Orkubúskapur á Íslandi
Vatnsafl, jarðhiti og eldsneyti
Orkukostir og orkunotkun
Orkubúskapur Íslendinga byggist á jarðhita, vatnsafli og innfluttu eldsneyti. Orkunotkun á hvern íbúa hérlendis er með því mesta sem þekkist og hlutfall endurnýjanlegra orkugjafa er hærra en hjá öðrum þjóðum
Hlutur innlendra orkulinda hefur aukist mikið á undanförnum áratugum. Tæplega 85% af allri orku sem notuð er hér á landi er innlend og kemur frá endurnýjanlegum orkulindum (miðað við árið 2010). Af innlendu orkunni voru 19% af heildarnotkun frá vatnsafli og 66% frá nýtingu jarðvarma og munar þar mestu um hitaveitu til húshitunar. Afganginn, um 15%, fáum við frá innfluttum orkugjöfum, fyrst og fremst eldsneyti, 13,5% (bensín og olía), og munar þar mestu um fiskveiði- og bílaflotana, og 1,6% frá kolum.
Venja er að flokka jarðhita sem endurnýjanlega orkulind því jarðhitinn endurnýjast sífellt þótt sú endurnýjun gangi mishratt frá einu vinnslusvæði til annars. Í öllum tilvikum er jarðhiti hérlendis sjálfbær orkulind er byggir á orkustraumi sem kemur að neðan, úr iðrum jarðar. Til að viðhalda nýtingu um langan tíma er mikilvægt að halda vinnslu innan vissra marka. Sjá nánir umfjöllun í skýrslu um sjálfbæra nýtingu jarðhitans sem unnin var á vegum rammaáætlunar á árinu 2010.
Á sama hátt er vatnsafl sjálfbær orkulind sem byggir á þeim orkustraum sem kemur að ofan, úrkomunni.
Kort yfir orkuhugmyndir úr 2. áfanga rammaáætlunar
Íslenskar orkulindir eru ekki óþrjótandi
Enda þótt Ísland búi yfir miklum ónýttum orkulindum eru þær ekki óþrjótandi. Mat á umfangi og afli orkulindanna er ávallt háð mörgum óvissuþáttum er lúta að mögulegri nýtingu; tæknilegum möguleikum, hagkvæmni og umhverfissjónarmiðum. Lauslegt mat - að gefinni verulegri óvissu - er að nýtanlegt vatnsafl sé í kringum 30-35.000 GWh (gíga-watt-stundir) á ári og jarðhiti til raforkuvinnslu gefi um 25-30.000 GWh á ári - alls á milli 55.000 og 65.000 GWh á ári. Þá er búið að gera ráð fyrir ákveðnum afföllum með tilliti hagkvæmni og umhverfissjónarmiða en mat á "ásættanlegum umhverfisáhrifum" er ávallt umdeilanlegt. Það er enda eitt megin markmið rammaáætlunar um nýtingu vatnsafls og jarðvarma að vega og meta umhverfisáhrif af nýjum virkjunum.
Árið 2010 nam raforkuvinnsla innanlands um 17.000 GWh. Þar af komu tæplega 74% vinnslunnar frá vatnorkuverum og rúm 26% frá jarðvarmavirkjunum. Raforkuvinnsla með eldsneyti nam aðeins broti úr prósentu. Að þessum tölum gefnum, hafa Íslendingar beislað sem nemur tæplega 30% af nýtanlegri endurnýjanlegri orku í landinu - að gefnum óvissuþáttunum að ofan.
Árlegur vöxtur raforkuþarfar vegna almennrar notkunar nemur að jafnaði um 50 GWh á ári. Þeirri þörf mætti sinna með litlum virkjunum sem hefðu hver um sig lítil umhverfisáhrif - þótt annað sjónarmið sé það að ein stór virkjun geti haft minni umhverfisáhrif en margar litlar. Verulegur áhugi er á að nýta orkulindirnar til orkufrekrar stóriðju en margir eru þó á öndverðri skoðun. Í fjarlægari framtíð er m.a. horft til framleiðslu eldsneytis með raforku og jafnvel flutnings hennar um sæstreng til annarra landa.
Með vaxandi orkuþörf samhliða ótta við loftslagsbreytingar vegna losunar gróðurhúsalofttegunda verður endurnýjanleg orka sífellt verðmætari. Æskilegt verður að nýta slíkar orkulindir svo fremi að það sé gert á sjálfbæran og vistvænan hátt. Á sama tíma vex jafnframt þörf og áhugi fólks fyrir útivist og tilvist ósnortinnar náttúru sem mótvægis við þéttbýlt manngert umhverfi. Það er einmitt í þessu samhengi sem mikilvægi rammaáætlunar um nýtingu vatnsorku og jarðvarma kristallast.
Orkutölur 2010
Orkustofnun hefur undanfarin ár gefið út handhægan myndskreyttan upplýsingapésa, Orkutölur, með ýmsum athyglisverðum og forvitnilegum upplýsingum um orkumál Íslendinga. Með því að smella á fyrirsögnina að ofan má nálgast pésann (pdf-skjal) og kynnast orkumálum landsins á auðveldan hátt.
Sjálfbær vinnsla jarðhita (Sjá kaflann um sjálfbærni)
Jarðhita er viðhaldið af samfelldum náttúrulegum orkustraumi og því er hann talinn eiga betur heima í flokki endurnýjanlegra orkulinda en í flokki takmarkaðra orkugjafa. Þessi flokkun er þó ekki einföld því að jarðhiti er í eðli sínu tvíþættur, þ.e. samsettur úr orkustraumi (með varmaburði og varmaleiðni) og varmaforða. Endurnýjun þessara tveggja þátta er mjög mismunandi þar sem orkustraumurinn er stöðugur (endurnýjast jafnóðum) en varmaforðinn endurnýjast tiltölulega hægt. Sá hluti varmaforðans sem viðhelst með varmaleiðni endurnýjast reyndar svo hægt að á tímakvarða mannlegra athafna ætti hann frekar að teljast endanlegur og takmarkaður heldur en endurnýjanlegur. Vægi þessara tveggja þátta í jarðhitaorkuvinnslu er bæði háð jarðhitakerfi og vinnsluálagi. Í svo kölluðum "Hot Dry Rock"-kerfum er vægi forðans yfirgnæfandi en í öflugustu háhitakerfunum í gosbelti Íslands er vægi orkustraumsins mikið.
Í erindi á Orkuþingi 2001 var gerð tillaga um eftirfarandi skilgreiningu á hugtakinu "sjálfbær vinnsla jarðhita" á tilteknu jarðhitasvæði:
"Fyrir sérhvert jarðhitasvæði, og sérhverja vinnsluaðferð, er til ákveðið hámarksvinnslustig, E0, sem er þannig háttað að með lægra vinnslustigi en E0 er unnt að viðhalda óbreyttri orkuvinnslu frá kerfinu yfir mjög langt tímabil (100-300 ár). Sé vinnsluálag meira en E0, er ekki unnt að viðhalda óbreyttri orkuvinnslu svo lengi. Jarðvarmavinnsla minni en eða jöfn E0 er skilgreind sem sjálfbær vinnsla en vinnsla umfram E0 er ekki sjálfbær."
Skilgreining þessi tekur hvorki til hagrænna atriða, umhverfismálefna né tækniþróunar en búast má við að slíkir þættir sveiflist mikið í tímans rás. Skilgreiningin tekur til allrar vinnanlegrar orku og er því í raun háð eðli þess kerfis sem um er fjallað en ekki álagsþáttum eða nýtni. Hún er einnig háð vinnsluaðferð sem getur falið í sér sjálfrennsli eða dælingu (upp úr jörðinni) , niðurdælingu (affallsvatni skilað aftur í jörð) eða vinnslu með hléum. Gildi E0 er óþekkt fyrir fram en það má meta út frá þekktum gögnum, þ.e. með líkanreikningum. Vísindamenn er þó á eitt sáttir um að endanleg sjálfbær vinnslugeta fáist aðeins fram með rannsóknar-borunum og frekari vinnslumöguleika skuli meta í ljósi reynslunnar. Ákjósanlegasta nálgunin sé því að byrja hægt og auka nýtingu smám saman. Þessa leið er þó örðugt að feta þegar verið er að mæta eftirspurn stór-notenda (t.d. stóriðju) og miklum fjárfestingarkostanði sem hlýst af rannsóknum og byggingu orkumannvirkja.
Þessi einfalda skilgreining á hugtakinu sjálfbær nýting jarðhita byggist á því að fyrir sérhvert jarðhitakerfi séu til einskonar vinnslumörk þannig að hægt sé að halda vinnslunni nokkurn veginn í jafnvægi í langan tíma - sé vinnslan undir þeim mörkum. Reynslan frá mörgum jarðhitasvæðum síðustu áratugi styður þetta en hún hefur sýnt að með því að halda vinnslu innan ákveðinna marka er hægt að halda viðkomandi jarðhitakerfum nokkurn veginn í jafnvægi í mjög langan tíma. Lokatakmark þessara hugleiðinga er að meta hve mikla jarðhitaorku sé unnt að vinna á sjálfbæran hátt á Íslandi. Til þess þarf þó viðameiri vinnu. (Byggt að mestu á niðustöðuskýrslu. 1. áfanga, bls. 68-69.)
Þess skal getið að innan Orkustofnunar hefur síðustu misseri starfað vinnuhópur þar sem fjallað er um sjálfbærni jarðhitans en rammaáætlun tengist náið þeirri vinnu. Vinnuhópurinn skilaði skýrslu um sjálfbæra nýtingu jarðhitans á árinu 2010.
Sjálfbær vinnsla vatnsorku
Við vatnsorkuvinnslu er hringrás vatnsins nýtt og hún er drifin af sólarorku. Frumaflið er óháð því hvernig vatnið er notað og þar með er vatnsorkan sem slík endurnýjanleg, þ.e. sjálfbær, a.m.k. á fyrirsjáanlegum tímakvarða.
Á Íslandi er árstíðasveifla í rennsli vatnsfalla í flestum tilvikum í öfugu hlutfalli við eftirspurn eftir raforku - eftirspurn er meiri yfir vetrarmánuðina. Þetta er leyst með því að geyma vatn sem rennur fram yfir sumarmánuðina til vetrarins og vatninu miðlað milli árstíða í miðlunarlónum. Stærstu vatnsföll á Íslandi eru jökulár og þess vegna fylgir sá böggull skammrifi að með tímanum fyllast miðlunarlón af aur-framburði. Það breytir ekki eðli rennandi vatns sem endurnýjanlegrar auðlindar þótt ofantaldar aðstæður dragi smám saman úr afrakstri virkjunar verði ekkert að gert.
Í alþjóðasamfélaginu hafa verið skiptar skoðanir um hvernig á að flokka vatnsorku í þessu tilliti. Almennt er viðurkennt að fella megi nýtingu vatnsorkukosta í flokk endurnýjanlegra orkukosta ef aurfylling og landnotkun eru óveruleg. En hvað er óverulegt í þessu tilliti? Einn mikilvægur mælikvarði er eflaust endingartími virkjunar. Hvað er hæfilegt í því sambandi, t.d. í samanburði við endingartíma annarra orkugjafa?
Um þetta efni er starfandi vinnuhópur á vegum alþjóðavatnsorkusambandsins (IHA) og á Orkustofnun aðild að starfinu sem þar er unnið.
Hafa má uppi efasemdir um að nýting vatnsorkukosta sé sjálfbær ef hún hefur mjög neikvæð áhrif á samfélag manna eða vistgæði, t.d. ef flytja þarf burt fólk í stórum stíl og mikilvæg náttúrufarsleg gildi eru í húfi. Ef endurheimting náttúrulegs umhverfis vatnsorkukostanna er nærtæk er með meiri vissu hægt að tala um sjálfbæra virkjun. Þá verður einnig að hafa til hliðsjónar að ósnortin náttúra eins og við þekkjum hana er í sífelldri þróun og er vart sjálfbær í merkingunni "ævarandi" nema á einhvern skilgreindan tímakvarða. Náttúran er víða í hraðri mótun í togstreitu uppbyggingar og rofs. Dettifoss á t.d. eftir að hverfa í þeirri mynd sem hann er nú. Allar fjörur landsins eiga eftir að breytast; hverfa og nýjar að myndast gangi spár eftir um loftslagsbreytingar af völdum gróðurhúsaáhrifa. (Úr niðurstöðuskýrslu 1. áfanga, bls. 70.)
Heildarorkugeta í vatnsafli og jarðhita
Af framangreindu má ráða að engin ein skilgreining er fyrir hendi sem svarar spurningunni hvað það er sem skilur á milli sjálfbærra og ósjálfbærra virkjunarhugmynda. Hins vegar má með samanburði greina hvort tiltekin virkjunarhugmynd sé sjálfbærari en önnur. Opið og gegnsætt ákvörðunarferli á að leiða fram kosti og ókosti valkosta. Í skýrslu alþjóðlegrar nefndar um stórar stíflur (World Commission on Dams) er að finna leiðbeiningar um hvernig á að haga umfjöllun og ákvörðunartöku til að tryggja niðurstöðu sem er samfélaginu hagfelld. Fyrsta stigið í ákvörðunartökunni felst í því að staðfesta hvort meint þörf fyrir vatn og orku sé raunveruleg og æskileg. Ef svarið er "já" þá ber á öðru stigi að greina alla hugsanlega valkosti til að mæta tiltekinni þörf og velja þann sem er talinn hafa jákvæðar ("góðar") fjárhagslegar, félagslegar og umhverfislegar forsendur. Frá þessu sjónarhorni er samanburður virkjana í rammaáætlun aðferð sem gæti stuðlað að því að orku verði aflað með sjálfbærari hætti. (Úr niðurstöðuskýrslu 1. áfanga, bls. 70.)