Betydningen av demningsmagasin og av klimaendringer for energiproduksjonen i småkraftverk

Abstract

Denne masteroppgaven omhandler betydningen av demningsmagasin og av klimaendringer for energiproduksjonen i småkraftverk. Formålet er å undersøke hvordan energiproduksjonen i norske småkraftverk endres, dersom det forutsettes innstallering av et tenkt demningsmagasin i vannkraftverk som per dags dato ikke har noen demning, og dersom det antas at dagens klimaprognoser vil inntreffe i fremtiden.

Analysene utføres på tjue småkraftverk som er valgt ut basert på visse kriterier. Når utvalget av småkraftverkene er bestemt, hentes målte tilsigsserier med døgnoppløsning for å undersøke effekten av demningsmagasin på vannkraftproduksjonen. Tilsigsseriene som benyttes i forbindelse med klimaendringers innvirkning på energiproduksjonen, er ikke basert på observerte data. Vannføringsverdiene i disse seriene vil avhenge av det utslippsscenario og den klimamodell som legges til grunn for framskrivingen av tilsigene. Tilsigsserier basert på tre forskjellige scenarioer (CNRM-CCLM-RCP4.5, CNRM-CCLM-RCP8.5 og EC-EARTH-CCLM-RCP4.5) brukes som datagrunnlag i denne oppgaven. Målte og modellerte tilsigsserier settes inn i en modell i Excel, slik at energiproduksjonen for hvert småkraftverk kan beregnes.

For de tjue småkraftverkene vil det være lønnsomt å installere et demningsmagasin, da gjennomsnittlig endring i energiproduksjonen ble beregnet å være 26,8 % med dam. Det konkluderes med at klimaendringene vil påvirke energiproduksjonen, men resultatene fra denne studien peker ikke entydig mot høyere vannkraftproduksjon, slik som tidligere forskning. Enkelte småkraftverk vil oppleve reduksjon i energiproduksjonen, eller lite endring, avhengig av hvilket scenario tilsigsseriene baserer seg på, samt hvilken fremtidig periode som analyseres. Sannsynligvis er det mange årsaker til at få småkraftverk opplever relativt stor økning i energiproduksjonen, når det tas hensyn til klimaeffekter. Den mest åpenbare årsaken er den begrensede reguleringsevnen til de fleste småkraftverkene, slik at få av disse har muligheten til å nyttiggjøre seg det ekstra tilsiget som kommer som følge av klimaendringer. En annen årsak er betydningen av hvor i landet det enkelte småkraftverket befinner seg.

Variasjonene i resultatene mellom scenariene antas å ha sammenheng med modellenes forenklinger og begrensninger.

Det fremheves at resultatene i denne studien kun gjelder for dens utvalg, altså de tjue småkraftverkene. Det vil være nødvendig å øke utvalget, og eventuelt å utvikle bedre klimamodeller, for å kunne heve kvaliteten på analysene og kunne trekke mer vidtgående konklusjoner.

This thesis focuses on the significance of dam reservoirs and of climate change on power generation in small hydro power plants. The purpose of this paper is to examine eventual changes in power generated by small Norwegian hydro power plants, supposing the installation of a fictive dam reservoir, as well as climate change scenarios occurring in the future.