Figur 1. Dalälven med dess tre huvudgrenar Västerdalälven, Österdalälven och Oreälven samt några framträdande biflöden.

Transkript

1 Dalälven Österdalälven, Västerdalälven och Oreälven 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/n Figur 1. Dalälven med dess tre huvudgrenar Västerdalälven, Österdalälven och Oreälven samt några framträdande biflöden. Dalälven avvattnar ett område som sträcker sig totalt ca 540km, från Dalarnas fjällkedja vid norsksvenska gränsen till mynningen i Bottenhavet vid Skutskär, några mil söder om Gävle. Dalälven är det fjärde största vattensystemet i Sverige, med ungefär sjöar större än 1 hektar (100x100 meter). Siljan är systemets till ytan största sjö. Övriga stora sjöar och viktiga reglermagasin är Trängsletsjön, Vässinjärvi, Horrmunden, Venjansjön, Amungen, samt Runn och fjärdarna i Nedre Dalälven. Dalälven förgrenas uppströms Borlänge i Väster och Österdalälven. Oreälven som rinner ut i Orsasjön- Siljan är tillsammans med Svärdsjövattendraget (utmynnande i Runn) två större tillflöden till Dalälven. Medelvattenföringen vid utloppet till havet, vid Älvkarleby är ungefär 350 m3/sekund. Av Dalälvens vatten omfattas ca 700 km2 av riksintresseklassningen. I älven finns 131 kraftverk, varav 47 i huvudflödet. 24 av dessa räknas som klass 1 kraftverk i Energi myndighetens rapport ER2016:11. Förutom ett tiotal kraftverk i den oreglerade Västerdalälven är huvuddelen, övriga kraftverk små och ligger i mindre biflöden. Den normala årsmedelproduktionen för hela Dalälven är GWh. Samtliga kraftverk är anslutna i el-område SE3. Vattendragets längd [km] 420 (900**) Avrinningsområdets yta [km2] Installerad effekt (totalt i älven) [MW] Årsmedelproduktion [GWh] Medelvattenföring (vid mynningen) [m3/s] 370 Total kapacitet årsmagasin [Mm3] Regleringsgrad (vid mynningen) [%] * 24 * Den andel av medelårstillrinningen som kan lagras i älvens magasin, beräknad för åren ** Total längd inklusive biflöden 1

2 Diagrammet nedan visar rekonstruerad vattenföring och uppmätt reglerad vattenföring vid havsmynningen i Skutskär. Vattendomar och det faktum att Västerdalälven är oreglerad begränsar möjligheten till ytterligare reglering. Görs motsvarande jämförelse med flödet i Gråda syns skillnaden i reglergrad när inte Västerdalälvens vatten är medräknat. Figur 2. Rekonstruerad vattenföring från SMHIs VattenWeb jämfört med uppmätt reglerad vattenföring Figur 3. Rekonstruerad vattenföring från SMHIs VattenWeb jämfört med uppmätt reglerad vattenföring Reglerbidraget från vattenförekomsten Dalälvens ackumulerade reglerförmåga enligt Energimyndighetens (rapport ER2016:11) uppgår till: 1 dygn: 5,36* 28 dygn: 5,00* 1 år: 4,35* 2

3 *Summan av kraftverkens högsta %-värde i mätserien Förutsättningar för flexibel elproduktion Vid kraftproduktionsplanering hanteras Dalälvens tre grenar; Västerdalälven och Österdalälven och Oreälven i viss utsträckning som tre separata älvar men samverkar i den utsträckning att de här inte beskrivs separat. Reglermagasinen Västerdalälvens huvudfåra har inga reglerbara magasin. De magasin som finns i biflödena är, med ett par undantag förhållandevis små. Regleringen av Dalälven utgår från de två största magasinen, Trängslet (Österdalälven) och Siljan (Oreälven och) Österdalälven. Säsongsreglering sker förutom i Trängslet och Siljan också i älvens biflöden och med hjälp av vissa mellanmagasin i huvudflödet. Vecko- och dygnsreglering sker i reglerkraftverk, oftast placerade långt upp i systemet. Reglering sker även längre ner i älvens huvudfåra där mellanmagasin finns samt i biflöden där korttidsreglering är tillåten. Eftersom många av Dalälvens kraftverk ligger i serie med varandra och saknar mellanmagasin med lagringskapacitet får ofta det översta kraftverket en masterfunktion och de övriga, nedströms följer dess reglering som slave. Med en god kontroll av hur mycket vatten som kommer från Västerdalälven kan tappningen från Siljan anpassas till kapaciteten på kraftverken i Borlänge och vidare nedströms i älven. För att optimera produktionen i kraftverken nedströms Siljan och till havet krävs noggranna prognoser av Västerdalälvens vattenflöde. Vid höga flöden i Västerdalälven planeras ofta låg tappning från Österdalälven för att minimera spillförluster vid kraftverken nedströms Gråda (Siljan). Ibland planeras även en begränsning av flödet i älv-grenar och mindre biflöden som Vanån, Oreälv och Svärdsjövattendragen. Siljan är i systemet en mycket viktig "buffert", både för att öka lagringen av energi och för att generera - utifrån flödessituation och elbehov under hela året. Siljan är ett "nyckelmagasin" som styr tappningen och hur hela Dalälven regleras. Hela Dalälven består av en blandning strömpartier, lugna sel och sjösystem vilket påverkar flexibiliteten och snabbheten på regleringar. Vid korttidsoptimering delas vattnet in i olika planeringsområden och olika startpunkter (Ex. Trängslet-Siljan, Vässinkoski-Siljan, Siljan-Avesta osv.). Under planeringen är gångtider på vatten mellan kraftverk och dammar något ges stor hänsyn. Mindre mellanmagasin nyttjas aktivt till att korta ner den tid det tar för vattnet att färdas från ett kraftverk till ett annat. Detta för att uppnå önskad effektökning innan vattnet nått fram till nästa, nedströms liggande anläggning. Vid vissa kraftverk utan eget, reglerbart magasin måste vatten från ovanliggande anläggning inväntas (i vissa fall upp mot 5 timmar) innan effektreglering är möjlig (det motsatta gäller vid effektnedgång). Även naturliga förträngningar i älven begränsar ibland möjligheten till snabba ändringar i flöde och effekt. Nedströms i dessa älvgrenar sker en viss naturlig dämpning i strömsträckor och sjöar, innan vattnet når nästa anläggning. Sjösystemen mellan kraftverken är väldigt viktiga. Vissa, stora sjöar (mellanmagasin) där korttidsreglering är tillåten kan användas för dygnsreglering och/eller att sätta en ny start för flexibel reglering. Andra, mindre sjöar kan i vissa fall användas för att korta ner gångtiden mellan två kraftverk. Det kan nämnas att rent tekniskt finns goda möjligheter att öka reglerförmågan i Dalälven. 3

4 Figur 4. Diagrammet visar snabbhet och tröghet i effektutvecklingen över tid. Mustrun alltså nödvändigt vatten att köra på - vid detta tillfälle är ca 270 MW Gällande vattendomar För Trängslet (Österdalälven), Horrmund (biflöde till Västerdalälven) och kraftverken i övre Oreälven är vattendomar generösa utifrån ett reglerperspektiv. Dessa reglerkraftverk tillåts regleras relativt fritt och med nolltappning. Övriga kraftverk som kan anses ligga i älvens huvudgrenar har i regel krav på minimitappning. Eftersom Västerdalälven är oreglerad och Gråda har en minimitappning på 25m3/s kommer Dalälven alltid att ha en grundproduktion på MW Sett till hela älvens effektreglering under optimala reglerförhållanden (ej höga tillrinningar och högflöden) har älven ett reglerspann från ca 200MW upp till ca 950MW. Inom detta reglerområde kan ca 400 MW effekt regleras relativt snabbt (inom tio minuter), medans hydrauliska och tillståndsmässiga förhållanden begränsar möjligheten till snabb reglering av övrig installerad produktion. För att uppnå full effekt kan det i vissa fall dröja ända upp till 2 till 7 dagar innan systemet är fullt uppreglerat. Ett ökat nyttjande av mellanmagasin är något som för Dalälven skulle vara tekniskt möjligt och verka positivt för flexibiliteten och reglerförmågan. Enda sättet att synligt öka produktionsvolymen är att bygga fler nya magasin eller göra befintliga magasin betydligt större än idag. Utbyggd effekt Utbyggnaden av vattenkraften i Dalälven har pågått i omgångar de senaste 100 åren, då magasin och kraftverk optimerats utifrån flödens storlek, sjöars volym och andra naturliga förutsättningar. Denna historiska exploatering av Dalälven har varit mycket effektiv och lämnar inte mycket över till att idag utveckla energimässigt. För att få ökad effekt och flexibilitet i Dalälven kan turbinflödet ökas, i samband med förnyelse och renovering av befintliga anläggningar. Detta kräver dock att gamla regleringstillstånd ses över. Hur påverkas riksintresset av förändrade förutsättningar Reglering och vattenkraftproduktion bygger på att vatten samlas i magasin för att sedan, över tid variera flödet ur magasin och älv-sträckor motsvarande effektbehovet. Åtgärder som minskar möjligheten till säsongslagring i älvens årsmagasin innebär mera spill vid högflödessituationer och 4

5 därmed minskad produktion sett på årsbasis totalt. Dessutom försämras möjligheten att leverera energi och effekt under de tider som elbehovet är som störst (företrädesvis vardagar, dagtid under vintern). Konsekvensen av minskad lagringskapacitet blir också att produktionen blir högst under vår och försommar när efterfrågan typiskt sett är mindre och ett produktionsöverskott då skulle motverka balansen i elsystemet. Överföringsbegränsningar i elnätet kan också påverka möjligheten att leverera systemtjänster i form av balans- och reglerkraft, frekvensstyrning mm till elnäten. Även korttidsregleringsmöjligheten försämras av minskade magasinsvolymer, då det finns risk för att vatten måste spillas ur fyllda magasin, vid olika högflödessituationer under året. All förändring av möjligheten att ta till vara på vatten för elproduktion kommer att påverka flexibilitet och produktionsvolym (mer eller mindre). Eventuella inskränkningar i korttidsreglering slår i första hand mot möjligheten att leverera energi och effekt i tider när efterfrågan och därmed belastningen på elsystemet är hög. I Dalälven kan eventuella krav på ökade minimitappningar eller ändrade regler för villkor rörande omfattningen i års- och korttidsregleringstillstånd komma att medföra stora negativa effekter på elproduktion och reglernytta. Många anläggningar i vattendraget är placerade i följd efter varandra, där då en eventuell förändrad förutsättning i ett kraftverk kommer att påverka eller begränsa möjligheten till optimal styrning av vattenflödet i flera kraftverk. Det vill säga att även en mindre förändring av förutsättningar i en anläggning, regleringsmagasin eller kraftstation ofta kan påverka förhållandet för hela vattendraget och därmed också förutsättningarna för en effektiv vattenkraftproduktion. Dessutom finns risk att de tider som finns tillgängliga för fullastproduktion i det sammanhållna systemet begränsas. Allt hänger ihop. I takt med renoveringar av anläggningar i Dalälven finns goda möjligheter till effektiviseringsåtgärder, främst i form av möjlighet 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. I samband med dessa åtgärder bör även en översyn av de gamla tillstånden/villkor för reglering och magasin göras. 5

6 Bilaga 1. Dalälvens reglering Exempel på Dalälvens totala reglering över året (2017) Bilaga 2. Uppgifter om magasin Årsmagasin Volym - Mm3 Volym GWh * Regleringsgrad % ** Horrmundsjön Öjesjön Venjansjön Snesen Flaten Trängslet Vässinjärvi Skattungen-Oresjön Siljan-Orsasjön Amungen Balungen Ljugaren Runn * 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

7 Bilaga 3. Schematisk bild 7

8 Bilaga 4. Kartbild med dammar och kraftverk 8