Vind­orka sker sig úr öðrum orkukostum vegna hag­kvæmni og sveigj­an­leika

Miðað við tækni­legan áreið­an­leika og upp­lýs­ingar um hag­kvæmni eru einkum þrír orku­kostir til að mæta fyr­ir­sjá­an­legri raf­orku­þörf Íslend­inga sem nú standa öðrum framar og unnt er að hrinda í fram­kvæmd sam­hliða öðrum á næstu árum. Þetta er orku­fram­leiðsla með vind­orku, litlum vatns­orku­verum og varma­dælum. Hver þess­ara þriggja aðferða hentar best til­teknum aðstæðum en þær geta einnig farið vel saman.

Þetta kemur fram í nýrri skýrslu Þórdísar Kol­brúnar R. Gylfa­dóttur ferða­mála-, iðn­aðar- og nýsköp­un­ar­ráð­herra um nýjar aðferðir við orku­öflun sem birt var í dag.

Í skýrsl­unni kemur fram að vind­orka skeri sig úr öðrum kostum vegna hag­kvæmni og sveigj­an­leika. Hún geti hentað til orku­fram­leiðslu þar sem þörf er fyrir lítið upp­sett afl, til að mynda innan við 10 mega­vött, og einnig til að mæta þörf sem er yfir 200 mega­vött í stóru vind­orku­veri. Þarna á milli séu ótal mögu­leikar, meðal ann­ars upp­bygg­ing í hag­kvæmum áföngum.

Jafn­framt segja skýrslu­höf­undar að eft­ir­spurn eftir raf­orku sé nú umfram fram­boð. Ef unnt á að vera að mæta auk­inni almennri eft­ir­spurn næstu ára­tugi vegna fólks­fjölg­unar, tækni­þró­unar, nýrra umhverf­is­vænna atvinnu­hátta og orku­skipta þá þurfi að auka raf­orku­fram­boð. Miðað við orku­spá til árs­ins 2050 gæti ný orku­þörf orðið um 3.800 gíga­vatt­stundir á ári umfram það sem nú er. Þetta svarar til um rúm­lega einni og hálfri Búr­fells­stöð sem er stórt orku­ver með 270 MW upp­sett afl og 2.300 GWst orku­vinnslu­getu á ári. „Ef hefð­bundnum kostum í jarð­varma og vatns­afli fer fækk­andi er tíma­bært að huga að nýjum end­ur­nýj­an­legum kostum til að mæta fyr­ir­sjá­an­legri þörf,“ segir meðal ann­ars í skýrsl­unni.

Skýrslan er samin að beiðni Alþingis og fjallar sem áður segir um nýjar aðferðir við orku­öflun. Einkum er fjallað um nýt­ingu vind­orku, sjáv­ar­orku og varma­orku með varma­dælum. Einnig er stutt umfjöllun um aðra mögu­leika sem skipt geta auknu máli við orku­öflun á kom­andi árum. Gerð er grein fyrir stöðu og lík­legri fram­tíð­ar­þróun hag­nýt­ingar þess­ara orku­gjafa og fjallað um marg­vís­leg tækni­leg og umhverf­is­leg úrlausn­ar­efni sem huga þarf að. Þau snerta meðal ann­ars nátt­úru­far, stað­ar­val, rekstur og förgun.

Einnig er fjallað um lög og laga­legt umhverfi leyf­is­veit­inga. Skýrslan var unnin í atvinnu­vega- og nýsköp­un­ar­ráðu­neyt­inu með aðkomu Nýsköp­un­ar­mið­stöðvar Íslands, Orku­stofn­unar, Sambands íslenskra sveit­ar­fé­laga, Samorku og fyr­ir­tækja innan vébanda þeirra.

Bygging vindorkuvera afturkræf

Allir þættir sem lúta að umhverf­is­þáttum, hönnun, bygg­ingu, rekstri og förgun vind­orku­vera eru vel þekktir og segir í skýrsl­unni að bygg­ing vind­orku­vera sé aft­ur­kræf. „Vind­orku­ver vinna með vind­hraða á bil­inu 3–25 m/sek. en með­al­nýt­ing er um 35 pró­sent og mið­ast við fræði­lega hámarks­nýt­ingu sem sam­svarar því að vindur væri ávallt við hámarks­vind­hraða,“ segir í skýrsl­unni. Ekki sé þó hægt að reka raf­orku­kerfi sem bygg­ist ein­göngu á vind­orku. Annar stöð­ugur orku­gjafi, eins og vatns­orka, þurfi að tryggja grunnafl og mæta álagstoppum. Þegar vind­orkan kemur inn minnki vatns­orku­fram­leiðslan jafnt og þétt.

Framboð af vind­orku er mest að vetri, sam­kvæmt skýrslu­höf­undum, þegar vatns­staða í lónum er lág en minnst á sumri til þegar vatns­bú­skapur er góður. Þessa tvær fram­leiðslu­að­ferðir fara því vel saman.

Enn fremur kemur fram í skýrsl­unni að afhend­ingar­ör­yggi raf­orku sé ekki nægi­lega gott. Veik­leikar séu í flutn­ings­kerf­inu og þörf sé á auk­inni raf­orku­fram­leiðslu í nokkrum lands­hlutum. Aukin nýt­ing vind­orku geti gjör­breytt þess­ari kröppu stöðu með litlum og með­al­stórum vind­orku­verum. „Bygg­ing­ar­tími vind­orku­vers er til­tölu­lega stuttur og unnt er að auka orku­fram­leiðslu í áföngum eins og þörf er á til að mæta auk­inni eft­ir­spurn. Sjóðandi lágvarmi og lítil og með­al­stór vatns­orku­ver geta styrkt þetta sam­spil orku­öfl­unar enn frekar.“

Styrkur í að kanna smærri virkjunarkosti

Í skýrsl­unni kemur fram að um allt land hafi vaknað áhugi á virkj­unum vatns­falla sem eru allt frá nokkrum kíló­vöttum og upp í fáein mega­vött. Tugir hug­mynda hafi komið fram enda eru virkj­anir undir 1 mega­vatti und­an­þegnar ákvæðum raf­orku­laga um leyfi til að reisa og reka raf­orku­ver sem ein­faldar aðkomu lít­illa fram­leið­enda. Að auki þurfi þær ekki að tengj­ast flutn­ings­kerfi raf­orku og því geti verið styrkur í því að horfa til stað­bund­inna lausna og kanna smærri virkj­un­ar­kostir sem kunna að vera í boði.

Skýrslu­höf­undar segja að orku­fyr­ir­tæki hafi sýnt þessum litlu fram­leið­endum áhuga enda fari hags­munir þeirra saman, þ.e. að bæta úr brýnni svæð­is­bund­inni þörf fyrir aukið afhend­ingar­ör­yggi sem víða standi í vegi fyrir far­sælli atvinnu- og búsetu­þróun. Þrátt fyrir að smáar vatns­afls­virkj­anir hafi ekki mikið að segja þegar á heild­ina er litið þá sé mik­il­vægi þeirra þeim mun meira í svæð­is­bundnu sam­hengi.

Nýta má lághita til raforkuframleiðslu

Víða um land er að finna jarð­hita sem er um og rétt yfir 100°C. Hann hefur verið not­aður í stað­bundnar hita­veitur en nokkuð lengi hefur verið ljóst að þennan lág­hita má einnig nýta til raf­orku­fram­leiðslu, segir í skýrsl­unni. Þá séu önnur efni, sem eru með lágt suðu­mark og mik­inn gufu­þrýst­ing við lágt hita­stig, nýtt til að bæta afköst. Þetta séu einkum amm­on­íak og efna­sam­bönd vetnis og kolefnis. Úr verði sjóð­andi lág­hiti í svoköll­uðu tví­vökva­kerfi.

Fram­leiðsla raf­orku úr lág­hita virð­ist vera að fá aukið vægi sem bæta muni nýt­ingu jarð­hita­auð­lind­ar­innar. Varma­dælur eigi mögu­leika á að vinna sér veiga­mik­inn sess í svæð­is­bundnu sam­hengi og í heild­ar­orku­fram­leiðslu lands­ins. Þær geti átt þátt í að tryggja hag­kvæma orku­fram­leiðslu og orku­ör­yggi. Varma­dælur geti til dæmis leyst af hólmi raf­kyntar hita­veitur sem kosta rík­is­sjóð nú um 200 millj­ónir króna á ári.

Varmadælur byggjast á þekktri og margprófaðri tækni

Varma­dælur byggj­ast á þekktri og marg­próf­aðri tækni við fram­leiðslu hita­orku, sam­kvæmt skýrslu­höf­undum. Varmi er fluttur frá stórum varma­lindum sem búa yfir frekar lágum hita. Með varma­dælu er hit­inn hækk­aður og fluttur til smærri og heit­ari varma­þega. Þannig er unnt að flytja varma­orku með minni raf­orku en þyrfti til að hita varma­þeg­ann beint og spara þar með­raforku hlut­falls­lega.

Nýting varma­dælna er sögð fyrst og fremst til að mæta kröfu um orku­skipti við hús­hitun á stöðum þar sem hita­veita er ekki til staðar og hita þarf með nið­ur­greiddu raf­magni, eða þar sem hita­veita annar ekki auk­inni eft­ir­spurn. Í skýrsl­unni kemur fram að síð­ari kost­ur­inn sé sér­stak­lega hag­kvæmur þar sem til­tölu­lega hátt upp­hafs­hita­stig lækki kostnað við hita­hækk­un­ina. Sama gildi þar sem unnt er að nýta bak­vatn í lok­aðri hringrás hita­veitu. „Í raun má segja að ekk­ert upp­hafs­hita­stig í varma­lind­inni sé tækni­lega úti­lokað en því lægra sem það er því hærri verður kostn­að­ur­inn við hita­hækk­un­ina.“

Orka sjávar mikil en umhverfið tærandi

Enn önnur virkj­un­ar­leið er nefnd í skýrsl­unni en þróun tækni til að virkja sjáv­ar­orku á hag­kvæman hátt hefur sam­kvæmt henni vaxið fiskur um hrygg síð­ustu ára­tugi. „Fjöldi þró­un­ar­verk­efna er í gangi og ótal útfærslur hafa litið dags­ins ljós. Sjáv­ar­falla­virkj­anir sem nýta straum í afmörk­uðum far­vegi eru einu full­þró­uðu sjáv­ar­orku­verin og eru nokkur slík starf­rækt í sjó. Þær byggj­ast á hreyfi­orku þar sem hverf­ill er settur í straum (straum­virkjun) eða stöðu­orku þar sem straum­rás er stífluð og hæð­ar­munur virkj­aður (stíflu­virkjun),“ segir í skýrsl­unni.

En jafn­framt kemur fram að þótt orka sjávar sé mikil sé umhverfið tær­andi og slít­andi fyrir allan búnað sem setur þró­un­inni nokkrar skorður auk fleiri þátta. Framtíð sjáv­ar­orku­virkj­ana sé nokkuð óljós vegna sam­keppni frá öðrum kostum.

Þróa þarf áfram endurnýjanlegt eldsneyti

End­ur­nýj­an­legt elds­neyti eins og líf­dís­ill eða met­anól eru nokkuð sér á báti í þess­ari umfjöllun enda ætlað til notk­unar í sam­göngum fremur en til raf­magns­fram­leiðslu fyrir heim­ili eða fyr­ir­tæki. Engu að síður er skýrslu­höf­undum ljóst að þróa þurfi áfram fram­leiðslu þess hér á landi einkum þegar unnt er að nota inn­lendar upp­sprettur eins og sorp­hauga og búfjár­úr­gang. Sama gildi um föngun og hag­nýt­ingu koltví­sýr­ings sem til verður í málm­vinnslu og jarð­hita­virkjun. Í fram­tíð­inni muni sam­göngu­tæki lík­lega verða drifin áfram af end­ur­nýj­an­legu elds­neyti, raf­magni og vetni.