MKr/år) 0,266 0,037 Flyttad energi till låglasttid (GWh/år) 8,835 1,214 Intäktsminskning p.g.a. sämre korttidsreglering (MKr/år) 0,618 0,085 Total intäktsminskning (MKr/år) 0,885 0,122 Tabell 14:3. Kostnader för mintappning med MLQ Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 57

58 15 STORNORRFORS 15.1 Allmän beskrivning Figur 15:1. Situationsplan Stornorrfors kraftstation. Stornorrfors intagsmagasin ligger på nivån 75 möh. Vattnet leds från intagsmagasinet genom en ca 2 km lång intagskanal till kraftstationen och därifrån genom en ca 4 km lång utloppstunnel ut i Umeälven på havsytans nivå. Bruttofallhöjden är 75 m. Vid sidan av kraftverket finns en ca 8 km lång torrfåra som utgörs av Umeälvens ursprungliga fåra. Följande mintappningar tappas i torrfåran: 20/5 15/6: 10,0 m 3 /s 16/6 31/8: 19,6 m 3 /s 1/9 30/9: 15,0 m 3 /s vardagar (måndag 07:00 till lördag 17:00) 1/9 30/9: 19,6 m 3 /s helger (lördag 17:00 till måndag 07:00) Max turbintappning : 1045 m 3 /s Lägsta turbintappning : 80 m 3 /s MLQ : 72,3 m 3 /s I tabell 15:2 visas beräknade vattenhastigheter i sektion 24 med arean 810 m 2 vid olika flöden genom torrfåran samtidigt som det råder 0-tappning i kraftstationen : Tappning (m 3 /s) Vattenhastighet (m/s) 0,0 0,00 72,3 0, ,29 Tabell 15:1. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 58

59 15.2 Sammanställning 0-tappningar och kostnader I Figur 15:2 visas varaktigheter av turbintappningar 2003, 2010 och 2012: Figur 15:2. Varaktigheter av Stornorrfors turbintappningar 2003, 2010 och Åren 2003, 2010 och 2012 förekom det inga 0-tappningar vid Stornorrfors kraftstation. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 59

60 16 SAMMANSTÄLLNING Följande energiförluster och kostnader av mintappningar och försämrade regleringar har beräknats med kraftvärdet 0,32 kr/kwh, differensen 0,07 kr/kwh mellan hög- och låglasttimmar samt verkningsgradsförlusten 8 % i alla stationer utom Harrsele där verkningsgradsförlusten uppskattats till 16 %: Kraftstation Energiförlust (GWh/år) Hög till låglast (GWh/år) Kostnad (MKr/år) Umluspen 17,51 13,19 8,49 0,00 0,00 0,00 5,60 4,22 2,72 Stensele 11,34 8,31 3,94 0,00 0,00 0,00 3,62 2,66 1,26 Grundfors 10,56 12,24 5,47 0,00 0,00 0,00 3,38 3,92 1,75 Rusfors 8,92 4,82 1,14 0,00 0,00 0,00 2,85 1,54 0,37 Bålforsen 2,067 1,115 0,231 21,97 11,85 2,46 2,200 1,186 0,246 Betsele 0,548 0,284 0,051 5,82 3,01 0,54 0,583 0,302 0,054 Hällforsen 0,448 0,229 0,042 4,76 2,44 0,441 0,476 0,244 0,044 Tuggen 22,17 12,91 5,20 0,00 0,00 0,00 7,09 4,13 1,67 Bjurfors Övre 0,660 0,377 0,051 7,02 4,01 0,55 0,702 0,401 0,055 Bjurfors Nedre 1,209 0,719 0,254 12,85 7,64 2,70 1,286 0,765 0,270 Harrsele 8,908 6,486 1,604 47,33 34,46 8,52 6,162 4,488 1,110 Pengfors 0,00 0,831 0,114 0,00 8,84 1,21 0,00 0,885 0,122 Stornorrfors 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 Totalt 84,34 61,51 26,59 99,75 72,25 16,42 33,95 24,74 9,67 Tabell 16:1. Sammanställning Som tidigare nämnts medför tappnngen av MLQ en viss inverkan på säsongsregleringen men enligt pkt 1 bedöms denna som liten. 17 HASTIGHETSFÖRDELNING I EN ÄLVSEKTION Vid utvärderingen av vattenhastighetens betydelse för bottenfauna och levande djur måste hänsyn tas till hastighetsfördelningen i den studerade sektionen. Vattenhastigheten närmast botten är betydligt lägre än medelhastigheten vilket framgår av nedanstående figur som visar isoveler med samma vattenhastighet. Figur 16:1. Hastighetsfördelning i kanalsektion. Bilden är hämtad från Peter Larsens och Krister Cederwalls bok Hydraulik för Väg- och Vattenbyggare. Umeälven, Kostnad för mintappningar av MLQ under 0-tappningsperioder, Sid 60