Bilaga C:13 ReWind Vänern AB Riskanalys Vindpark vid Stenkalles grund ReWind Offshore AB April 2011
Sammanfattning Denna riskanalys beskriver förhållanden för den planerade vindkraftparken ReWind Vänern, avseende navigatoriska risker, risker för haveri, brand och åsknedslag samt iskast. Vissa föreslagna säkerhetshöjande åtgärder redovisas också. När det gäller bedömning av navigatoriska risker har utredningen främst baserats på en dansk riskbedömning som utgångsmaterial och referens, COWI s riskanalys för Lillgrunds Vindkraftpark samt riskanalysen för Vindpark Vänern. De fartyg som trafikerar farlederna in till Skoghall och Grums/Älvenäs håller sig på betryggande avstånd från vindkraftverken. Det fodras en grov felmanövrering eller ett tekniskt fel på fartyget för att ett olyckstillbud skulle kunna uppstå. Sannolikheten för påsegling av ett fartyg från farleden till Grums/Älvenäs är 1,47 *10-3 per år, dvs. 1 gång på 680 år är det sannolikt att en påsegling av ett vindkraftverk sker. Samma beräkning för den betydligt glesare trafikerade farleden till Skoghall ger en sannolikhet för påsegling på 6,82*10-5 per år, vilket motsvara en incident på ca 14 700 år. Risken för att ett vindkraftverk skall haverera genom vältning eller bladbrott är minimal. Verken är konstruerade och har dimensionerats för att klara extrema yttre förhållanden. Säkerhetssystem stannar verken om något onormalt skulle inträffa under drift. Om vindkraftverk haverera sker det under extrema väderförhållanden då inga båtar befinner sej ute på sjön. På grund av vindkraftverkens höjd finns risk för blixtnedslag. Alla verk har idag ett system för åskskydd både av vingar och den tekniska utrustningen. I rotorbladen finns åskledare som fångar upp blixten och leder den ner i tornet och ut i vattnet via en jordledning. När luften är kall och fuktig finns risk för isbildning på vindkraftverk. Nedisning av rotorbladen påverkar effektiviteten på vindkraftverken och kan vara ett problem genom att snö och is kan falla ned i verkets närhet. Erfarenheter från den närliggande vindparken Vindpark Vänern indikerar att isbildning inte utgör något problem i området. Om nedisning ändå skulle uppstå och medföra problem är det möjligt att i efterhand komplettera verken med avisningssystem. Sjöfartsverket och Transportstyrelsens Sjöfartsavdelning har inget att invända mot den föreslagna placeringen av vindparken på Stenkalles grund under förutsättning att givna rekommendationer efterlevs. Att en vindpark byggs på Stenkalles grund kommer inte att påverka fartygstrafiken i området något. Däremot kommer vindparken att utmärka farlederna in till Skoghall samt Grums/Älvenäs extra tydligt, vilket kommer att underlätta navigering i området. 2
Innehållsförteckning Sammanfattning... 2 Innehållsförteckning... 3 1. Inledning och bakgrund... 4 2. Beskrivning av området vid Stenkalles grund... 4 3. Risk för påsegling... 5 3.1 Typ och mängd av fartygstrafik... 6 3.2 Riskidentifiering... 7 3.3 Riskanalys... 7 4. Risk för haveri... 10 4.1 Risk för haveri bladbrott... 10 4.2 Islaster på fundament... 11 5. Risk för skador vid åska eller brand... 11 5.1 Åska-blixtnedslag... 11 5.2 Brand... 12 6. Iskast... 12 7. Säkerhet... 13 7.1 Säkerhetsredovisning... 13 7.2 Riskreduktion... 14 7.3 Utmärkning av vindkraftverken... 15 7.4 Osäkerhetsanalys... 15 8. Slutsats... 16 9. Referenser... 17 3
1. Inledning och bakgrund ReWind Vänern AB planerar att uppföra en vindpark bestående av 20 vindkraftverk vid Stenkalles grund söder om Skoghall i norra Vänern. Vindkraftverken kommer att ha en effekt på ca 3-4,5 MW per verk. Navhöjden på verken kommer att bli ca 90-120 m och rotordiametern ca 100-130 m, vilket ger en totalhöjd på ca 145-185 m. Denna riskbedömning ingår i den miljökonsekvensbeskrivning som utarbetas av Ångpanneföreningen (ÅF). Riskbedömningen av vindkraftparken vid Stenkalles grund behandlar sannolikheten för påsegling, varvid två scenarier har beaktats: Ett mänskligt fel som leder till en direkt påsegling av ett vindkraftverk i parken Påsegling eller kollision med ett vindkraftverk av drivande fartyg, orsakat av tekniska fel på fartyget. I denna rapport behandlas även risker för haveri, brand och åsknedslag samt problematiken runt iskast. Exempel på förebyggande åtgärder som kan komma att vara aktuella redovisas också. 2. Beskrivning av området vid Stenkalles grund Vindparken Stenkalles grund är ett grundområde i norra Vänern. Det ligger ca 11 km söder om Skoghall och ca 3 km sydväst om den befintliga vindparken Vindpark Vänern vilken består av tio stycken 3 MW-verk. Avståndet till närmaste större ö, Bärön, är ca 4,8 km, och till närmaste fastland ca 5 km. Vindparken kommer vara lokaliserad i Karlstad kommun. På grundområdet kommer vindkraftverken att placeras på lämpliga berghällar, alla under vattenytan, i fem till sex nästan parallella rader i nordvästlig-sydöstlig riktning. Avstånden mellan verken kommer att bli ca 600-800 m och hela området kommer att ha en yta på ca 10,2 km 2. Ambitionen är att området i och runt vindparken kommer att vara öppet för allmänheten, förutom under byggtiden då det kommer att begäras avlyst. Den segelfria höjden under rotorbladen kommer att vara ca 45 meter (vid en navhöjd på 103 m och en rotordiameter på 120 m) vilket inte innebär någon inskränkning för fritidsbåtarna i området, då det finns få segelbåtar vars master kommer upp till denna höjd. 4
Sannolikheten för fel COWI har antagit PA till 10-4 vilket motsvarar ett vedertaget värde för denna typ av riskanalys och har t ex använts vid Öresundsbron. 16 Här har tagits hänsyn till att en stor del av fartygen har lotsar ombord eller att förarna har lokalkännedom så de seglar lika säkert som om de hade en lots ombord. När det gäller passagen i farlederna förbi Stenkalles grund krävs att alla båtar med farlig last måste ha lots ombord. Lots krävs också om inte befälhavaren på fartyget varit uppe i den aktuella farleden tidigare. Innan en befälhavare får köra in till t ex Skoghall utan lots får han genomgå utbildning på farleden. Denna utbildning omfattar 5 informationsresor, 2 resor på egen hand med lots och ett skriftligt prov på området. 17 PA skall ses som sannolikheten för ett fartyg som har kurs direkt mot ett fundament inte kan korrigera kursen och därför rammar vindkraftverket. Dvs. 1 av 10 000 gånger vill det inte lyckas att korrigera kursen till följd av operationella fel eller fel på utrustningen. Geometrisk sannolikhet Här görs en skillnad på fartyg: fartyg som seglar någorlunda normalt omkring i farleden fartyg som har kommit helt fel. Observationer visar att de fartyg som seglar någorlunda normalt fördelar sig omkring farledens centrumlinje med en avvikelse på några fartygslängder. Dvs. dessa fartyg kommer aldrig tillräckligt nära vindkraftparken för att kunna komma i kollisionskurs med något av verken. Dessa fartyg utgör minst 95 % av fartygstrafiken. Den resterande delen av fartygen antas vara jämt fördelat över farledens totala bredd. Det är dessa maximala 5 % som har möjligheten att kollidera med ett vindkraftverk. Vid Stenkalles grund är farleden till Grums/Älvenäs ca 850 meter (Skoghall 950 m) bred dvs. tillräckligt bred för att fartyg skall kunna mötas och ändå ha gott om plats. Som jämförelse kan nämnas att genomseglingsöppningen under Öresundsbron är mindre än 500 meter. 18 Den geometriska sannolikheten uträknas för ett enskilt vindkraftverk med följande formel: PG = (fundamentsbredd +fartygsbredd)/ farledsbredd Fundamenten kommer att vara ca 8 meter breda och bredden på fartygen som passerar Stenkalles grund är maximalt 13,6 meter. 16.1998 Verification of ship collision frequency model. Proceedings of the International Symposium on Advances in Ship Collision Analysis, Balkema. 17 2011. 18 COWI. 9
Vindparken kommer att bestå av 20 enskilda vindkraftverk. I beräkningen antas att alla fartyg som passerar Stenkalles grund i farleden och tappar manöverförmågan eller kommer totalt ur kurs, teoretiskt skulle ha möjlighet att kollidera med vilket som helst av vindkraftverken inom parken. Omfattning av skada PC beskriver hur allvarlig påseglingen är. Här antas att 10 % av påseglingarna kommer att vara allvarliga, dvs. en kraftig kollision mellan fartyg och vindkraftverk. Sannolikhetsberäkningar Vid beräkning av sannolikhet för påsegling för farleden till Grums/Älvenäs (inom parentes Skoghall) har nedanstående siffror använts: N Fartygstrafik antal passager per år 580 (30) PA Maskinfel och mänskligt fel 0,0001 PG Andel vilsnefarna fartyg 0,05 PG Geometriskt förhållande, ett vindkraftverk 0,02541176 (0,02273684) PG Antal oskyddade vindkraftverk 20 PC Allvarliga konsekvenser 0,1 Beräkning av ovannämnda faktorer ger en sannolikhet för påsegling av ett fartyg från farleden till Grums/Älvenäs på 1,47 *10-3 per år, dvs 1 gång på 680 år är det sannolikt att en påsegling av ett vindkraftverk sker. Sannolikheten att denna påsegling är så allvarlig att ett vindkraftverk havererar är 1,47 *10-4 per år, dvs 1 incident på 6 800 år. Farleden till Skoghall är betydligt glesare trafikerad och samma beräkning här ger resultatet att sannolikheten för påsegling är 6,82*10-5 per år, vilket motsvara en incident på ca 14 700 år. Sannolikheten för en allvarlig påsegling som leder till att ett vindkraftverk havererar är 6,82*10-6 per år, vilket motsvarar en incident på ca 147 000 år. Sannolikhetsberäkningar är alltid behäftade med osäkerheter då de är baserade på en rad antagande. 4. Risk för haveri Risken för att ett vindkraftverk skall haverera är minimal. Fundament och verk dimensioneras för att klara extrema förhållanden när det gäller vind, vågor och is. I denna rapport har ej våglaster tagits upp eftersom det ej ses som något problem för en vindkraftpark på Stenkalles grund. Vågorna i området blir inte högre än ca 5 meter. 4.1 Risk för haveri bladbrott Risk för bladbrott kan uppkomma i mycket extrema situationer. På dagens vindkraftverk byggda för off-shore placering har säkerhets- och underhållssystem förbättrats. Om vindkraftverk haverera sker det under extrema väderförhållanden då inga båtar befinner sej ute på sjön. 10
Om is skulle bildas på rotorbladen stannar verket. Detta sker automatiskt när en vibrationsmätare känner av obalans i rotorbladen eller andra onormala driftförhållande. Möjligheten till manuell avstängning kommer också att finnas då vindkraftverken kommer att fjärrövervakas. Skulle det ändå mot förmodan visa sig att isbildning på rotorbladen skulle bli ett problem för ReWind Vänern kan detta åtgärdas genom installation av någon typ av avisningsutrustning. Elforsk visar i sin rapport en enkel formel (hämtad från WECO-projektet 27,28 ) för beräkning av riskavstånd runt verken för iskast. Riskområdet blir här en cirkel runt vindkraftverket. Rekommenderat riskavstånd (d) för iskast när vindkraftverket är igång: d = (D+H)* 1,5 där D = rotordiameter (m) och H = navhöjd (m) Rekommenderat riskavstånd (d) för iskast när vindkraftverket står stilla: d = v* ((D/2 +H)/15) där v = vindhastigheten i m/s För vindkraftverken vid Stenkalles grund skulle detta ge ett riskområde med ca 342 meters radie runt verket när det är igång och en radie på ca 80 meter när verket står stilla (beräknat på en vindhastighet på 7,4 m/s, en navhöjd på 100 m och en rotordiameter på 128 m). Fartyg som passerar i farleden kommer att vara långt utanför riskområdet för att bli träffad av något eventuellt iskast. 7. Säkerhet För att bibehålla säkerheten för sjö- och flygtrafik i området på och runt Stenkalles grund, kommer Rewind Vänern AB att följa rekommendationerna från Sjöfartsverket och Transportstyrelsen för utmärkning av vindkraftparken. 7.1 Säkerhetsredovisning Anläggningsfas Under anläggningsfasen kommer arbetet ute på grundet att utgå från en flytande arbetsplattform. Där kommer att finnas övernattningsmöjligheter för arbetarna, vilket minimerar transporterna till land. För de persontransporter som behövs kommer en liten snabbgående båt att användas. Arbetsområdet kommer att avlysas under byggtiden. Under anläggnings- och avvecklingsfaserna kommer även arbetsområdet markeras i enlighet med IALA Maritime Bouyage System (MBS). 27 2003. Risk Analysis of Ice Throw from Wind Turbines, Boreas VI, Pyhätunturi, Finland. 28 Tammelin et al, 2000 Wind Energy Production in cold Climate, (WECO), FMI publication nr 41, Helsingfors. 13
Driftfas Vindparken kommer att vara belägen mellan farlederna in till Skoghall respektive Grums och Älvenäs. Den kommer att bli ett hjälpmedel för navigationen i området för fartygstrafiken och kanske speciellt för fritids- och fiskebåtar. En rad åtgärder kommer att vidtas för att förebygga olyckstillbud, bl a: Utmärkning av vindkraftverken kommer att göras enligt rekommendationer från Sjöfartsverket och Transportstyrelsen. Sjöfarten kommer i god tid att bli informerad genom Sjöfartsverket om vindkraftparken och kabelstråken. Sjöfartsverket ombesörjer att sjökortet över området uppdateras så vindkraftparken och matarkablarna samt kablarna mellan verken kommer att vara markerade. ReWind Vänern AB kommer att se till att allmänheten informeras genom t ex båtklubbar. 7.2 Riskreduktion Teoretiskt sett finns två vägar att höja säkerheten och minska riskerna för en påseglingsolycka: Reduktion av sannolikheten för påsegling Reduktion av konsekvenserna vid påsegling Sannolikheten reduceras av att man sätter in åtgärder för att påsegling inte skall ske. För att förhindra påsegling kommer markering och belysning av verken att ske. Farlederna in till Skoghall och Grums/Älvenäs kommer genom vindparken att utmärkas extra tydligt. Det har även stor betydelse att sjöfarten blir informerade av Sjöfartsverket. Under de senaste åren har den nautiska utrustningen förbättrats avsevärt. GPS har införts, liksom en typ av larm som går om befälhavaren somnar. För att förhindra språkliga missförstånd används engelska språket helt och hållet inom sjöfartskommunikationerna på Vänern. Vid mycket dåligt väder har helikoptrar svårigheter att gå in i en vindpark. Om ett olyckstillbud skulle ske inom Vindpark Vänern vid ett sådant tillfälle är det en stor fördel att Sjöräddningen har en båt stationerad i Lillängshamnen i Skoghall och snabbt kan vara ute vid Stenkalles grund. Vindkraftverken kan vid t ex en räddningsaktion i parken stoppas via fjärrstyrning. Om en kollision skulle inträffa mellan ett fartyg och ett vindkraftverk så kan i värsta fall ett mindre oljeläckage uppstå. Den olja som skulle läcka ut då är fartygets egen. Oljetransporterna sker med dubbelbottnade fartyg så risken för ett större oljeutsläpp är minimal. 14
7.3 Utmärkning av vindkraftverken Vindkraftverken kommer att markeras enligt de krav som Sjöfartsverket och Transportstyrelsen ställer. Nedanstående förslag bygger på IALA, internationella rekommendationer 29 och Transportstyrelsens rekommendationer. 30 Utmärkning av vindkraftverken kan komma att ske genom exempelvis: Tornens arbetsplattformar kan komma att vara gulmålade (med fluorescerande färg) och försedda med ljus. Alternativt kan tornet målas med två gulmålade markeringar som är minst två meter i höjd och separerade från varandra. Vindkraftparkens hörn, det vill säga det yttersta verket mot farleden i den övre raden samt de två verken ytterst i varsin rad på väster sida, kan komma att förses med ett karaktäristisk blinkande gult ljus som kan ses från alla horisontella håll och ha en räckvidd på fem nautiska mil. Vindkraftverken kan också komma att numreras och förses med reflexer. Fasadbelysning kan komma att placeras på nedre delen av tornet på de vindkraftverk som är lokaliserade i anslutning till farlederna. Möjligheten finns att sätta upp en Racon (navigeringshjälpmedel) på något vindkraftverk om det kommer att behövas. Vindkraftverken kommer att förses med hinderbelysning för flyget i enlighet med de krav som Transportstyrelsen ställer. 31 Ev kan en nyutvecklad teknik av belysning komma att användas. Denna belysning tänds när ett flygplan eller helikopter närmar sig, resten av tiden är belysningen släckt. 7.4 Osäkerhetsanalys Vindkraftverken är byggda för att stå vid Stenkalles grund under en lång tid. En beräknad livslängd på verken är ca 20-25 år. Under en så lång tidsperiod kan förändringar i sjöfarten på Vänern komma att ske. Även klimatet kan förändras under tiden. Sannolikhetsberäkningar är alltid behäftade med osäkerheter då de är baserade på en rad antagande. I beräkningarna tas ingen hänsyn till avståndet mellan farleden och vindkraftverken, endast hur bred farleden är vid det närmaste vindkraftverket. Antagandet görs att ett fartyg som tappat styrförmågan eller kommit totalt ur kurs kan kollidera med vilket som helst av verken inom parken. I sannolikhetsberäkningarna har endast kollisioner med lastfartyg tagits med. Ett vindkraftverk klarar av en kollision med en mindre båt t ex fritidsbåt eller fiskebåt, utan att ta skada men naturligtvis kan den mindre båten och dess passagerare skadas av kollisionen. 29 IALA Recommendation O-139 On The marking of man-made offshore structures, Edition 1, December 2008. 30 Transportstyrelsen. Rekommendationer för utmärkning. Sjöfartsavdelningen 2009-11-27. 31 TSFS 2010:155 15
8. Slutsats Fartygstrafiken i området runt Stenkalles grund kommer inte att påverkas av ReWind Vänern ABs planerade vindkraftsetablering. Däremot kommer vindparken att utmärka farlederna till Skoghall och Grums/Älvenäs extra tydligt, vilket kommer att underlätta navigering i området. Det fodras en grov felmanövrering eller ett tekniskt fel på fartyget för att ett olyckstillbud skulle kunna uppstå. Sannolikheten för en påsegling beräknas som mest vara 1,47 *10-3 per år, dvs. en incident på 680 år. Denna beräkning avser den mest trafikerade farleden till Grums/Älvenäs. För den mer glest trafikerade farleden till Skoghall är motsvarande siffror 6,82*10-5 per år, vilket motsvara en incident på ca 14 700 år. För att inte säkerheten skall påverkas i området runt vindparken kommer vindkraftverken att markeras enligt de krav som Sjöfartsverket och Transportstyrelsen ställer. Den planerade vindkraftparken bedöms kunna anläggas utan betydande risk för olyckor för människor, egendom eller miljö. 16