Lunds universitet

Säkrare prognos för vattenflöden kan sänka elpriset

Pressmeddelande   •   Jan 18, 2010 08:59 CET


Stora variationer i vattenflödena och brist på långsiktiga prognoser gör det svårt för vattenkraftbolagen att avgöra hur mycket vatten i dammarna som ska sparas eller släppas ut. Torra och kalla vintrar innebär generellt stort uppvärmningsbehov och även risk för att vattenkraftsmagasinen framåt vårkanten står på låg nivå till följd av vinterns höga elkonsumtion. Om den smälta snön inte är tillräcklig för att fylla på dammarna kan det leda till drastiskt höjda elpriser senare under året.

Men genom att skala ner information från globala klimatmodeller och kombinera dem med lokala mätfakta har forskare vid Lunds Tekniska Högskola utvecklat en metod som fyra månader i förväg ger dubbelt så bra träffsäkerhet jämfört med liknande metoder för avrinningsprognoser. Resultaten publiceras i kommande numret av Hydrology Research och modellen kommer att testas av StatKraft i Norge. Hälften av den elektricitet som produceras i Sverige kommer från vattenkraft. I Norge är motsvarande siffra nästan 100 procent.

Behovet av långsiktiga prognoser hos kraftbolagen är oftast som störst nu under vintern, även om behovet av en lite tydligare fingervisning om kommande vattenresurser finns under hela året.

– Genom att förutse att vårens vattentillgång redan i december - januari är det möjligt att styra elkraftsproduktionen så att vattenmagasinen töms långsammare och kraftiga prisökningar under efterföljande årstider undviks. Behovet att ha kontroll över vattenflödena förstärks på grund av att värdet på vattnet i dammarna varierar i takt med elpriset, berättar Cintia Bertacchi Uvo, professor i teknisk vattenresurslära vid LTH.

Idag finns inget sätt att ta reda på mycket vatten som kommer att finnas tillgängligt i svenska och norska älvar, och därmed i vattenmagasinen, efter vårens snösmältning.

De klimatfenomen som korreleras i den datorbaserade modellen är naturliga variationer i de kraftiga och konstanta låg- och högtryck som finns över Nordatlanten (North Atlantic Oscillation, NAO) och som sedan tidigare är kända ha stor betydelse för om den skandinaviska vintern blir mild och regnig eller torr och kall, vilket den har varit i december förra året och är januari i år. I modellen räknas också in data om temperatur, vindarnas riktning och styrka, från vilka det går att göra en uppskattning om kommande snömängder.

– Det enda som behövs för att applicera metoden lokalt är att fylla på med historiska data, så långt tillbaka som möjligt, om vattenflöden från den älv som kraftstationen hämtar sitt vatten ifrån, förklarar Kean Foster, med magisterexamen i teknisk vattenresurslära.

Att det går att applicera globala klimatmodeller lokalt har forskarna konstaterat genom att korrelera historiska data över en femtioårsperiod från olika globala klimatmodeller med data om vattenmängd per sekund i skandinaviska älvar, bl a Torne älv, från samma period. För att få bra resultat är det viktigt är att använda flera klimatmodeller samtidigt och kombinera resultaten.

Idag använder kraftbolagen relativt noggranna kortsiktiga avrinningsprognoser som utgår från en kombination av hydrologiska modeller och väderprognoser. Men de långsiktiga prognoserna är mindre tillförlitliga. Deras långsiktiga avrinningsprognoser beräknas genom att köra de hydrologiska modellerna med två väderscenarier, ett som ger låg avrinning och ett som ger hög avrinning, vilket ger två ytterligheter som den långsiktiga planeringen kan bygga på.

– Problemet med denna metod är att avrinningen kan hamna var som helst inom detta intervall. En sådan klimatprognos som vi har utvecklat ger en bättre sannolikhet för framtida avrinningsscenarier, vilket gör det möjligt att planera och att prioritera olika strategier, klargör Kean Foster.

– Ett konkret exempel som illustrerar behovet av prognoser inträffade våren 2003 då energipriserna på kort tid mer än tredubblades. Orsaken var att nederbörden som brukar komma på hösten hade uteblivit. Hade vattenkraftverken haft tillgång till relevanta klimatprognoser under sommaren och hösten hade de kanske inte behövt tömma vattenmagasinen i förtid, vilket nu skedde, avslutar Cintia Bertacchi Uvo, professor i teknisk vattenresurslära vid Lunds Tekniska Högskola och initiativtagare till forskningsprojektet.

I projektet har Lundaforskarna samarbetat med sydafrikanska forskare från University of Pretoria och South Africa Weather Service (motsvarande SHMI). I Sydafrika finns problem med att förutse El Nino, som beror på ytvattentemperatur över Stilla havet, vilket bl a leder till att översvämningar eller torkning. Projektet finansieras av Vetenskapsrådets Swedish Research Links programme.

För mer information, kontakta Cintia Bertacchi Uvo, professor, Teknisk vattenresurslära, 046-222 04 35, Cintia.Bertacchi_Uvo@tvrl.lth.se och Kean Foster, w04knf@student.lth.se, 073-644 07 10