Jafnstraumstækni – Raforkuflutningar neðansjávar

Íslandskapallinn verður tilkynntur á ráðstefnu í París nú í vikunni. Um er að ræða rafmagnsstreng (háspennu jafnstraumskapal) sem lagður verður milli Íslands og Evrópu. Í framhaldinu verður mögulega farið að huga að slíkum rafmagnstengingum frá Grænlandi og jafnvel milli Evrópu og Norður-Ameríku.

Þetta er reyndar aðeins orðum aukið. Hið rétta er að á umræddri ráðstefnu, sem byrjar í París nú í dag 25. ágúst, mun stórfyrirtækið ABB kynna nýja tækni, sem gerir það verkum að umræddur Íslandskapall er raunhæfari og hagkvæmari kostur en áður hefur verið talið. Slíkur kapall er m.ö.o. ekki lengur tæknilega óviss hugmynd – heldur raunverulega framkvæmanlegt verkefni.

Allt að 2.600 MW, 1.500 km langir neðansjávarkaplar og raforkutapið sáralítið 

Smella á myndir til að stækka

Það var á fimmtudaginn var, 21. ágúst, sem ABB tilkynnti um þetta mikilvæga framfaraskref í jafnstraumsflutningum. Undanfarin ár hefur fyrirtækið verið að þróa tækni sem gerir háspennukapla af þessu tagi (HVDC) bæði öflugri og hagkvæmari en áður hefur þekkst (þess má geta að ABB ver meira en milljarði USD í rannsóknir og þróun árlega). Að sögn fyrirtækisins verður nú unnt að leggja geysilega öfluga háspennustrengi allt að 1,500 km vegalengd neðansjávar. Þessir kaplar eiga að ráða við raforkuflutninga sem jafngilda allt að 2.600 MW afli og raforkutapið á hinni gríðarlega löngu leið verður innan við 5%.

Ekki virðist ofmælt að í yfirlýsingu ABB felist staðfesting á því að tæknin til að leggja kapal milli Íslands og Evrópu er til staðar. Hin mikla vegalengd og hafdýpið milli Íslands og Evrópu er sem sagt ekki óyfirstíganleg hindrun fyrir rafmagnskapli þarna á milli. Lítið raforkutap skýrist m.a. af nýrri einangrun sem fyrirtækið hefur þróað og því að spennan í köplunum verður hærri en þekkst hefur til þessa eða 550 kV.

Þetta er afar athyglisverð þróun – kapall milli Íslands og Evrópu yrði jú allt að þrefalt lengri en lengsti neðansjávarstrengur af þessu tagi er í dag (NorNed kapallinn). Þessi tíðindi koma samt ekki á óvart. Því þetta er í fullu samræmi við það sem ABB (og fleiri fyrirtæki) hafa talað um síðustu 2-3 árin sem afar líklega framtíðarsýn. Og nú er sem sagt komið að því að þessi tækni er raunveruleg og ennþá hagkvæmari en áður var talið. Og bara spurning hvar fyrsti ofurkapallinn af þessu tagi verður lagður. Það gæti t.d. orðið við norðanvert Atlantshaf eða milli landa í austanverðri Asíu. Og jafnvel þó svo ekki verði strax af framkvæmdum við Íslandskapal, blasir við að slík tenging sé einungis tímaspursmál.

ABB er í fararbroddi í jafnstraumstækninni

abb-hvdc-gotland-cable

Það er afar viðeigandi að það sé raftæknirisinn ABB sem hefur nú fundið lausnina á því að gera svona neðansjávarstrengi lengri, afkastameiri og hagkvæmari en mögulegt hefur verið fram til þessa. Um þessar mundir fagnar ABB því nefnilega að 60 ár eru liðin frá því fyrsti jafnstraumskapalinn var lagður – eftir hafsbotninum milli Svíþjóðar og sænsku eyjarinnar Gotlands í Eystrasalti. Þetta var nettur 20 MW kapall, spennan var 100 kV og vegalengdin um 90 km. Og það var einmitt ABB sem var framleiðandinn.

Það var að vísu undanfari ABB, sænska fyrirtækið Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget eða ASEA, sem framleiddi Eystrasaltskapalinn. ABB varð jú ekki til fyrr en á níunda áratug liðinnar aldar, þegar ASEA sameinaðist svissneska fyrirtækinu Brown, Boveri & Cie.

Á þeim sex áratugum sem liðnir eru síðan ABB/ASEA framleiddi Gotlandskapalinn – ásamt tilheyrandi spennistöðvum sem umbreyta riðstraumi í jafnstraum og svo aftur í riðstraum – hafa fjölmargir neðansjávarkaplar verið lagðir. Þeir hafa smám saman orðið bæði lengri og öflugri. Lengsti HVDC neðansjávarkapallinn í dag er 700 MW NorNed strengurinn milli Noregs og Hollands. Spennan þar er 450 kV og lengdin er 580 km. Það var einmitt ABB sem framleiddi bæði spennistöðvarnar og stærstan hluta kapalsins – og nú er fyrirtækið sem sagt í fararbroddi að þróa og framleiða ennþá lengri og öflugri kapla af þessu tagi.

hvdc-norned-cable-abb-1

Lokið var við lagningu NorNed árið 2008. Áður hafði ABB m.a. framleitt Baltic Cable (Eystrasaltskapalinn), sem liggur milli Svíþjóðar og Þýskalands. Kapallinn sá var lengsti rafmagnsstrengur neðansjávar áður en NorNed var lagður. ABB er einnig framleiðandinn á lengstu og öflugustu háspennustrengi sem lagðir hafa verið á landi. Þar er um að ræða kapla í Brasilíu og Kína; kapallengdin þar er á bilinu 2.000-2.500 km og spennan 600-800 kV. Þessir ofurkaplar geta flutt raforku fá virkjunum sem nema mörg þúsundum MW . Og þróunin er í sömu átt neðansjávar; líka þar eru að koma lengri og að sögn ABB verulega hagkvæmari kaplar.

Stórt skref í jafnstraumstækninni og raforkuflutningum neðansjávar

ABB lýtur bersýnilega á þetta nýja skref í þróun rafmagnskapla sem afar mikilvægt og þetta muni gera kleift að stórauka hlutfall endurnýjanlegrar orku. Þar kemur ekki síst til sá möguleiki að reisa hagkvæmari vindorkuver á hafi úti, en einnig að tengjast svæðum með mikið vatnsafl. Þar er Ísland eðlilega góður kostur.

Það var reyndar annað fyrirtæki en ABB sem virtist nýlega hafa tekið forystuna í þróun rafmagnskapla neðansjávar. Undanfarið hefur ítalska Prysmian Group í samstarfi við Siemens unnið að kapli sem tengja á Skotland og England og liggja utan við vesturströnd Bretlands. Verkefnið nefnist UK Western Link og verður sá kapall um 420 km langur. Það sem gerir UK Western Link að tímamótaverkefni er að kapallinn á að vera með mun hærri spennu en þekkst hefur hjá neðansjávarstrengjum til þessa eða 600 kV.

abb-hvdc-europe-map-august-2014

Það virðist aftur á móti sem Prysmian Group hafi lent í einhverjum vandræðum í framleiðslunni á þessum ofurkapli. Neðansjávarstrengirnir sem ABB er nú að kynna eiga eins og áður sagði að ráða við spennu allt að 550 kV. Eflaust eru einhverjir sem búast við því að ABB sé að fara fram úr sér og muni líka lenda í vandræðum í framleiðslunni. Reynslan ein getur leitt í ljós hvort ABB stendur við fyrirheitin.

Kapall milli Íslands og Evrópu er raunverulegur kostur

ABB er vel að merkja að ganga mun lengra en felst í verkefni Prysmian og Siemens. ABB er að boða framleiðslu á köplum sem verða miklu lengri en UK Western Link eða allt að 1.500 km langir – og að þrátt fyrir þessa geysilegu lengd verði orkutapið innan við 5%.

Þetta merkir að orkutapið verði lítið meira en er í lengsta neðansjávarstrengnum í dag (NorNed), þó svo nýju kaplarnir verði allt að þrefalt lengri! Þetta er stórt skref og gerir Íslandskapal sannarlega að raunhæfum kosti. Þetta eru mikil tíðindi því þarna gæti verið á ferðinni stærsta efnahagslega tækifæri Íslands.