Electricity distribution and wildfires : survey of events, challenges, and mitigation

Abstract

Increasingly frequent climate change-related phenomena are aggravating wildfire intensity and frequency across the globe, which is particularly evident in warmer regions of North America, Europe, and Oceania. This troubling context poses new challenges to fire containment programs and operations, as it does to various public and governmental stakeholders, but it also calls for a reassessment of the relation between electricity distribution activities and wildfires. This Bachelor’s thesis utilizes desk research supported on recent literature to investigate and reflect on that renewed relation. It does so by depicting two relevant case studies, one being California’s Kincade Fire, of 2019, and the other one being Portugal’s wildfires of 2017.

Collectively, the case studies suggest that vulnerable or poorly maintained power grids pose substantial wildfire risks to surrounding communities and regions. On the other hand, hot and dry weather, especially when combined with extreme, unpredictable winds, can greatly exacerbate such risks. These circumstances put existing fire containment programs and operations under great pressure, leading to unprepared action and lack of coordination between competent public authorities. Electricity grid innovations that can help mitigate wildfires include the deployment of microgrids and smart grid technologies. The former are valuable for their ability to provide clean and reliable electric supply, while the latter can enhance the monitoring, control, and intelligence capabilities of the grid.

However, first and foremost, effective wildfire mitigation requires more concerted action at both the preventive and operational levels, including investing in scientific research addressing the behaviour and mitigation of wildfires under the new climate change reality, significant advancements at the policy level, to successfully transform research findings and technical recommendations into concrete actions, and revised protocols for handling public authority branches during wildfire emergencies.

Metsäpalo tapaturmien yleisyys on kasvanut ympäri maailmaa ilmastonmuutos nimisen ilmiön seurauksena. Ilmiön jättämät vaikutukset ovat selvästi huomattavissa Pohjois-Amerikan, Euroopan ja Oseanian alueilla, joissa lämpötila on yleisempää lämpimämpi. Tämä on tuonut esille tuoreita ei-toivottuja haasteita metsäpalontorjuntaohjelmalle, tämän toiminnoille sekä hallituksen kuten julkisten sidosryhmille. Syntyneiden haasteiden vuoksi olisi tärkeää uusiksi tutkia sähkönjakeluverkon sekä metsäpalojen välistä suhdetta. Kandidaattityö suoritettiin kirjallisuustutkimuksena ja tutkiakseen kahden edellä mainitun tekijän välistä suhdetta, tutkittiin lähivuosien aikana tehtyjä tutkijoiden havaintoja aiheesta.

Kaksi tapaustutkimusta suoritettiin, joista ensimmäinen on Kalifornian Kincade Fire vuodelta 2019 ja tämän jälkeen analysoitiin vuoden 2017 Portugalin metsäpaloja. Tapaustutkimuksista käy ilmi että huonosti huolletut sähkönjakeluverkot ja ne jotka ovat alttiita vahingoille, toimivat isoina metsäpalon aiheuttajana ja täten ovat vaarallisia lähialueella asuville ihmisille kuin myös eläimille. Metsäpalojen todennäköisyyttä kasvattavat muut tekijät myös kuten lämmin ja kuiva sää yhdessä arvaamattomien ja äärimmäisien tuulien kanssa. Microgridiä sekä älykästä sähköverkkoa on sanottu olevan innovaatioita, joiden käytön avulla voi ennaltaehkäistä mahdollisesti metsäpaloja. Microgrid tarjoaa luotettavaa ympäristöystävällistä sähköä ja älykkään sähköverkon käytön tarkoituksena on parantaa sähköverkon hallintaa ja tämän valvontaa.

Tärkeämpää on kuitenkin uusiin tiedetutkimuksiin investoiminen, joissa käsiteltäisiin metsäpalojen käyttäytymistä nykyajan ilmastonmuutoksen aikana ja näiden ehkäisemistä. Muita toimintoja joita täytyy operatiivisella ja ennaltaehkäisevällä tasolla suorittaa hätätilanteissa metsäpalojen käsittelemiseksi ovat teknisten suosituksien sekä tutkimuksien tuloksien muuntamista konkreettisiksi toimiksi. Myös protokollat täytyy olla päivitettynä metsäpalotilanteissa käsitelläkseen viranomaishaaroja