Site C Dam: Canadas dristigste prosjekt for ren energi

Ingeniørutfordringer ved Site C-dammen

Noen megaprojekter er bemerkelsesverdige for den ekstreme presisjonen i teknologien, som James Webb Space Telescope eller CERN particle accelerator. Andre prøver å bringe menneskeheten til nye grenser, som Artemis Missions.

Andre megaprojekter er bare bemerkelsesverdige for den enorme omfanget av arbeidet. Et eksempel er den nylig lanserte “Site C” vannkraftdammen i det nordøstlige British Columbia, Canada.

Kilde: Engineering Source Record

Dette er et av Canadas største infrastrukturprosjekter til dags dato, med sivilarbeider verdt 1,3 milliarder dollar. Dammen er 500 m bred i bunnen og smalner til kun 10 m i toppen. Totalt har prosjektet kostet mer enn 11,8 milliarder dollar.

Kilde: Acciona

I tillegg til omfanget måtte prosjektet takle de harde vinterforholdene i de kanadiske fjellene og strenge miljø- og sikkerhetsforskrifter.

Til slutt vil den produsere like mye kraft som et kjernekraftverk eller flere fossile kraftverk, men uten karbonutslipp eller atomavfall.

Peace River‑vannkraftprosjekter

Hydrologi i Peace River-bassenget

Peace River er en nesten 2 000 km (1 200 miles) lang elv i Rocky Mountains i British Columbia.

Peace River er en sideelv til Mackenzie River, en del av Finlay‑Peace‑Slave‑Mackenzie elvesystemet, verdens 13. lengste elvesystem.

Kilde: Geology Page

Site C er den tredje dammen på Peace River, en av fire store dammer som ble vurdert for bygging i et første forslag på midten av 1900‑tallet.

De to første ble bygget i henholdsvis 1968 og 1980, og ble kalt W. A. C. Bennett Dam og Peace Canyon Dam.

Bennett‑dammen har en kapasitet på 3,9 GW og er den tredje største kunstige innsjøen i Nord-Amerika. Peace Canyon‑dammen har en kapasitet på 700 MW.

Kilde: NiCHE

Begge dammer administreres av BC Hydro (British Columbia Hydro and Power Authority). Elektrisitetsleverandøren er hovedleverandøren av strøm i provinsen, og betjener mer enn 4 millioner kunder, 95 % av befolkningen.

Totalt har BC Hydro fullført 6 store vannkraftprosjekter mellom 1960 og 1980. Den dag i dag kommer den store majoriteten av BC Hydro sin kraftproduksjon fra rene eller fornybare kilder.

Den fjerde foreslåtte dammen på den britisk-columbianske delen av Peace River, Site E, ligger nær grensen mellom BC og Alberta. Prosjektet ble avlyst i planleggingsprosessen under høringer i 1982.

Gjenoppliving av Site C-prosjektet og planleggingstidslinje

Site C ble også avvist som damprosjekt på begynnelsen av 1980‑tallet, på grunn av tvil om prosjektets økonomi og behovet for dens elektrisitetskapasitet.

Alternativet ble vurdert på nytt allerede i 2004, da BC Hydro begynte diskusjoner med First Nations, provinsen Alberta og lokale samfunn. Etter omfattende analyser av dammens påvirkning (miljømessig, økonomisk, sosial, kulturarv og helse), startet byggingen i 2015.

Site C vannkraftdam

Oversikt

Vannkraftdammen vil ha en nominell kapasitet på 1 100 megawatt (1,1 GW), og bør produsere omtrent 5 100 gigawatt‑timer (GWh) elektrisitet hvert år. Dette vil være nok energi til å forsyne omtrent 450 000 husholdninger per år i British Columbia, eller 1,7 millioner el‑biler.

Kraftproduksjonen skapes av 6 generatorenheter, hver med evne til å produsere over 180 MW elektrisitet, eller hver turbin med en effekt på 250 000 hestekrefter.

Kilde: Construct Connect

Jordfyllingsdammen er omtrent 1 050 meter lang og 60 meter høy (3 450 fot lang og 200 fot høy), og representerer 16 millioner m³ materiale (565 millioner ft³). Prosjektet brukte 950 000 m³ betong (33,5 millioner ft³). Denne betongdammen forventes å vare i minst 100 år.

Vannreservoaret vil være 83 kilometer langt (51 miles), og opptil 3 ganger bredden på den nåværende elven.

Dammen vil bestå av 2 deler: en jordfyllingsdam som blokkerer mesteparten av elven, og kraftstasjonen og oversvømmingskanalen i en bøyd L‑form, med tilgangsveier til begge sider av dammen.

Prosjektet vil bli koblet til det kanadiske strømnettet via to 500‑kilovolt AC‑overføringslinjer.

Kilde: Straight

Site C-generatorer og turbinspesifikasjoner

Turbinene kan hver fylle et olympisk svømmebasseng med ett sekund med maksimal utslipp. De inkluderer spesielt massive «runners», delen som omdanner vannstrøm til mekanisk energi, og måler 4,2 meter i høyde og 7,4 meter i diameter (14 fot i høyde og 24 fot i diameter).

«Runneren er en del av turbinkomponentene. Den omdanner den potensielle energien fra vannet i reservoaret til rotasjonsenergi for å drive generatoren.»

Matthew Thompson – engineering team lead for Site C.

Turbinene, runnerne og trykkrørene ble alle produsert i Brasil.

Kilde: SewerView

De gjennomgikk en lang sjøreise fra Atlanterhavet, gjennom Panamakanalen, og opp langs Stillehavskysten for å ankomme Site C.

Strategi for elveavledning under Site C‑konstruksjon

Når man bygger en vannkraftdam, er et stort problem at bygging i elvegangen ikke er mulig mens elven flyter. Vanligvis håndteres dette ved å grave en parallell elvebunn og omdirigere hele elven i de årene det tar å bygge demningen.

I tilfelle Site C ble en enda mer ambisiøs tilnærming valgt. To massive tunneler ble gravd. Hver var 800 meter lang (2600 fot) og 11 meter i diameter (36 fot), og var i drift fra 2020 til 2024.

Kilde: Acciona

Tunnelene blir nå lukket og fylt slik at Peace River‑vannet går tilbake til sin normale løp og når Site C‑dammen.

Fylling

Siden tunnelene ble lukket, ble reservoaret fylt på 11 uker sommeren 2024, med vannnivåer som steg mellom 30 centimeter og tre meter per dag.

Totalt vil reservoaret ha et samlet areal på 9 330 hektar (23 000 acres).

Mange veier og omkringliggende infrastruktur måtte bygges på nytt og redesignes for å håndtere den nye vannlinjen og reservoaret, som ble mye bredere enn den tidligere elvebunnen.

Kilde: Site C Project

Stabiliteten på reservoarets side, som potensielt kan kollapse på grunn av vannerosjon, har også blitt modellert og forutsagt, og blir kontinuerlig overvåket i disse tidlige fasene av fyllingen.

En problematisk konstruksjon

Råttige forhold

Bortsett fra prosjektets størrelse, var en ekstra utfordring de klimatiske forholdene på byggeplassen. Dammen ligger langt i nord, så det var umulig å utføre alle typer arbeid året rundt.

I stedet måtte de 6 vintermånedene begrenses til planlegging, tunnelgraving, boring og injeksjon av betong (grouting) for å styrke tunnelene. Temperaturen sank tidvis til så lavt som -31 °C / -23,8 °F.

Kilde: Acciona

Etter hvert som temperaturene steg om våren, akselererte byggingen av betongdammen. På høydepunktet av byggingen i 2023 var det mer enn 6 000 arbeidere på prosjektet.

Denne typen megaprojekt er også svært farlig å arbeide på. For eksempel døde nesten hundre personer under byggingen av Hoover‑dammen i Nevada på 1930‑tallet.

Teknologi hjelper, spesielt ved bruk av RID‑utstyrte hjelmer som varsler tungt maskinførere når arbeidere er i nærheten. Delvis takket være dette utstyret ble ingen liv tapt i hele byggeprosjektet.

Kontroverser

Lokal påvirkning

Selv om det sannsynligvis vil levere lavkarbonstrøm til British Columbia i sammenheng med elektrifisering av transport og oppvarming, var ikke Site C‑prosjektet uten kontrovers.

Den første var påvirkningen på First Nations’ kultur og livsstil.

Site C-dammen ville «utslette hundrevis av graver og seremonielle steder.

Hvis den bygges, vil Site C krenke First Nations’ rettigheter under Traktat 8, og gjøre dem irrelevante til det punktet de blir latterliggjort.»

David Suzuki Foundation

Råtnende trær og organisk materiale i det nyoversvømte reservoaret kan også frigjøre giftig metylkvikksølv i mange år, noe som ytterligere skader jakt og fiske i regionen og tradisjonelle leveformer. Den tvungne flyttingen av lokalsamfunn som bodde i det fremtidige reservoaret bidro til forstyrrelsene.

Siden dette allerede skjedde ved byggingen av Bennett‑dammen, er disse fryktene forståelige. Likevel var ikke disse innvendingene tilstrekkelige til å stoppe prosjektet.

Til slutt legger påvirkningen på lokal jordbruk, som er avhengig av det unike mikroklimaet langs Peace River‑elvebreddene, til den økonomiske og økologiske påvirkningen fra dammen.

Den øst‑vestlige Peace River‑dalen har dype alluviale jordarter, lang nordlig dagslys i vekstsesongen og mikroklima for jordbruk som kan produsere frukt og grønnsaker for å dekke ernæringsbehovene til over en million mennesker per år.

David Suzuki Foundation

Ettersom British Columbia importerer over 57 % av fersk grønnsaker, reiser dette spørsmål om beslutningen om å oversvømme disse områdene i stedet for å gjøre dem mer produktive.

Økonomi

En grunn til at Site C‑prosjektet ble avlyst på 1980‑tallet var at BC Hydro sin økonomiske studie ble kritisert for å være altfor optimistisk om sin økonomiske modell.

Et stridspunkt er veksten i strømforbruket.

I 2007, da Site C først ble vurdert på nytt, hevdet Hydro at belastningsveksten ville være en jevn to prosent per år.

British Columbia skulle forbruke 70 terawatt‑timer per år i 2016‑17. I stedet forbruker vi 60.

Harry Swain – Former federal deputy minister of Industry Canada and Indian and Northern Affairs Canada.

Det finnes muligheter for å eksportere den produserte kraften til USA eller nabostaten Alberta. Men samlet sett er den økonomiske lønnsomheten til prosjektet, i det minste de neste 10 årene, usikker.

Imidlertid, med tanke på at vi kan forvente en økning i elektrifisering av transport i den perioden, og dammens levetid på over 100 år, er det sannsynlig at dette på lang sikt vil bli en verdifull kilde til lavkarbonenergi.

I tillegg kan tilstedeværelsen av billig og karbonnøytral energi i regionen påvirke fremtidig forbruk, med mulige flyttinger av industrier for å bruke den, selv om dette er en langsom prosess.

For eksempel kan de gigawatt‑store AI‑datasentrene som bygges over hele verden, og nå er desperate etter stabil og lavkarbonenergi, vurdere British Columbia i fremtiden.

Redusere økologisk påvirkning

Bjørner ble fanget, bedøvet og flyttet før reservoaret ble fylt.

En midlertidig fiskepassasje ble konstruert for å tillate fisk som svømmer oppover Peace River under byggingen, for å redusere påvirkningen på akvatiske økosystemer så mye som mulig.

BC Hydro har også gjenopprettet ulike grunne vannhabitater og gjeninnført vegetasjon langs elvebredden for å støtte akvatiske liv.

En annen avbøtende strategi var rettet mot karbonutslipp. Vanligvis er dambygging avhengig av store lastebiler for å transportere millioner av tonn materialer som brukes til å bygge jordfyllingen.

I stedet ble et nesten fem kilometer langt transportbånd bygget for å frakte isbre‑materiale (leire, silt, sand, grus og steiner), kjernematerialet i jordfyllingsdammen.

Siden transportbåndet drives av elektrisitet, har dette redusert utslippene med mer enn 1 500 tonn CO₂.

Kilde: STM

Alt i alt var prosjektet ikke uten økologisk påvirkning, men bør ikke ha noen langsiktige skader på det lokale økosystemet etter noen år, og vil hjelpe Canada med å redusere sine karbonutslipp.

Konklusjon

Site C‑dammen er et av Canadas mest ambisiøse energiprosjekter på flere tiår, og legger til så mye som tilsvarende et kjernekraftverk i ren elektrisitetsproduksjon.

Det er også en svært imponerende teknisk prestasjon, inkludert avledning av en hel stor elv via megatunneler, flytting av millioner av tonn materialer, og transport av massive turbiner og tilhørende utstyr fra Brasil.

Kanskje enda mer imponerende er den høye sikkerheten i prosjektet, som viser at store infrastrukturprosjekter i dag kan bygges under forhold som var nesten utenkelige for arbeidere for et århundre siden.

Dette betyr ikke at det ikke hadde påvirkning på lokal fauna og flora, samt de opprinnelige innbyggerne i regionen.

Som ofte er tilfelle med ambisiøse foretak, har det vært i sentrum av polemikk, og spørsmålet om økonomien er hett debattert.

Likevel, med stadig mer kraft som forbrukes av el‑biler, varmepumper og digital infrastruktur, er det sannsynlig at denne rene elektrisiteten vil finne god bruk raskere enn senere. Ettersom globale karbonutslipp fortsatt er langt høyere enn de målte nivåene for å kontrollere global oppvarming, vil et stort vannkraftprosjekt som Site C sannsynligvis bidra, sammen med stor‑skala utrulling av vind‑ og solenergi.

Investere i bærekraftig energi

GE Vernova

Oppstått fra delingen av det gigantiske industrielle konglomeratet General Electric (GE.TO ) (GE), er GE Vernova (GEV ) avdelingen dedikert til energiproduksjon, spesielt turbinateknologi.

Dette gjør GE Vernova til den direkte arvtakeren av den opprinnelige aktiviteten startet av Thomas Edison, da GE var en pioner innen vannkraft i 1918, med Niagara Falls’ 3 GE 12 000‑volt generatorer. GE var også en pioner innen høyspenning likestrøm (HVDC) i 1972, som fortsatt er en viktig teknologi for strømnett i dag og en sterk forretningslinje for selskapet.

Selskapet er fortsatt en gigant innen elektrisitetsproduksjon, med sin ekspertise i turbinkonstruksjon relevant for vannkraft, kjernekraft og vindkraft, samt fossile kraftverk. GE har for eksempel 55 000 vindturbiner og 7 000 gasturbiner i drift, og basert på selskapets teknologibase genererer disse, sammen med mange vann- og kjernekraftverk, omtrent 25 % av verdens elektrisitet.

Kilde: GE Vernova

GE er en nær partner til mange av verdens største kraftselskap og til slutt ryggraden i deres respektive lands eller regioners elektrisitetsystemer, inkludert franske Engie, amerikanske Duke Energy (DUK ) (DUK +0.21%), Southern Company (SO ) (SOT.DE ) (SO -0.44%), tyske RWE, spanske Iberdrola, Taiwan Power Company osv.

Kilde: GE Vernova

Dette betyr ikke at GE Vernova ikke også er aktiv i forberedelser for ny energirelatert teknologi, inkludert den nye generasjonen av kjernekraftverk, karbonfangst eller hydrogen.

Kilde: GE Vernova

Spesielt innen kjernekraft tar selskapet en ledende tilnærming. GE Vernova er nå direkte involvert i byggingen av selve kraftverket i stedet for bare turbiner. Selskapet BWRX-300 er den første kommersielle kontrakten i Nord-Amerika for en SMR, signert med Ontario Power, med en rammeavtale for tre ytterligere SMR‑enheter senere.

Som illustrert av store vannkraftprosjekter som kanadiske Site C eller de mange mega‑dammer bygget av Kina, vil store turbiner fortsatt være svært viktige for energinettet i fremtiden.

Ettersom el‑biler, oppvarming, og snart elektriske lastebiler og elektrifisering av tungindustri vil kontinuerlig øke etterspørselen etter mer kraftproduksjon for å erstatte olje og gass, er GE Vernova godt posisjonert til å dra nytte av dette.

På grunn av bredden i GE Vernova sin aktivitet, trenger investorer i selskapets aksje ikke å være sikre på hvilken teknologi som vil vinne energiovergangen de neste 5 eller 10 årene:

• Hvis naturgass forblir viktig, er GE Vernova allerede den viktigste aktøren i segmentet.
• Hvis kjernekraft virkelig får en renessanse, vil kjernekraftturbiner og SMR generere mye inntekter.
• Hvis vindkraft holder tritt med solenergi for fornybar energiproduksjon, vil GE Vernova også være en viktig aktør i denne industrien.
• Hvis hydrogen, ammoniakk, metanol, pumpet vannkraft eller karbonfangst og -lagring blomstrer, vil GE Vernova kunne ta del av disse markedene også, takket være tidlige fremtidsrettede FoU‑investeringer.
• Hvis hovedtemaet for investering blir nettstabilitet og oppgradering til smartnett, er GE allerede den foretrukne partneren for de fleste av verdens største kraftselskaper.

(Du kan også lese mer om GE Vernova sin historie og forretningsmodell i den dedikerte rapporten om selskapet)

Siste nyheter og utviklinger for GE Vernova (GEV) aksjen