Klimatförändringarnas påverkan på massa- och pappersbruket
BillerudKorsnäs i Karlsborg
Hur klimatförändringar påverkar
bioreningsdammarna och avloppssystemet
Examensarbete
Sammanfattning
Att industrier påverkar klimatet negativt var känt, men för att få veta hur klimatförändringarna fram till år 2050 kunde påverka massa- och pappersbruket BillerudKorsnäs i Karlsborg krävdes en riskinventering. Syftet var att ta reda på hur förändrad havsnivå, förändrade vindförhållande, förändrad temperatur och förändrad nederbördsmängd kunde påverka bioreningsdammarna och avloppssystemet på området. Av de fyra klimatscenarier som forskare tagit fram användes två av dessa, RCP 4,5 scenario och RCP 8,5 scenario för att jämföras med ett normalvärde. Genom en platsspecifik undersökning kunde riskerna listas och jämföras med den scenariodata som SMHI redovisade för samtliga klimatförändringar.
Resultatet av riskinventeringen visade att en förändring i havsnivån hade flest risker kopplade till bioreningsdammarna och avloppssystemet. För att anpassa sig efter klimatförändringarna behövde BillerudKorsnäs i Karlsborg beakta och i framtiden bygga om vissa delar av bioreningsdammarna och avloppssystemet.
Nyckelord
Klimatförändring, RCP, riskinventering, bioreningsdammar, avloppssystem, havsnivå, vind, temperatur, nederbörd
Tack
Ett stort tack till min handledare Eva Pohl för att du stötta mig igenom hela arbetet. Ett stort tack till Laura Mansikka och Ludvig Carlsson på BillerudKorsnäs i Karlsborg för ert engagemang i detta arbete. Slutligen ett stort tack till min man Jens för att du funnits där från första bokstav till sista punkt.
Abstract
It is known that industries negatively affect the climate and contribute to climate change, but to find out how climate change till year 2050 could affect the pulp and paper mill BillerudKorsnäs in Karlsborg, a risk inventory was required. The purpose was to find out how changes in sea level, changes in wind conditions, changes in temperature and changes in precipitation could affect the aerated lagoons and the sewage system at the site. Out of the four climate scenarios developed by researchers, two scenarios i.e., RCP 4,5 scenario and RCP 8,5 scenario were used in a comparison to normal conditions. Throug a site-specific study, the risks could be listed and compared with the scenario data SMHI reported for all climate changes. The results of the risk inventory illustrate that changes in sea level poses most risk to the aerated lagoons and the sewage system. In order to adapt to climate change, BillerudKorsnäs in Karlsborg needed to consider and rebuild certain parts of the aerated lagoons and the sewage system in the future.
Key words
Climate change, RCP, risk inventory, aerated lagoons, sewage system, sea level, wind, temperature, precipitation
Innehållsförteckning
1 Introduktion 1
2 Syfte och frågeställning 1
3 Bakgrund 2
3.1 BillerudKorsnäs i Karlsborg 2
3.1.1 Bioreningsdammarna 2
3.1.2 Avloppssystemet 4
3.2 Klimatscenarion 5
3.2.1 Representative Concentration Pathways 6
3.2.2 Normalperiod 1961–1990 6
3.2.3 Förändrad havsnivå 6
3.2.4 Förändrade vindförhållanden 7
3.2.5 Förändrad temperatur 8
3.2.6 Förändrad nederbördsmängd 9
4 Metod 10
4.1 Forskningsetiska hänsynstagande 11
5 Resultat 11
6 Diskussion 13
6.1 Förändrad havsnivå 13
6.2 Förändrade vindförhållanden 15
6.3 Förändrad temperatur 15
6.4 Förändrad nederbördsmängd 15
6.5 Metoddiskussion 16
7 Slutsats 16
Referenser 18
1 Introduktion
Klimatförändringarna är något som pågår hela tiden och med hjälp av globala klimatmodeller har forskare vid Rossby Center vid SMHI i Norrköping kunnat utveckla dessa till regionala klimatmodeller. De regionala modeller kan mer specifikt visa olika tänkbara klimatscenarier i Nordeuropa (Bernes, 2016).
Forskare har valt ut fyra klimatscenarier som bäst beskrivs representera de olika möjliga scenarier beroende på hur koldioxidhalten i atmosfären fortsätter att utvecklas (IPCC, 2013).
Vårt klimat påverkas på olika sätt av klimatförändringarna, havsnivån stiger men landhöjningen i norra Sverige kompenserar den höjningen. Den globala medeltemperaturen höjs och extremvärme blir allt vanligare runt om i världen.
I norra Sverige kommer vintrarna bli mildare medan skillnaden för södra Sverige inte blir lika stor. Ökad temperatur kommer att till slut även resultera i ökad nederbörd, antingen i form av regn eller snö vilket i sin tur kan påverka grundvattnet. Även vindförhållanden förändras med klimatet, om än begränsat (Bernes, 2016).
Industrier påverkar klimatförändringar men även klimatförändringarna påverkar industrier. Tillsynsmyndigheten för BillerudKorsnäs i Karlsborg vill att effekterna av klimatförändringarnas påverkan på bioreningsdammar och avloppssystem ska tydliggöras under avsnitt 8.5 ”Naturliga orsaker” i säkerhetsrapporten som BillerudKorsnäs upprättar.
2 Syfte och frågeställning
Syftet med denna undersökning var att få en bättre bild av vilka risker klimatförändringar som förändrad havsnivå, förändrade vindförhållanden, förändrad temperatur och förändrad nederbördsmängd kunde föra med sig.
Detta för att kunna få en uppfattning om hur dessa faktorer kunde påverka bioreningsdammarna och avloppssystemet fram till år 2050.
Tillsynsmyndigheten föreslog att BillerudKorsnäs i Karlsborg redovisade i sin säkerhetsrapport hur naturliga omgivningsfaktorer hanterades. Genom att riskerna redovisades fick BillerudKorsnäs i Karlsborg samtidigt en bättre uppfattning om det fanns reella risker som de behövde ta hänsyn till inför framtida ombyggnationer eller investeringar.
Frågeställningar:
- Vilka risker finns kopplade till förändrad havsnivå, förändrade vindförhållanden, förändrad temperatur och förändrad nederbördsmängd som kan påverka bioreningsdammarna och avloppssystemet sett till RCP 4,5 scenario och RCP 8,5 scenario fram till år 2050?
-Är det något som måste beaktas eller byggas om för framtiden, sett till riskerna som finns mot bioreningsdammarna och avloppssystemet?
3 Bakgrund
Beroende på om halten av koldioxid i atmosfären följer antingen RCP 4,5 scenario eller RCP 8,5 scenario kan förändrad havsnivå, förändrade vindförhållanden, förändrad temperatur och förändrad nederbördsmängd komma att påverka bioreningsdammarna och avloppssystemet. Detta då bioreningsdammarna är placerade längst ut på området i angränsning till havet och för att avloppsystemet är nedgrävt i marken.
3.1 BillerudKorsnäs i Karlsborg
Massa- och pappersbruket BillerudKorsnäs i Karlsborg klassas som en storskalig sevesoanläggning. På anläggningen i Karlsborg produceras säckpapper, formbart papper, kraftpapper och även blekt pappersmassa (BillerudKorsnäs, u.å.). Anläggningen ligger utsatt placerat för väderpåverkan i Repskärsfjärden i Bottenviken.
Vid produktion av pappersmassa och papper bildas en del avloppsvatten som måste hanteras. I första hand recirkuleras vattnet i fabriken i största möjliga mån, för att minska den mängd som måste renas. Det vatten som sedan måste tas ut ur processen renas i en tvåstegsvattenrening, först genom fysikalisk separation och sedan genom biologisk avloppsvattenrening. Den fysikaliska separationen sker i försedimenteringsbassängerna och den biologiska avloppsvattenreningen sker i tre bioreningsdammar.
3.1.1 Bioreningsdammarna
På området finns tre bioreningsdammar (se figur 1): den första dammen med en anaerob zon med omrörare som följs av en aerob zon med ytluftare. Den andra dammen har ytluftare och den tredje dammen är en eftersedimenteringdamm som varken har omrörare eller ytluftare. Det är i den tredje och sista dammen som utloppet för det biorenade vattnet finns.
Figur 1. Bild över bioreningsdammarna där in- och utlopp, nödöverbräddning och södra utloppet är markerat, med tillstånd från Lantmäteriet.
Bioreningsdammarnas vallar fungerar även som vägar för daglig fordonstrafik, deras bredd är ca 4 meter i ovankant och bredare vid basen. För att förhindra erosion på utsidan av den vall som är mot havet finns ett erosionsskydd som består av sprängsten. Enligt Tyréns (2018) kan vallar byggas med stålspont eller med tätjord och eftersom ingen stålspont syns på ritningarna antas vallarna innehålla tätjord.
I bioreningsdammarna finns bakterier och organismer som bryter ner löst organiskt material som finns i det processvatten som först genomgått en fysikalisk rening och som sedan leds ut till den första dammen. För att den biologiska reningen ska kunna ske krävs lagom temperatur i vattnet, desto varmare temperatur vattnet har desto fortare sker reningen. Däremot bör inte vattentemperaturen överstiga 38 grader. För reningsprocessen krävs bland annat även syre i vattnet och det tillförs med hjälp av ytluftarna. För att få bättre syreförhållanden i vattnet är det bra med en lägre vattentemperatur (Hultman, 1997). Funktionen för bioreningen kan variera med ca 20%
beroende på vattentemperatur och säsong. Som det är i dagsläget är första delen av den första dammen något för varm på grund av varmt processvatten och varmt kylvatten som leds in.
Vid den andra luftade dammen finns en nödöverbräddning (se figur 1).
Nödöverbräddningens funktion och syfte är att på ett kontrollerat sätt kunna släppa ut vatten från dammen ut till havet om nivån blir för hög. Detta istället för att alla dammar fylls upp och bräddar okontrollerat till området och över
vallarna till recipienten, vilket i värsta fall skulle kunna resultera i att vallarna eroderar sönder.
3.1.2 Avloppssystemet
Största delen av avloppssystemet är byggt på 1950-talet och år 1977 byggdes det ut med ytterligare några nya anslutningar i samband med ett större projekt.
Det har funnits aktivitet i liten skala på området redan på år 1914, men att några ledningar från denna tid ännu idag skulle vara i bruk är inte troligt. En komplett och uppdaterad karta över hela avloppsnätet för området finns i dagsläget inte.
Till avloppsvatten räknas allt vatten som är förorenat: spillvatten, processvatten, kylvatten och dagvatten. Beroende på föroreningsgrad i dagvattnet kan även detta behöva renas före det släpps ut i recipienten. På BillerudKorsnäs i Karlsborg leds dagvattnet ut till recipienten genom dagvattenutloppet på södra sidan (se figur 2) utan att passera bioreningsdammarna eller någon annan rening. Det finns dock en risk att föroreningar kan följa med orenat dagvatten ut i recipienten, på BillerudKorsnäs i Karlsborg handlar det om mesa och lut. Därför finns en konduktivitetsmätare placerad i det södra utloppet för att utsläpp ska kunna upptäckas.
På området finns även ett dagvattenutlopp på norra sidan, samt en nödöverbräddning för avloppsvatten, fiberförande ledning och sanitär ledning (se figur 2). Även ett brandvattenintag finns placerat precis intill utloppet. Då intaget kan hamna ovanför vattenytan vid tillfälligt lågvatten kommer brandvattenintagets placering att åtgärdas.
På området är stora delar hårdgjorda ytor som asfalt och hårt packat grus. De hårdgjorda ytorna förhindrar regn- och smältvatten att infiltreras i marken, vilket gör att belastningen på dagvattenledningarna ökar. På några ställen är även dagvattenbrunnarna igentäppta av exempelvis bark eller flis och på de ställen bildas stora vattensamlingar vid ihållande regn och under snösmältning.
Figur 2. Bild över området där norra- och södra dagvattenutloppen är markerade, med tillåtelse från Lantmäteriet.
Avloppssystemet på BillerudKorsnäs i Karlsborg är gammalt och bitvis i dåligt skick och det händer att ledningar ibland går sönder. När ledningar går sönder flödar vattnet i marken vilket kan leda till att det bildas håligheter, så kallade slukhål eller att det till och med underminerar någon byggnad eller något annat viktigt som exempelvis en stötta till flistransportören. Om ett stöd går sönder till flisremmen kan inte fliset transporteras till kokeriet och produktionen står still.
De flesta avloppsledningarna på området är av betong men det finns även ledningar som är av plast och rostfritt stål. Beroende på i vilket skick dessa ledningar är i och hur täta fogarna är, finns risk att avloppsvatten läcker ut samtidigt som det finns en risk att tillskottsvatten tar sig in i ledningarna.
Svenskt Vatten (2007) definierar tillskottsvatten som exempelvis dräneringsvatten, högt grundvatten eller vatten från ett närliggande hav eller vattendrag.
3.2 Klimatscenarion
Då inga tillförlitliga prognoser finns om framtidens klimat används tänkbara scenarion istället, dessa scenarion bygger på klimatmodeller. Genom att göra beräkningar på olika halter av koldioxid i atmosfären och variationer i strålningsbalansen på olika klimatmodeller kan klimatscenarier tas fram
(Bernes, 2016). För att ha något att jämföra med och kunna sätta de framtida scenarierna i relation till något används ett så kallat Normalvärde.
3.2.1 Representative Concentration Pathways
Representative Concentration Pathways förkortat RCP och siffrorna anger den strålningsdrivning som skulle uppnås år 2100 uttryckt i watt per kvadratmeter (W/m2). Hur klimatförändringarna kommer att utvecklas beror på hur koldioxidhalten fortsätter att utvecklas och hur förhållandet mellan energin från solinstrålning till jorden är mot den energi som jorden strålar tillbaka ut i rymden igen (SMHI, 2021a). De RCP:er som IPCC använder sig av kommer att påverka förändrad havsnivå, förändrade vindförhållanden och förändrad temperatur och förändrad nederbörd på olika sätt.
För att få en uppfattning om hur utvecklingen i de olika scenarierna skiljer sig i förhållande till varandra beskrivs samtliga fyra scenarier kort nedan. Sedan kommer dock endast värden för RCP 4,5 och RCP 8,5 scenarion för år 2050 att presenteras i arbetet.
RCP 2,6 scenario innebär att koldioxidhalten börjar avta kring år 2020. RCP 4,5 scenario innebär att koldioxidhalten kommer att öka något fram till år 2040 för att sedan börja avta. RCP 6,0 scenario innebär att koldioxidhalten kommer fram till år 2060 att öka till en nivå som är 75% högre än dagens nivå, därefter kommer utsläppen att avta för att landa på en nivå som är 25% över dagens nivå. RCP 8,5 scenario innebär att år 2100 kommer koldioxidhalten att vara tre gånger högre än idag (SMHI, 2018).
3.2.2 Normalperiod 1961–1990
Perioden mellan 1961–1990 är den period som betraktas som normalperiod med normalvärden, som även kan ses som referensvärden. All klimatscenariodata, förutom förhöjd havsnivå, jämförs mot denna data för att få en rättvis och relevant jämförelse (SMHI, 2021b). Förhöjd havsnivå jämförs istället mot Rikets Höjdsystem 2000 som är ett nationellt referenssystem för Sverige (SMHI, 2019). Normalvärdet för klimatdata för max-/minrekord för dygnsmedeltemperatur och max-/minrekord för dygnsnederbörd är tagen från mätstationen på Luleå flygplats. Detta då denna station har registrerat fler värden än stationen som finns i Kalix har gjort. Det är ca 8 mil mellan Luleå flygplats och Kalix och då båda platserna har ungefär samma geografiska placering används därför Luleå flygplats data. Data för normalvärdet för maxrekord för max-medelvinden är tagen från en mätstation på ön Rödkallen strax utanför Luleå, detta för att det inte fanns någon mätstation för vind i Kalix (SMHI, 2021b).
3.2.3 Förändrad havsnivå
I tabell 1 presenteras framtida möjliga medelvattenstånd för de regionala havsnivåförändringarna under ett helt år, vilket då tar hänsyn till både
Antarktis och Grönlands avsmältning. Beräkningarna för havsnivåförändringarna tar även hänsyn till landhöjningen i Kalix kommun som är 0,885cm/år och inkluderar denna. Det normalvärde som de framtida scenariona för år 2050 jämförs mot är medelvattenståndet i Kalix kommun mellan åren 1986–2005 (SMHI, 2020a). Det sannolika intervallet har begränsats av den 17:e och den 83:e percentilen. Även ett medianvärde presenteras för respektive RCP scenario (SMHI, 2021c).
Tabell 1. Ett sannolikt intervall för havsnivån år 2050 sett till RCP 4,5 och RCP 8,5 scenarier i Kalix kommun där den lokala landhöjningen är inräknad (SMHI, 2020a).
Skillnaden för norra och södra Sveriges årliga landhöjning är ungefär 10 mm i norr mot 1 mm i söder. Landhöjningen är den största orsaken till att skillnaden mellan havsnivåförändringar i norra och södra Sverige i framtiden kommer att vara stor. Även Antarktis och Grönlands avsmältning påverkar den havnivåhöjningen vid Sverige. När glaciärer smälter påverkar det havsnivån på långt avstånd snarare än precis i dess närheten. Därför kommer Antarktis avsmältning att påverka havsnivåhöjningen vid Sverige mer än vad Grönlands avsmältning kommer att göra. Genom att ha både landhöjning och glaciärernas avsmältning med i beräkningarna för den framtida havsnivåhöjningen kommer det att ge ett mer exakt värde istället för att endast ha med landhöjningen.
Därför kommer den regionala havsnivåförändringen att ge ett mer exakt värde än den globala havsnivåförändringen (Hieronymus & Kalén, 2020).
Havsnivån kan även stiga och sjunka beroende på vindriktning. Denna förändring är dock tillfällig och havsnivån kommer att återgå till det normala igen (SMHI, 2020b).
3.2.4 Förändrade vindförhållanden
Hur vindstyrkan för maximala byvind för år 2050 kommer att förändras jämfört med normalperioden beror på om koldioxidhalten följer utvecklingen för RCP 4,5 scenario (SMHI, u.å.-a) eller RCP 8,5 scenario, presenteras i tabell 2 (SMHI, u.å.-b).
Flera faktorer påverkar styrkan på byvindar, vid Norra Norrlands kust blåser det hårdare då terrängen är öppnare än exempelvis i skogsområden i Norrbottens inland. Det som även påverkar vindstyrkan för respektive scenario är vilka klimatmodeller som har använts, om det är samtliga nio eller bara
Regional havsnivåförändring och lokal landhöjning i Kalix kommun (cm i RH 2000). Medelvattenstånd 1986–2005:
26cm i RH 2000
År Scenario Årstid median (cm) Sannolikt intervall (cm)
2050 RCP 4,5 Helår -2 -18 till 14
2050 RCP 8,5 Helår 2 -13 till 18
några enstaka. Förändring inom ± 2m/s anses som liten skillnad när det handlar om årets maximala byvind (SMHI, 2020c).
Tabell 2. Förändring av årets maximala byvind år 2050 för RCP 4,5 och RCP 8,5 scenario jämfört mot normalvärdet (SMHI, u.å.-a och SMHI, u.å.-b)
Förändring av årets maximala byvind (m/s) i förhållande till det normala (medelvärdet 1961–1990), för Norra Norrlands kustland
År Scenario Årstid max
(m/s)
min (m/s)
Normalvärde (m/s)
2050 RCP 4,5 Helår 1,98 -1,79 19,9
2050 RCP 8,5 Helår 2,08 -1,82 19,9
Det finns osäkerheter gällande framtida vindstyrkor. Vilka klimatmodeller som används spelar en roll för om resultatet visar större eller mindre förändring (Pryor et al., 2010).
3.2.5 Förändrad temperatur
Fram till år 2050 kommer temperaturförändringar att ske, tabell 3 visar möjliga förändringar. Vad den högsta och lägsta dygnsmedeltemperaturen kan antas vara för sommarmånaderna juni, juli och augusti och vintermånaderna december, januari och februari år 2050 beror på om koldioxidhalten följer RCP 4,5 scenario (SMHI, u.å.-c) eller RCP 8,5 scenario (SMHI, u.å.-d). Denna temperatur kan jämföras med medeltemperatur från normalperioden.
Längden på de fyra årstiderna vår, sommar, höst och vinter förväntas förändras i takt med att koldioxidhalten ökar och den globala uppvärmningen sker.
Tillfälliga variationer förekommer för alla årstider men att sommaren kommer att bli längre och vinter kommer att bli kortare är ett faktum. Dessa temperaturförändringar kommer även att påverka både människan och naturen (Ruosteenoja et al., 2019).
Tabell 3. Förändring av sommarens och vinterns högsta och lägsta
dygnsmedeltemperatur år 2050 för RCP 4,5 och RCP 8,5 scenario jämfört med normalvärdet (SMHI, u.å.-c och SMHI u.å.-d)
Förändring av sommarens/vinterns högsta/lägsta
dygnsmedeltemperatur (C°) i förhållande till den normala (medelvärdet 1961–1990), för Norra Norrlands kustland
År Scenario Årstid Förändring max (C°)
min (C°)
Normalvärde (C°)
2050 RCP 4,5 Sommar Högsta 3,47 0,44 27
2050 RCP 4,5 Sommar Lägsta 3,44 1,24 -1,7 2050 RCP 4,5 Vinter högsta 2,52 0,13 10,3 2050 RCP 4,5 Vinter Lägsta 15,2 0,97 -35,7
2050 RCP 8,5 Sommar Högsta 3,67 1,34 27
2050 RCP 8,5 Sommar Lägsta 4,05 5,1 -1,7 2050 RCP 8,5 Vinter högsta 1,96 0,28 10,3 2050 RCP 8,5 Vinter Lägsta 10,27 2,92 -35,7
3.2.6 Förändrad nederbördsmängd
Hur dygnsnederbördsmängden procentuellt kan komma att förändras från normalperioden, 1961–1990 för sommarmånaderna juni, juli, augusti och vintermånaderna december, januari och februari fram till år 2050 beror på om koldioxidhalten följer utvecklingen för RCP 4,5 (SMHI, u.å.-e) scenario eller RCP 8,5 scenario (SMHI, u.å.-f). Förändringen presenteras i tabell 4.
Tabell 4. Förändring av sommarens och vinterns största dygnsnederbörd år 2050 för RCP 4,5 och RCP 8,5 scenario jämfört mot normalvärdet (SMHI, u.å.-e och SMHI, u.å.-f)
Förändring av sommarens/vinterns största dygnsnederbörd (%) i förhållande till det normala (medelvärdet 1961–1990), för Norra Norrlands kustland
År Scenario Årstid Förändring max (%)
min (%) Normalvärde (mm) 2050 RCP 4,5 Sommar Största 41,54 -17,2 48,8 2050 RCP 4,5 Vinter Största 25,63 -12,98 21,4 2050 RCP 8,5 Sommar Största 36,36 -31,49 48,8 2050 RCP 8,5 Vinter Största 47,6 -18,7 21,4
Förändringar i nederbördsmängd kan leda till både översvämningar och torka.
Enbart i Sverige kan stora skillnader ses i mängden nederbörd för norra och södra Sverige, även skillnader under vilka månader och om nederbörden är snö eller regn (Chen et al., 2020).
I norra Europa kan mer extrem nederbörd förväntas över årets alla årstider.
Över sommaren och hösten väntas det bli större mängder nederbörd på en och samma gång än fler regniga dagar. Trots att nederbördsmängden ökar kommer torrperioderna i Europa att intensifieras och förvärras (Cardell et al., 2020).
4 Metod
Undersökningen genomfördes med hjälp av kontakt med kunniga personer på området i form av kvalitativa intervjuer där utrymme fanns för följdfrågor (Nyberg & Tidström, 2012).
Med hjälp av data från SMHI togs regionala havsnivåförändringar för Kalix kommun fram där den lokala landhöjningen är inkluderad i beräkningarna.
Denna data visade sannolikt max och min intervall för år 2050 (SMHI, 2020a).
På SMHI:s Klimatscenario-tjänst valdes Norra Norrlands kustland som distrikt för att få fram nedladdningsbar data för klimatindexen årets maximala byvind, högsta/lägsta dygnsmedeltemperatur och största dygnsnederbörd. RCP scenarier som användes var RCP 4,5 och 8,5 och årets maximala byvind presenterades årsvis medan dygnsmedeltemperaturen och dygnsnederbörden presenterades för årstiderna sommar och vinter (SMHI u.å.-a, SMHI u.å.-b, SMHI u.å.-c, SMHI u.å.-d, SMHI, u.å.-e och SMHI, u.å.-f). Även här valdes data för år 2050. Att år 2050 valdes som år för klimatscenarion var för att det ansågs vara inom en mer överskådlig framtid sett ur BillerudKorsnäs i Karlsborgs synvinkel, än exempelvis klimatscenarion för år 2100, som är det sista året det i dagsläget fanns klimatscenarion för på SMHI. Att avgränsningar i valet av RCP scenarier gjordes, var för att RCP 2,6 scenario redan var föråldrat och för att SMHI inte erbjöd någon data för RCP 6 scenario.
En platsspecifik undersökning gjordes genom att kartlägga befintlig teknik och utrustning på området och genom att studera ritningar för biodammarna och avloppssystemet.
Med hjälp av klimatscenariodatan för förändrad havsnivå, förändrade vindförhållande, förändrad temperatur och förändrad nederbördsmängd kunde riskinventeringen göras vid biodammarna och de synliga delarna av avloppssystemet. De delar av biodammarna och avloppssystemet där klimatförändringarna kan komma att påverka listades som risker för att kunna se hur dessa kunde bli påverkade.
4.1 Forskningsetiska hänsynstagande
De intervjuade personerna i denna studie hade enligt informationskravet blivit informerade om vad syftet med intervjun var. De intervjuade personerna blev även informerade om att deras deltagande varit frivilligt och att de hade rätt att när som helst avbryta, samt att de skulle hållas helt anonyma (Bryman, 2011).
5 Resultat
Riskinventeringen för hur förändrad havsnivå och förändrade vindförhållanden, förändrad temperatur och förändrad nederbördsmängd kunde påverka bioreningsdammarna och avloppssystemet visade att det fanns risker att beakta.
Resultatet för riskinventeringen redovisas i tabell 5, där klimatförändringarnas påverkan på olika delar av bioreningsdammarna och avloppssystemet visas med det RCP scenario som kunde ha störst negativ påverkan.
Tabell 5. Risker som klimatförändringarna för med sig på olika delar av bioreningsdammarna och avloppssystemet med det RCP scenario som har störst negativ påverkan.
Område RCP
Scenario
Risk
Förändrad havsnivå
Bioreningsdammarna RCP 8,5 Vallarna kan erodera av havsnivåhöjning
RCP 8,5 Ventilen vid
eftersedimenteringens utlopp påverkas av att havsnivån höjs.
RCP 8,5 Havsvatten kan komma in i kammaren för nödöverbräddning och nöta inuti
Förändrad havsnivå
Avloppssystemet RCP 8,5 Södra dagvattenutlopp hamnar delvis under vattenytan,
konduktivitetsmätaren påverkas
RCP 4,5 För låg havsnivå för brandvattenintag vid norra utloppet
RCP 8,5 Havsvatten kan komma in i
nödöverbräddningen vid norra
dagvattenutloppet
Förändrade vindförhållanden
Bioreningsdammarna - Vind rör upp slam i eftersedimenteringen
Förändrad temperatur
Bioreningsdammarna RCP 8,5 sommar högsta
Högre temperatur påverkar bakterierna och organismerna i vattnet negativt
Förändrad nederbörds- mängd
Avloppssystem RCP 4,5 sommar max RCP 8,5 vinter max
Belastar
dagvattensystem
6 Diskussion
Detta arbete har endast sett till RCP 4,5 scenario och RCP 8,5 scenario fram till år 2050. Hur utvecklingen av koldioxidhalten i atmosfären faktiskt fortsätter att utvecklas finns det inget exakt svar på. Då RCP 2,6 scenario redan är föråldrat lämnar det kvar endast tre alternativ. För att få stopp på klimatförändringarna för en bättre framtids skull, är RCP 4,5 scenario det bästa alternativet för människan och planeten (SMHI, 2018).
Förändringar på havsnivå, vindförhållanden, temperatur och nederbördsmängd var något som skulle komma att påverka bioreningsdammarna och avloppssystemet i framtiden. Därför rekommenderades det för BillerudKorsnäs i Karlsborg att införa en åtgärdsplan och en rutin för uppföljning av åtgärderna.
6.1 Förändrad havsnivå
Den vall som är placerad mot havet vid bioreningsdammarna kan erodera om havsnivån stiger. En havsnivåhöjning med den högsta sannolika nivån för RCP 8,5 enligt tabell 1 kan komma att påverka vallarnas bas vid vattenlinjen. Redan vid RCP 4,5 scenario kan den högsta sannolika förhöjningen påverka vallarnas bas. Enligt SMHI (2020b) kan det uppstå vindvågor, dessa är större vågor och samtidigt höjs havsnivån tillfälligt över det normala. Vid sydliga vindar kan dessa vindvågor slå mot vallen och med tiden spola bort mindre faktioner av erosionsskyddet.
Om havsnivån höjs eller att det blir tillfälligt högvatten kommer ventilen som reglerar vattennivån i dammarna att stängas. Denna ventil kommer i det fall att behöva åtgärdas för att dammarna inte ska bli överfyllda. Om ventilen stängs kommer vattennivån i dammarna öka och risken finns att orenat vatten från den andra dammens nödöverbräddning att brädda ut i havet. Om havsnivåförändringen stannar på en mediannivå enligt tabell 1 för både RCP 4,5 scenario och RCP 8,5 scenario, kommer inte ventilen att påverkas mer än vad den gör i dagsläget av tillfälligt högvatten. Dock kan havsnivåförändringen komma att bli mindre längs norra Sveriges kust (Hieronymus & Kalén, 2020) och detär möjligt att havsnivån faktiskt sjunker mot den lägsta sannolika nivån för RCP 4,5 scenario enligt tabell 1 istället.
Vid tillfälligt högvatten och sydliga vindar mot den yttre vallen av dammarna, kan havsvatten komma in i kammaren för nödöverbräddningen. Att en mindre mängd havsvatten kommer in i försedimenteringsdammen påverkar inte dammens funktion. Däremot finns risken att vågorna slå sönder och nöter på kammaren från insidan. Om havsnivån hamnar på den högsta sannolika nivån för RCP 4,5 scenario enligt tabell 1, kan detta påverka kammaren. Skulle
havsnivåförändringen hamna på den högsta sannolika nivån för RCP 8,5 scenario skulle detta kunna påverka kammaren ännu mer utöver det som sker vid tillfälligt högvatten. Däremot om havsnivån stannar på en mediannivå för båda scenariorna enligt tabell 1, kommer kammaren förmodligen inte att ta mer skada av det inkommande vattnet än vad den gör idag.
Det södra dagvattenutloppet hamnar redan idag under vattenytan vid tillfälligt högvatten. Då det sitter en konduktivitetsmätare inne i denna ledning kan mätaren påverkas om havsvattnet kommer för högt upp i ledningen. Sett till tabell 1 kommer RCP 8,5 scenarios högsta sannolika intervallnivå att påverka det södra dagvattenutloppet mest och samtidigt påverka konduktivitetsmätaren då utloppet delvis kan hamna under vattenytan. Om havsnivåförändringen däremot sjunker till RCP 4,5 scenarios lägsta sannolika intervallnivå, kommer konduktivitetsmätaren att behöva flyttas nedåt.
Intill norra dagvattenutloppet finns ett brandvattenintag som redan idag vid lågvatten riskerar att hamna över vattenytan. Redan vid RCP 4,5 scenario enligt tabell 1 kommer den lägsta sannolika havsnivån att vara för låg för brandvattenintaget. Även om havsnivån skulle stanna på en mediannivå för båda RCP scenariona enligt tabell 1, kommer brandvattenintaget att behöva åtgärdas. Då det blåser nordliga vindar blir det lågvatten, även om det bara är tillfälligt, måste brandvatten kunna pumpas upp för brandsläckning oavsett om det är låg- eller högvatten.
Den norra nödöverbräddningen är placerad högre upp än den söndra. Sett till tabell 1 för RCP 8,5 scenarios sannolika högsta havsnivå kan det finnas en liten risk att havsvatten kan ta sig in i kammaren och nöta på den inifrån. Men för att detta ska ske krävs förmodligen tillfälligt högvatten och vind från rätt riktning.
Effekterna av havsnivåförändringen behöver dock inte enbart ses som något negativt sett på lokal nivå. Landhöjning sker fortfarande i norra Sverige med nästan 9 cm/år och då detta tas med i beräkningen för havsnivåförändringen kommer havsnivån vid Kalix kommun att i värsta fall knappt ens höjas med 20 cm. Vilket innebär att strandlinjen kommer att hålla sig på ungefär samma nivå som idag. För exempelvis Malmö i södra Sverige där landhöjningen endast är knappt 1 cm/år och det högsta sannolika höjningen är 49 cm fram till år 2050 enligt RCP 8,5 scenario, kommer strandlinjen att förflyttas högre upp (SMHI, 2020a).
6.2 Förändrade vindförhållanden
Vind skapar rörelse i det nästan stilla vattnet i eftersedimenteringen vilket kan riva upp slam som sedimenterat på botten. Sett till tabell 2 kommer den maximala förändringen i byvinden för varken RCP 4,5 scenario eller RCP 8,5 scenario att överstiga 2 m/s mot normalvärdet. Enligt SMHI (2020c) är ± 2 m/s en liten förändring och förmodligen kommer denna skillnad inte att påverka vattnets rörelse mer än vad byvinden gör idag. Det finns dock osäkerheter när det kommer till att mäta framtida vindstyrkor vilket även Pryor et al., (2010) bekräftar.
6.3 Förändrad temperatur
Temperaturförändringar påverkar reningsprocessen i bioreningsdammarna.
Sett till tabell 3 är det förändringen för dygnsmedeltemperaturen för RCP 8,5 scenario för sommarhalvårets maximala förändring som kan komma att påverka negativt. För RCP 8,5 scenario och RCP 4,5 scenario för sommarhalvårets maximala förändring skiljer det dock endast 0,2 grader.
Vilket rimligtvis borde innebära att även RCP 4,5 scenario för sommarhalvårets maximala förändring kommer att ha nästintill lika stor negativ påverkan som RCP 8,5 har.
Enligt tabell 3 för både RCP 8,5 scenario och RCP 4,5 scenario är det en temperaturökning på ca 3,5 grader sett till normalvärdet. Hur mycket lufttemperaturen kan påverka de konstgjorda dammarnas vattentemperatur är oklart, då det även måste tas hänsyn till att ytluftarna blandar in luften i vattnet.
Att somrarna kommer bli längre (Ruosteenoja et al., 2019) och då temperaturen ökar är det rimligt att anta att även vattentemperaturen i dammarna kommer att förbli något högre än vid svalare väder.
6.4 Förändrad nederbördsmängd
Ökade mängder nederbörd på en och samma gång än fler regniga dagar (Cardell et al., 2020)kommer att belasta ett redan belastat avloppssystem. Då avloppssystemet är gammalt och bitvis i dåligt skick och saknar en komplett uppdaterad karta är det svårt att förutspå var en ledning kan gå sönder i marken. Enligt tabell 4 är det förändringen av sommarens maximala dygnsnederbörd för RCP 4,5 scenario sett till normalvärdet som väntas föra med sig de största mängderna nederbörd. Då det är nederbörd i form av regn måste det ner i en dagvattenledning för att inte bli kvar på området. Om en
ledning skulle gå sönder i marken kan det bildas slukhål eller att byggnader undermineras. Enligt Mansikka & Sarady (2020) är det en försumbar sannolikhet att detta skulle kunna hända exempelvis de kemikaliefyllda cisternerna då de är pålade i marken, förutom råterpentintanken.
Råterpentintanken saknar även invallning men den är placerad precis intill bioreningsdammarna, skulle något hända kommer innehållet att hamna i bioreningsdammarna och ventilen vid den sista dammen kan stängas för att förhindra utsläpp till recipient.
Även RCP 8,5 scenarios maximala förändring av vinters dygnsnederbörd enligt tabell 4 kommer att öka kraftigt sett till normalvärdet. Däremot kan det antas att det är nederbörd i form av snö, som går att köra iväg till en lämplig plats på området i väntan på att det ska smälta.
6.5 Metoddiskussion
Metoden och riskinventeringen hade kunnat förbättras om de platsspecifika undersökningar kunde ha gjorts när området inte var snötäckt, då det hade gett en tydligare bild av eventuella problemområden där exempelvis befintliga slukhål fanns. Även genom mer ingående jämförelse av områdeskarta med både karta över biodammarna och avloppssystemet för att hitta eventuella samband klimatförändringar kunde komma att påverka negativt. Förslag på vidare studier vore att se hur andra delar av bruket kunde komma att påverkas av klimatförändringarna.
7 Slutsats
Resultatet av riskinventeringen visade att det fanns ett antal risker kopplade till klimatförändringarna fram till år 2050. En förändrad havsnivå kan påverka bioreningsdammarna genom att vallarna kan börja erodera och att havsvatten kan komma in i kammaren för nödöverbräddningen och nöta på den inuti. Om havsnivån däremot blir lägre kan ventilen vid eftersedimenteringens utlopp komma att påverkas och även brandvattenintaget kan komma att hamna ovanför vattenytan. Brandvattenintagets placering är dock under åtgärd. En förhöjd havsnivå kan påverka avloppssystemet då det södra dagvattenutloppet med konduktivitetsmätaren delvis kan hamna under vattenytan och även genom att havsvatten kan komma in i nödöverbräddningen vid norra dagvattenutloppet.
Trots en del risker kopplade till havsnivåförändringen visade det sig att BillerudKorsnäs i Kalix kommun tack vare landhöjningen, skulle komma att klara sig bättre än en kuststad i södra Sverige.
En förändring i vindförhållanden sett till maximal byvind kan i dagsläget inte påverka vare sig bioreningsdammarna eller avloppssystemet negativt.
En ökad dygnsmedeltemperatur kan komma att påverka bioreningsdammarna då en högre vattentemperatur påverkar bakterierna och organismerna negativt.
I dagsläget kommer en temperaturförändring inte att påverka avloppssystemet.
Däremot kommer en ökad dygnsnederbörd att belasta avloppssystemet då dagvattenledningarna behöver ta emot och hantera mera regn.
Det som BillerudKorsnäs i Karlsborg behöver beakta och bygga om inom en överskådlig framtid är ventilen vid eftersedimenteringens utlopp och att få ner temperaturen i den första bioreningsdammen. Även att slutföra åtgärden med brandvattenintaget och möjligen även få en komplett och uppdaterad bild av avloppssystemet på området.
Referenser
Bernes, C. (2016) En varmare värld - Växthuseffekten och klimatets förändringar. Stockholm: Naturvårdsverket
BillerudKorsnäs. (u.å.). Karlsborg. Hämtad 2021-02-23. Från https://www.billerudkorsnas.se/om-billerudkorsnas/vara- produktionsanlaggningar/karlsborg
Bryman, A. (2011). Samhällsvetenskapliga metoder. Stockholm: Liber Cardell, M, F., Amengual, A., Romero, R., Ramis, C. (2020). Future extremes of temperature and precipitation in Europe derived from a
combination of dynamical and statistical apporiaches. International Journal of Climatology, 40(10), 4800-4827. Doi: 10.1002/joc.6490
Chen, D., Zhang, P., Seftigen, K., Ou, T., Giese, M., Barthel, R. (2020).
Hydroclimate changes over Sweden in the twentieth and twenty-first
centuries: a millennium perspective. Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography. Doi: 10.1080/04353676.2020.1841410
Hieronymus, M. & Kalén, O. (2020). Sea-level rise projections for Sweden based on the new IPCC special report: The ocean and cryosphere in a changing climate. Ambio 2020 (49), 1588-1600. Doi: 10.1007/s13280-019- 01313-8
Hultman, S (Red.). (1997). Yttre miljöskydd i massa- och pappersindustrin.
Markaryd: Skogsindustrins utbildning i Markaryd AB
IPCC. (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Summary for Policymakers, Technical Summary and Frequently Asked Questions.
Working Group 1 to the Fifht Assemssment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Camebridge University Press: Camebridge Mansikka, L. & Sarady, M. (2020). Säkerhetsrapport för storskalig kemikaliehantering BillerudKorsnäs Sweden AB Karlsborgs bruk 2020.
Anläggning 2514-101 som omfattar massa- och pappersproduktion vid Karlsborgs bruk. (Version 6). Karlsborg: BillerudKorsnäs Sweden AB Nyberg, R. & Tidström, A. (2012). Skriva vetenskapliga uppsatser, examensarbeten och avhandlingar. Lund: Studentlitteratur AB
Pryor, S, C., Barthelmie, R, J., Clausen, N, E., Drews, M. MacKellar, N., Kjellström, E. (2010). Analyses of possible changes in intense and extreme
wind speeds over northern Europe under climate change scenarios. Climate Dynamics, 38, 189-208. Doi: 10.1007/s00382-010-0955-3
Ruosteenoja, K., Markkanen, T., Räisänen, J. (2019). Thermal seasons in northern Europe in projected future climate. International Journal of Climatology, 40(10), 4444-4462. Doi: 10.1002/joc.6466
SMHI. (2018). Vad är rcp. Hämtad 2021-02-15. Från https://www.smhi.se/klimat/framtidens-klimat/vagledning- klimatscenarier/vad-ar-rcp-1.80271
SMHI. (2019). Nytt referenssystem för vattenstånd i havet.
Hämtad 2021-06-03. Från
https://www.smhi.se/nyhetsarkiv/nytt-referenssystem-for-vattenstand-i- havet-1.148346
SMHI. (2020a). Framtida medelvattenstånd. Hämtad 2021-02-15. Från https://www.smhi.se/klimat/stigande-havsnivaer/framtida-medelvattenstand- 1.165493
SMHI. (2020b). Vind och havsvattenstånd. Hämtad 2021-02-15. Från https://www.smhi.se/kunskapsbanken/oceanografi/vattenstand-i-havet/vind- och-havsvattenstand-1.3098
SMHI. (2020c) Årets maximala byvindshastighet. Hämtad 2021-02-22. Från https://www.smhi.se/klimat/klimatet-da-och-nu/klimatindex/arets-maximala- byvindhastighet-1.76698
SMHI. (2021a). RCP scenarier. Hämtad 2021-02-15. Från https://www.smhi.se/kunskapsbanken/klimat/klimatmodeller-och- scenarier/rcp-er-den-nya-generationen-klimatscenarier-1.32914
SMHI. (2021b). Dataserier med normalvärden för perioden 1961-1990.
Hämtad 2021-02-15. Från https://www.smhi.se/data/meteorologi/dataserier- med-normalvarden-1.7354
SMHI. (2021c). Bakgrund till planering för stigande havsnivåer. Hämtad 2021-02-15. Från
https://www.smhi.se/klimat/stigande-havsnivaer/bakgrund-till-planering-for- stigande-havsnivaer-1.165534
SMHI. (u.å.- a). Klimatscenarier - Förändring av årets maximala byvind Norra Norrlands kustland, scenario RCP 4,5. Hämtad 2021-02-22. Från
https://www.smhi.se/klimat/framtidens-
klimat/klimatscenarier/sweden/district/norra-norrlands- kustland/rcp45/year/max-wind-gust
SMHI. (u.å.- b). Klimatscenarier - Förändring av årets maximala byvind Norra Norrlands kustland, scenario RCP 8,5. Hämtad 2021-02-22. Från https://www.smhi.se/klimat/framtidens-
klimat/klimatscenarier/sweden/district/norra-norrlands- kustland/rcp85/year/max-wind-gust
SMHI. (u.å.- c) Klimatscenarier – Förändring av vinterns högsta dygnsmedeltemperatur i Norra Norrlands kustland, scenario RCP 4,5.
Hämtad 2021-02-22. Från https://www.smhi.se/klimat/framtidens- klimat/klimatscenarier/sweden/district/norra-norrlands-
kustland/rcp45/winter/max-daily-mean-temperature
SMHI. (u.å.- d) Klimatscenarier – Förändring av vinterns högsta dygnsmedeltemperatur i Norra Norrlands kustland, scenario RCP 8,5.
Hämtad 2021-02-22. Från
https://www.smhi.se/klimat/framtidens-
klimat/klimatscenarier/sweden/district/norra-norrlands- kustland/rcp85/winter/max-daily-mean-temperature
SMHI (u.å.- e) Klimatscenarier – Förändring av vinterns största
dygnsnederbörd i Norra Norrlands kustland, scenario RCP 4,5. Hämtad 2021-02-22. Från https://www.smhi.se/klimat/framtidens-
klimat/klimatscenarier/sweden/district/norra-norrlands- kustland/rcp45/winter/max-daily-precipitation
SMHI (u.å.- f) Klimatscenarier – Förändring av vinterns största
dygnsnederbörd i Norra Norrlands kustland, scenario RCP 8,5. Hämtad 2021-02-22. Från https://www.smhi.se/klimat/framtidens-
klimat/klimatscenarier/sweden/district/norra-norrlands- kustland/rcp45/winter/max-daily-precipitation
Svenskt Vatten. (2007). Klimatförändringarnas inverkan på allmänna avloppssystem. Underlagsrapport till Klimat- och sårbarhetsutredning.
Stockholm: Svenskt Vatten AB. Från:
https://www.svensktvatten.se/globalassets/dricksvatten/ravatten/m134.pdf
Tyréns. (2018). PM Hydrogeologi, Vallutredning Jakobsberg. Göteborg:
Tyréns AB. Från:
https://karlstad.se/globalassets/karlstad-
vaxer/projekt/detaljplaner2/jakobsberg-vast/pm-vallutredning_tyrens- 20180607.pdf
