Ångermanälven. Beskrivning av vattendraget

Transkript

1 Ångermanälven Denna värdebeskrivning är en del av det underlagsdata som definierar Energimyndighetens förslag på riksintressen för Vattenkraft. Förutom värdebeskrivningen finns GIS-data som visar dels kraftverkens placering och det geografiska område som föreslås pekas ut som riksintresse. Beskrivning av vattendraget Ångermanälvens huvudfåra är 460 km lång och har ett avrinningsområde som är km 2, av dessa omfattas 1300 km 2 av riksintresseklassningen. Ångermanälven har två stora reglerade och utbyggda biflöden; Fjällsjöälven och Faxälven, som båda mynnar i Ångermanälvens nedre del. I avrinningsområdet finns 38 kraftverk som tillhör klass 1 i rapporten Vattenkraftens reglerbidrag och värde för elsystemet (ER2016:11). Årsmedelvattenföringen är vid Ångermanälvens lägst belägna kraftverk Sollefteå ca 500 m 3 /s och vid Fjällsjöälvens och Faxälvens utlopp 140 respektive 170 m 3 /s. Ångermanälven tillhör prisområde SE2 har en medelårsproduktion om 11,4 TWh vilket motsvarar runt 17 % av Sveriges totala vattenkraftproduktion.

2 m3/s Vattendragets längd [km] 460 Avrinningsområdets yta [km 2 ] Installerad effekt (totalt i älven) [MW] Årsmedelproduktion [GWh] Medelvattenföring (vid mynningen) [m 3 /s] 505 Total kapacitet årsmagasin [Mm 3 ] Regleringsgrad (vid mynningen) [%] * 38 * Den andel av medelårstillrinningen som kan lagras i älvens magasin, beräknad för åren I Ångermanälvens övre delar finns flera stora magasin för års-och korttidsreglering. Från Volgsjöfors till havet ligger kraftverken på rad i älvens huvudfåra. Kraftverkens dämning har här medfört att tidigare strömsträckor överdämts och magasin skapats för kraftverkens korttidsreglering. Biflödena Fjällsjöälven och Faxälven karakteriseras på samma vis av stora magasin för års-och korttidsreglering i älvens övre delar och kraftverk med korttidsmagasin i älvens nedre delar. En schematisk bild av älvens magasin och kraftverk visas i bilaga 1. I årsmagasinen lagras vattnet från vårflod för att nyttjas i älvens alla kraftverk under vinterperioden då den naturliga tillrinningen avtar och energi och effektbehovet generellt ökar. Jämfört med oreglerade förhållanden medför denna reglering en drastisk dämpning av vattenföringen i hela älven under vårflod. Därmed möjliggörs ökning av flöde och energiproduktion under vinterperioden (figur 1). Genom kraftverkens korttidsreglering anpassas sedan tappningarna för att under veckan och dygnet svara mot samhällets energi- och effektbehov. Veckomedelflöde vid Sollefteå kraftverk Uppmätt vattenföring Rekonstruerad naturlig vattenföring Vecka Figur 1. Årsregleringen ger en förändrad flödesprofil i hela älven, här illustrerad genom uppmätt vattenföring jämfört med rekonstruerad naturlig vattenföring vid Sollefteå kraftverk. Reglerbidraget från vattendraget Ångermanälvens bidrag till balansering av elsystemet givet som summan av relativa reglerbidraget* för kraftverk i klass 1 och 2 enligt rapporten ER2016:11: 1 dygn: 26,0 28 dygn: 18,8 1 år: 12,4 * För varje tidshorisont används maxvärdet som respektive kraftverket uppnått något av åren

3 Förutsättningar för flexibel elproduktion Vid kraftproduktionsplanering hanteras Ångermanälvens huvudfåra, Fjällsjöälven och Faxälven i stor utsträckning som tre separata älvar och beskrivs därför nedan separat. Ångermanälvsgrenen Reglermagasinen I Ångermanälvsgrenen finns fem årsregleringsmagasin (bilaga 2), varav två saknar kraftverk. Sammantaget lagras en vattenvolym som motsvarar ca GWh i elproduktion i alla nedströms liggande kraftverk. Denna magasinkapacitet ger en regleringsgrad 1 om 30 procent vid Lasele kraftverk innan Fjällsjöälvens inflöde i Ångermanälven. Samtliga kraftverk i älvens huvudfåra har korttidsmagasin som ger en ökad flexibilitet under dygnet. Korttidsmagasinen nyttjas till att öka eller minska produktionen utan att invänta ett ökat eller minskat flöde från uppströmsliggande kraftverk. Magasinet vid Hällby kraftverk nyttjas för dygns- och veckoreglering till förmån för samtliga nedströms liggande kraftverk. Gällande vattendomar I årsmagasin med kraftverk finns även tillstånd för korttidsreglering vilket skapar god möjlighet att under veckan och dygnet anpassa tappningarna från årsmagasinen efter elbehov. Tillstånd för korttidsreglering i Malgomaj är en förutsättning för korttidsreglering i övre delen av Ångermanälven. Utöver minimitappningar i några naturfåror medger dagens vattendomar nolltappningar i turbin vid alla kraftverk utom i Sollefteå vilket ger stor möjlighet att styra produktion mot efterfrågan. Alla kraftverk har rätt till momentan förändring mellan nolltappning och utbyggnadsvattenföring. Utbyggd effekt Sammanlagt finns en installerad effekt om drygt MW vilket ger en årsproduktion om ca GWh i ångermanälvsgrenen. Som framgår ovan medger vattendomarna i det närmaste full flexibilitet i körning mellan lägsta och högsta effekt. Figur 2. Effektreglering under ett år i Forsmo kraftverk. 1 Hur stor del av årsflödet som kan lagras

4 Tillgången till lämpligt placerade magasin inklusive respektive kraftverks tillstånd till korttidsreglering innebär att effekten kan variera från en lägsta effekt om ca 10 MW till en högsta effekt om ca MW inom loppet av cirka minuter. Motsvarande nedreglering kan ske inom samma tidsrymd. Anläggningarna kan därmed i mycket hög grad anpassas till att leverera effekt och energi vid de tidpunkter när samhällets behov är som störst. Anläggningarnas stora flexibilitet gör att kraftverken har mycket goda möjligheter att bidra med systemtjänster för balansering och reglering av elnätet, vilket bidrar till att trygga leveranssäkerheten i elnäten. Fjällsjöälvsgrenen Reglermagasinen I Fjällsjöälvsgrenen finns 14 magasin med tillstånd för årsavsänkning varav sex har en volym större än 150 Mm 3 (bilaga 2). Tre av magasinen saknar kraftverk. Några av de mindre årsmagasinen finns på sträckan mellan de större magasinen och älvens egentliga huvudfåra. Dessa magasin fungerar främst som korttidsmagasin och nyttjas till att under dygnet öka eller minska produktionen, utan att invänta ett ökat eller minskat flöde från uppströmsliggande kraftverk. Kraftverk utan årsmagasin har ett korttidsmagasin. Sammantaget kan i Fjällsjöälvsgrenen lagras en vattenvolym som motsvarar ca GWh i elproduktion i kraftverken ned till havet. Denna magasinkapacitet ger en regleringsgrad 2 om 50 procent vid Fjällsjöälvens utlopp i Ångermanälven. I Övre Fjällsjöälven finns ett flertal överledningar som flyttar vatten från Korpån, via Saxån till Sjoutälven och Tåsjön. Överledningarna passerar ett par årsregleringsmagasin och kraftverk och tack vare dessa överledningar skapas balansoch reglerkraftsmöjligheter vid års- och korttidsreglering liksom en ökad produktion i hela Fjällsjöälven. Den ökade produktionen som möjliggörs tack vare överledningarna motsvarar 340 GWh. Gällande vattendomar I årsmagasin med kraftverk finns även tillstånd för korttidsreglering vilket skapar god möjlighet att under veckan och dygnet anpassa tappningarna från årsmagasinen efter elbehov. I alla Fjällsjöälvens kraftverk finns rätt till momentan förändring mellan nolltappning och utbyggnadsvattenföring. I Fjällsjöälven finns ett flertal tillstånd för överledning av vatten mellan olika älvgrenar (se ovan). Utbyggd effekt Sammanlagt finns i fjällsjöälvsgrenen en installerad effekt om ca 550 MW och en årsproduktion om ca GWh. Effekten kan variera från 0 MW till 535 MW inom 15 minuter och till högsta effekt om ca 550 MW inom loppet av ytterligare tio minuter och nedreglering kan ske inom samma tidsrymd. Anläggningarna kan därmed i mycket hög grad anpassas till att leverera effekt och energi vid de tidpunkter när samhällets behov är som störst. Vidare så medger anläggningarnas stora flexibilitet att kraftverken har mycket goda möjligheter att bidra med systemtjänster för balansering och reglering av elnätet vilket bidrar till att trygga leveranssäkerheten i elnäten. Diagrammet nedan visar effektreglering i Kilforsens kraftverk i nedre delen av Fjällsjöälven innan inflödet i Ångermanälvens huvudfåra. 2 Hur stor del av årsflödet som kan lagras

5 Figur 4. Effektreglering under ett år i Kilforsens kraftverk. Faxälvsgrenen Reglermagasinen I Faxälvsgrenens avrinningsområde finns åtta årsregleringsmagasin som omfattas av riksintresseklassningen varav sex har en volym större än 150 Mm 3 (bilaga 2). Utöver det finns i avrinningsområdet ytterligare ett stort magasin (Limingen) i Norge. Med Limingen inräknat kan en vattenvolym lagras som sammantaget motsvarar ca GWh i elproduktion i kraftverken ned till havet. Den totala magsinkapaciteten ger en regleringsgrad om 46% vid Faxälvens utlopp vid Hjälta. I Faxälvens huvudfåra nedströms Ströms Vattudal har de flesta kraftverken ett korttidsmagasin som under dygnet nyttjas till att öka eller minska produktionen utan att invänta ett ökat eller minskat flöde från uppströmsliggande kraftverk. Gällande vattendomar I magasinen i avrinningsområdets översta del finns tillstånd för korttidsreglering som sedan återregleras i Kvarnbergvattnet till en årsreglerad tappning genom Gäddede och Bågede kraftstationer. I Ströms Vattudal finns tillstånd för korttidsreglering till förmån för Faxälvens huvudfåra. För kraftstationerna ovan Kvarnbergsvattnet finns utöver minimitappning till naturfåror under vissa perioder tillstånd till nolltappning genom turbin och momentan förändring mellan nolltappning och utbyggnadsvattenföring. Från Ströms Vattudal och nedåt finns tillstånd till nolltappning i alla anläggningar förutom i Edsele. Kraftverken har rätt att momentant öka produktionen från minsta till högsta effekt. I trakten av Stamsele så överleds merparten av Vängelälvens vatten till Faxälvens huvudfåra vilket dels bidrar till en ökad energiproduktion och dels till en ökad effekt och därmed också ökade möjligheter till leverans av systemtjänster. Den ökade produktionen som möjliggörs tack vare Vängelöverledningen motsvarar 145 GWh. Utbyggd effekt Sammanlagt finns i faxälvsgrenen en installerad effekt om drygt 700 MW och en årsproduktion om ca GWh. Som framgår ovan medger vattendomarna i det närmaste en full flexibilitet i körning mellan lägsta och högsta effekt. Tillgången till lämpligt placerade magasin inklusive respektive

6 kraftverks tillstånd till korttidsreglering innebär att effekten kan variera från ca 25 MW till ca 650 MW inom loppet av cirka 15 minuter och nedreglering kan ske inom samma tidsrymd. Anläggningarna kan därmed i mycket hög grad anpassas till att leverera effekt och energi vid de tidpunkter när samhällets behov är som störst. Vidare så medger anläggningarnas stora flexibilitet att kraftverken har mycket goda möjligheter att bidra med systemtjänster för balansering och reglering av elnätet vilket bidrar till att trygga leveranssäkerheten i elnäten. I figur 5 visas effektregleringen i Faxälvens övre del under ett år. För kraftverk i nära anslutning till älvens årsmagasin är perioder med ingen eller lågtappning betydligt längre än i älvens nedre del där en mindre andel av tillrinnande vatten lagras i magasin (jmf figur 3 och 4). Figur 5. Effektreglering under ett år i Linnvasselvs, Blåsjöns och Junsterforsens kraftverk uppströms magasinet Kvarnbergsvattnet. Korttidsregleringen i dessa kraftverk återregleras i Kvarnbergsvattnet. Hur påverkas riksintresset av förändrade förutsättningar Sammantaget svarar Ångermanälvens tre grenar för en årsproduktion om ca GWh och en installerad effekt om ca MW. Älven är därmed Sveriges näst största kraftproducerande älv. Åtgärder som minskar möjligheten till säsongslagring i älvens årsmagasin skulle innebära ökat spill vid högflödessituationer och därmed minskad produktion sett på årsbasis. Möjligheten att leverera energi och effekt under de tider som samhällets efterfrågan är som störst försämras också. Konsekvensen skulle då bli ökad produktion på vår och försommar när behovet av energiproduktion typiskt sett är lägre. Som en naturlig följd av detta påverkas också möjligheterna att leverera önskade systemtjänster i form av balansoch reglerkraft och frekvensstyrning till elnäten. Även korttidsregleringsmöjligheterna i nedströms liggande kraftverk försämras av minskade magasinsvolymer då det finns risk för att vatten måste spillas vid högflödessituationer som snösmältning och höstregn. Detta innebär dessutom en minskad energiproduktion totalt sett över året. Utökade miljökrav, i form av införda och/eller ökade minspillkrav skulle påverka hela Ångermanälvens värde för energisystemet i negativ riktning. Inskränkningar i korttidsregleringarna slår i första hand mot möjligheten att leverera energi, effekt och systemtjänster i tider när efterfrågan och därmed belastningen på elsystemet är hög. Utbyggnad av intermittent kraft riskerar att påverkas negativt då minskade korttidsmöjligheter innebär volatila elpriser.

7 De överledningar som finns i Övre Fjällsjöälven och Vängelöverledningen vid Faxälven är viktiga för Ångermanälvens totala produktion av dels energi och dels systemtjänster i form av bland annat balansoch reglerkraft. Utökade miljökrav vid dessa överledningars dammanläggningar, i form av införda och/eller ökade minimispillkrav kommer påverka Ångermanälvens värde för energisystemet i negativ riktning. I takt med renoveringar av anläggningarna finns goda möjligheter till effektiviseringsåtgärder främst i form av möjligheter till ökad effekt men även en viss, om än mindre, ökning av energiproduktionen. Dessa åtgärder som utförs i befintliga anläggningar innebär ingen eller en marginell fysisk påverkan och är därmed relativt enkla att utföra samtidigt som renoveringsåtgärder utförs.

8 Bilaga 1 Schematisk bild

9 Bilaga 2. Uppgifter om magasin Årsmagasin Volym - Mm 3 Volym GWh* Regleringsgrad % ** Ångermanälven Ransaren Kultsjön Malgomaj Vojmsjön Volgsjön Fjällsjöälven Borgasjön Dabbsjön Stora Raijan Storsjouten Nåsjön Bergvattnet Tåsjön Flåsjön Ormsjön Rörströmssjön Hotingsjön Bodumsjön Fjällsjön Vängelsjön Faxälven Semmingssjön Blåsjön Jormsjön-Kycklingvattnet Limingen (Norge) Kvarnbergsvattnet Hetögeln-Fågelsjön Ströms Vattudal Graningesjön Lafssjön * Vattenvolym uttryckt i den elenergi som produceras på denna i alla nedströms liggande kraftverk ** Den andel av medelårstillrinningen som kan lagras i magasin uppströms given punkt. Beräknad för åren