UMEÅ UNIVERSITET 2007-10-29 Institutionen för tillämpad fysik och elektronik Vindkraftpark Åliden Projekt inom kursen Vindkraft Guld AB och AC-Vind AB Anders Strömberg ET03 Emma Renström ET03 Handledare: Lars Bäckström Fredrik Lundmark
Sammanfattning I Lycksele kommuns översiktsplan uttrycks en positiv inställning till nyetablering av vindkraftanläggningar inom kommunen. Gruvbolaget Guld AB har för avsikt att placera 10 stycken vindkraftverk, vardera på 3 MW, på berget Åliden inom sitt gruvområde i Fäboliden i Lycksele kommun ca 40 km från Lycksele tätort. Dessa vindkraftverk kommer att ha maximal effekt på 30 MW och årliga elproduktionen ca 50 GWh. Detta ger en vinst kring 5,3 MSEK/år och verken beräknas ha payoff-tid på 8,7 år. Ett förslag på nya områdesbestämmelser för berget Åliden är nu under utredning. Förslaget innefattar att avsätta Åliden till vindkraftsområde och beslut i ärendet tas 07-12-07. Vindkraftsparkens placering verkar inte konkurrera med allmänna intressen eller riksintressen. 1
Innehållsförteckning Sammanfattning...1 Innehållsförteckning...2 1. Inledning...3 2. Lokalisering...4 2.1 Platsen...4 2.2 Vindresurser...4 2.3 Infrastruktur...4 2.4 Nätanslutning...4 3. Miljöpåverkan...5 3.1 Allmänt...5 3.2 Ljud...5 3.3 Skuggor...5 3.4 Växt- och djurliv...5 3.5 Riksintressen...6 4. Nollalternativet...6 4.1 Miljömässigt utfall...6 4.2 Socialt/politiskt...7 4.3 Närmiljö...7 4.4 Ekonomi...7 4.5 Sammanfattning...7 5. Alternativ placering...7 6. Tekniska data...8 7. Administrativ handläggning...8 7.1 Uppdragsgivare...8 7.2 Handläggning...8 7.3 Tillstånd...8 8. Ekonomisk kalkyl...8 8.1 Investeringskostnad...8 8.1.1 Verk...8 8.1.2 Fundament...8 8.1.3 Väg...9 8.1.4 Elanslutning till nät...9 8.1.5 Markkostnad...9 8.1.6 Projektering...9 8.1.7 Totalt...9 8.2 Drift- och underhållskostnad...10 8.3 Produktionskalkyl...10 8.4 Lönsamhet...10 Källor...11 Bilaga 1. Förslag till områdesbestämmelser Fäboliden...12 Bilaga 2. Beräknad elproduktion, Windpro...13 Bilaga 3. Skugganalys, Windpro...14 Bilaga 4. Vinddataanalys, Windpro...15 Bilaga 5. Bullerberäkningar, Windpro...16 Bilaga 6. Tillkommande vägar...18 Bilaga 7. Tekniska data...19 2
1. Inledning 1 maj 2003 infördes elcertifikatsystemet i Sverige för att stimulera till ökad elproduktion från förnyelsebara energikällor. Förhoppningen var att den årliga förnyelsebara elproduktionen skulle öka med 17 TWh fram till 2016 utgående från 2002 års produktionssiffror. Förnyelsebara energikällor är energi utvunnen från vind, vatten, sol, biobränslen eller andra icke ändliga resurser. Den största vinsten med att använda dessa energikällor är att minska användningen av fossila bränslen och därigenom också minska växthuseffekten. Den stora fördelen med vindkraft är att bränslet är gratis samt att den inte ger upphov till några miljöfarliga utsläpp i form av koloxider, svaveloxider eller andra skadliga partiklar. När sedan vindkraftverket tagits ur bruk och demontering gjorts, så är den kvarvarande påverkan på närmiljön minimal. 3
2. Lokalisering Platsen för placering av vindparken är Åliden ca 40 km väster om Lycksele i Lycksele kommun. Vindparken är tänkt att placeras på berget Åliden som ligger mellan 425 och 500 möh. 2.1 Platsen Lycksele Kommun ställer sig i sin översiktsplan positiva till vindkraftsetablering i kommunen [8]. 7 dec 2007 kommer ett beslut om områdesbestämmelser för berget Åliden. Det förslag på områdesbestämmelser som eventuellt skall antas inbegriper berget Åliden och dess lämplighet som vindkraftsområde(se bilaga 1). Antas förslaget så får man anta att det blir lättare att få ett bygglov vid en etablering eftersom ett visst samråd då redan ägt rum. 2.2 Vindresurser Enligt de vindprofiler och vindberäkningar som ligger till grund för analysen visar att medelvinden är 6,1 m/s och den mesta vinden var väst-nordvästlig och nordvästlig vind. Beräkningarna grundas dock på vinddata från mätstationen i Gunnarn, vilket innebär att viss avvikelse från det verkliga förhållandet i Åliden kan förekomma. Förutsättningen för god vind är förmodligen bättre på Åliden än flygplatsen i Gunnarn eftersom att Åliden är ett berg, vilket innebär att samtliga beräkningar blir något av en underskattning av verkligheten. Resultat av vindprofiler kan ses i bilaga 4. Mer noggrann undersökning på plats krävs dock innan den slutliga placeringen av varje vindkraftverk är optimal. 2.3 Infrastruktur Riksväg 360 passerar i direkt anslutning till området där etableringen är tänkt. Närmaste flygplats är Lycksele och Gunnarn som båda ligger ca 4 mil därifrån. Järnväg löper längs med E12 och närmaste tågstation finns i Lycksele ca 4 mil. Väg finns fram till platsen, men består endast av grusväg. Detta innebär att förstärkning kommer att behövas för att klara belastningen vid transport för av delar inför montering av kraftverken. Nya vägar kommer att behöva byggas som ansluter till befintlig väg. 2.4 Nätanslutning I storleksordningen 4,5 km elkabel behövs dras och grävas ner för att nå högspänningsledning till befintlig transformatorstation (40kV/10kV) på gruvans område. De föreslagna vindkraftverken har en inbyggd transformator. Önskad spänningsnivå ut från vindkraftverken bestäms vid beställningen. 4
3. Miljöpåverkan 3.1 Allmänt Vindkraft är en förnyelsebar energikälla med enbart vinden som bränsle. Detta medför att vindkraftverk inte ger upphov till miljöskadliga utsläpp som t.ex. koldioxid. Den lokala miljön påverkas dock något i form av visst buller och skuggbildning. Landskapsbilden påverkas även av vindkraftverk, främst från väg 360 och byarna Fäboliden och Öravan. Vindkraftverk klassas p.g.a. de lokala störningarna som miljöfarlig verksamhet och regleras med Miljöbalken. En annan fördel med vindkraft är att vindkraftverken är lätta att demontera samt att marken är förhållandevis lätt att återställa för att efter sin livstid inte påverka närmiljön nämnvärt. 3.2 Ljud Det riktvärde som naturvårdsverket satt för bullernivå i bebyggt område är 40dB. Enligt beräkningar i WindPro kommer parken att ge upphov till högsta ljudnivåer på 36,3 db (Fäboliden) respektive 37,1dB (Öravan) för de två byarna vid vindhastigheter kring 8 m/s. Resultatet av ljudberäkningarna finns i bilaga 5. De förespråkade vindkraftverkan har variabelt varvtal vilket gör att de har lägre varvtal vid låga vindhastigheter och därmed lägre ljudnivå. I samband med byggnationen och uppställningen av vindkraftsverken så blir det störningar i form av ökade transporter och eventuellt buller från dessa. Efter byggtidens slut är störningarna försumbara. 3.3 Skuggor Enligt beräkningarna i Windpro (se bilaga 3), så kommer inte vindkraftparken att ge upphov till störande skuggbildning inom områden med bebyggelse eller annan verksamhet. Detta verkar rimligt med tanke på att närmaste bebyggelse ligger ca 2.5 km bort. Rotorbladen är antireflexbehandlade vilket håller störande reflexer till ett minimum. 3.4 Växt- och djurliv Viss påverkan på växt- och djurlivet i området kan uppstå, och främst då flyttfåglar som påverkas. Den största påverkan kommer troligtvis att vara under förstärkning och nybyggnation av vägar samt resning av vindkraftverken då aktiviteten i området blir stor. Hur stor denna påverkan på djur- och växtliv är på längre sikt är svårt att uppskatta då inga större undersökningar är gjorda för liknande miljöer. 5
3.5 Riksintressen I området på berget Åliden finns inget hinder för vindparken i form av riksintresseområden för friluftsliv (längs Öreån), kulturmiljövård (blå markering), naturvård (grön markering) eller rennäring (rosa markering), se figur 1. Figur 1 visar riksintressen över området. Samråd måste hållas med militär då militära intresse inte är, för allmänheten, tillgänglig information. Även samråd med luftfartsverket måste hållas som följd av närheten till flygplatsen i Gunnarn och Lycksele Områdesbestämmelserna för Lycksele kommun visar dock att platsen kring Åliden är avsatt för vindkraft vilket innebär att visst samråd i frågan redan skett med berörda parter. 4. Nollalternativet För att utreda eventuell miljöpåverkan görs en jämförelse mot det så kallade nollalternativet, alltså att ingen etablering sker. De negativa effekterna, så som buller, skuggbildning samt påverkan på djurliv och natur uteblir, men även de positiva effekterna så som minskat behov att producera el på annat håll. Detta kan jämföras med minskade utsläpp ifall samma mängd el skulle produceras med andra metoder, som t.ex. kolkraft eller andra mindre miljövänliga alternativ. 4.1 Miljömässigt utfall Eftersom gruvan är en nyetablering så innebär det att gruvans hela energibehov måste tillgodoses av anläggningar i det nordiska elnätet som redan körs för fullt. Norra Sverige har idag en överproduktion av el (nettoexportör), men det nordiska elnätet är ju sammankopplat med Danmark, Polen och Tyskland så det är i praktiken inte bara 6
nordiskt. De anläggningar som har reservkapacitet idag är kolbaserade anläggningar i Polen, Tyskland och Danmark som körs då belastningen på nätet är hög. Vindkraften skulle ersätta en stor del av den kolkraft som skulle behöva köras för att täcka de ökade behovet då efterfrågan på el är hög. Detta energibehov är till största delen så kallad marginal-el eftersom vi i Sverige redan idag innan gruvan är etablerad har behov av kolbaserad kraft (dock inte året runt). Skulle man välja att inte bygga en vindkraftpark så innebär det att den beräknade energimängden på ca 50GWh (Se bilaga 2) som parken skulle leverera ersätts av kolbaserad marginal-el. Enligt [7] tillför kolbaserad elkraft av den typen 0.9 kg koldioxid /kwh till luften. Detta innebär att vindkraftparken skulle bespara naturen 0.9*50 000 000 = 45 000 ton koldioxid/år om man för enkelhetens antar att vindkraftparkens hela årsproduktion ersätter kolkraft. 4.2 Socialt/politiskt En vindkraftpark med 10 stycken turbiner kräver förmodligen minst en deltidstjänst för service och underhåll. En satsning som denna kommer även att kunna profilera Lycksele Kommun som en miljökommun. 4.3 Närmiljö Fäboliden och annan närmiljö kommer inte att påverkas av t.ex. minskade utsläpp av koldioxid i Tyskland initialt, men vinsten blir istället i form av global påverkan över tid. 4.4 Ekonomi Om ingen etablering sker i området innebär det ingen egentlig ekonomisk förlust utan snarare uteblivande vinst som följd av att gruvan istället måste köpa in den mängden el från andra producenter och eventuella arbetstillfällen kopplade till vindparken uteblir. 4.5 Sammanfattning Jordens ändliga resurser minskar med hög fart. Vi bör, så långt det är möjligt, ställa om vår energiproduktion så att den är förnyelsebar för att spara på resurserna inför framtiden. De negativa effekter som en vindkraftetablering för med sig måste relateras till de positiva miljöeffekterna i form av framför allt minskade koldioxidutsläpp. 5. Alternativ placering Som alternativ placering för vindkraftparken är Vinlidbrännan/Granberget. Nackdelen med den placeringen är betydligt längre sträcka att dra elkabel, samt något närmare till bebyggelse. Det senare kan innebära att bullerkraven kan bli svårare att klara. Kostnaden för förstärkning av befintliga och upprättande av nya vägar blir ungefär samma för båda placeringarna. Ur vindsynpunkt är den alternativa placeringen troligtvis lika bra alternativ då det ligger ca 50 m högre än Åliden, men Ålidens närhet till gruvområdet ger totalt sett bättre förutsättningar med den placeringen. 7
6. Tekniska data De vindkraftverk som ärendet avser är VESTAS V90 MW navhöjd 80 m(se bilaga 7). Tekniska data för verken hämtat från Vestas hemsida [1]. Verken kommer att sträcka sig upp till en maximal höjd av ca 120 meter med torn och vingar inräknade. Rotordiameter beräknas bli ca 80 meter. Totalt beräknas de 10 vindkraftverken generera som mest 30 MW och årsproduktionen beräknas uppgå till ca 50 GWh vilket motsvarar drygt en fjärdedel av gruvans årsenergibehov. 7. Administrativ handläggning 7.1 Uppdragsgivare Uppdragsgivaren för projektet är gruvföretaget Guld AB i Fäboliden, som sedan även kommer att stå som ägare för vindkraftsparken. 7.2 Handläggning Projektering och övrig handläggning kommer att skötas av AC-Vind AB. 7.3 Tillstånd Bygglov kommer att sökas när områdesbestämmelserna för Åliden är klara. Detta bör ske under december 2007. 8. Ekonomisk kalkyl 8.1 Investeringskostnad Den totala investeringskostnaden består av kostnad för verk, fundament, elanslutning, markberedning, väg och projekteringskostnader. 8.1.1 Verk Varje verk har en investeringskostnad på ca 27,5 MSEK enligt Vestas försäljningsavdelning [1]. Detta är en grov prisuppskattning som framför allt beror på hur lättillgängig uppställningsplatsen är både med avseende på transporten dit samt uppställningsplats för kranen. Verkets pris beror också på vilken spänningsnivå som verken skall kopplas in på. Den i verket medföljande transformatorns pris beror på spänningsnivå. 8.1.2 Fundament Ett utgångspris enligt Vestas försäljningsavdelning är 1,3 MSEK per fundament monterat och klart. Detta är precis som för verket en mycket grov prisuppskattning. Kostnaderna för fundamenten varierar kraftigt beroende på vilken terräng det är på den aktuella platsen. De faktorer som har störst betydelse för priset är hur lättillgänglig platsen är samt vilket typ av mark det är. Lättillgängligheten har samma problematik som för verket (se ovan). Det finns tre olika huvudtyper av fundament för vindkraftverk [6]. 1. Gravitationsfundament som enkelt uttryckt grävs ner i marken/berget och ställs på en gjuten betongplatta samt täcks över och där fyllnadsmassan tillför stabilitet. Kräver mycket sprängning i berg. 8
2. Bergsfundament som kräver att man spränger en grop i berget som armeras och gjuts i betong samt stagas upp med långa bultar som borras in i berget och som spänns fast i berget med betong som hälls ner i hålen och expanderar. 3. Rockadapter som kräver en plansprängning av bergytan där en stålkrans armeras och gjuts fast samt stagas upp med bultar på samma sätt som för bergsfundament. Kräver berg med god hållfasthet. I detta fall så består blir det alternativ 2 eller 3 som blir aktuellt, ty dessa ger generellt mindre påverkan på miljön eftersom de är mindre än alternativ 1 och kräver mindre transporter. Beroende på vilket av dessa fundament som väljs så kan priset variera uppåt eller neråt. Generellt så kan man säga att ju mindre sprängning som krävs desto lägre kostnad. 8.1.3 Väg Åliden ligger i direkt anslutning till riksväg 360. Befintligt vägnät kommer att utnyttjas så mycket som möjligt. Vägar av god kvalité, som klarar av de tunga transporter som krävs, behöver byggas fram till varje vindkraftverk samt en uppställningplats för en byggkran vid varje plats. Hur många vägar som behöver byggas beror på hur verken ställs upp. I detta fall borde en u-formad väg som ansluter till vägen till Fäboliden via befintlig väg till Bäckmyran täcka in alla vindkraftverk (se förslag i bilaga 6). Denna väg behöver dock förstärkas och breddas. Vägarna används till service och underhåll efter byggnation och under drift. Vägens slutgiltiga sträckning bestäms av terrängen. Schablonmässigt pris 300 kr/m väg [6]. Med behov av ca 4 km ny väg hamnar det i storleksordningen 1,2 MSEK. 8.1.4 Elanslutning till nät De sju nedersta verken kopplas (mot Rv 360), om möjligt, via varandra för att erhålla en kabel ut från dessa sju. Denna sammankopplas med kabeln från de tre översta verken. Efter sammankoppling dras kabeln till gruvans transformatorstation (40kV/10kV) ca 2,5 km västerut och kopplas in på 10kV-nätet alternativ 40kV. Kostnad för detta kan uppskattas schablonmässigt till ca 400 kr/m kabel [6].Grovt räknat 4,5 km. Detta kan medföra en kostnad på 2 MSEK. 8.1.5 Markkostnad Markberedning för fundament och kranplats samt nedgrävning av elkabel och övrigt beräknas schablonmässigt till 200 kr/ kw installerad effekt [6]. Detta ger ca 6 MSEK 8.1.6 Projektering Schablonmässig kostnad 200 000 SEK/verk [6]. Dock kan man anta att synergieffekter kan sänka priset på projekteringen annars så blir det ca 2 MSEK för hela parken. 8.1.7 Totalt Sammantaget blir investeringen 27,5*10 + 1,3* 10 + 1,2 + 2 + 6 + 2 300 MSEK 9
8.2 Drift- och underhållskostnad Driftkostnaderna består främst av service och underhåll, försäkring, elmätning, telefon, administration, miljötillsynsavgift samt fastighetsskatt. Det blir däremot ingen kostnad för markarrende då marken ägs av gruvbolaget. Schablonbelopp ur Wizelius [6] med anpassning till aktuella värden ger: Service 1,2 MSEK Försäkring 960 000 SEK Elmätning 70 000 SEK (fast avg. per verk) Telefon 20 000 SEK (fast avg. per verk) Administration 10 000 SEK Miljötillsynsavgift 1000 SEK Fastighetsskatt 960 000 SEK Totalt: 3,2 MSEK /år 8.3 Produktionskalkyl Intäkterna blir ca 55 öre/kwh för el och 20 öre/kwh för elcertifikat, vilket ger 75 öre/kwh totalt. Vindparken beräknas producera ca 50 GWh/år (se bilaga 2), vilket motsvarar ca 37,5 MSEK/år. 8.4 Lönsamhet Det som är intressant att beakta ur ekonomisk synvinkel är payofftiden samt årlig vinst för investeringen i en vindkraftpark. Payofftiden beräknas enligt: K i T = (1) I a Da där K i är investeringskostnad, I a är årlig intäkt och D a är årlig driftkostnad Investeringskostnaden är ca 300 MSEK (se under totalt ovan). Den årliga vinsten beräknas enligt: Va = I a K a Da (2) där K a är årlig kapitalkostnad enligt annuitetsmetoden, se nedan. Den årliga kapitalkostnaden beräknas enligt: K a = a K i (3) där a är annuiteten som i sin tur beräknas genom: r a = (4) n 1 (1 + r) där r är årliga räntan och n är avskrivningstiden. I detta fall räknas med ränta på 5 %, en avskrivningstid på 15 år. Detta ger, med (4) annuiteten 9,6 %. Kapitalkostnaden blir, enligt (3), 29 MSEK per år. Den skattepliktiga årliga vinsten blir, enligt (2), 5,3 MSEK per år. Payofftiden blir då 8,7 år, enligt (1). 10
Källor [1] Vindkraftverkstillverkaren Vestas: www.vestasvind.se [2] VINDGIS: http://www.gis.lst.se/vind/ [3] Länsstyrelsen: http://www.ac.lst.se/naturochmiljo/miljofarligverksamhet/attsokatillstand [4] Boverket: http://www.boverket.se/upload/publicerat/bifogade%20filer/2003/planering_och_prov ning_av_vindkraftsanlaggningar.pdf [5] Naturvårdverket: http://www.boverket.se/upload/publicerat/bifogade%20filer/2001/ljud_fran_vindkraft verk.pdf [6] Tore Wizelius Vindkraft i teori och praktik.(2002). Förlag: Studentlitteratur. [7] Meyer, Sebastian; Offshore-Burger-Windpark Butendiek, Visby 2005. [8] Lycksele Kommuns Översiktsplan: http://www.lycksele.se/upload/dokument/ovrigt/miljö- %20och%20bygg/Översiktsplan%202007.pdf 11
Bilaga 1. Förslag till områdesbestämmelser Fäboliden Karta Tekniska anläggningar vindkraft Fäboliden Industri - gruvverksamhet 07-10-29 12 12
Bilaga 2. Beräknad elproduktion, Windpro 13
Bilaga 3. Skugganalys, Windpro 14
Bilaga 4. Vinddataanalys, Windpro 15
Bilaga 5. Bullerberäkningar, Windpro 16
17
Bilaga 6. Tillkommande vägar 18
Bilaga 7. Tekniska data 19
20