ORKUVANDAMÁL HEIMSINS

 Líklegar og/eða hugsanlegar lausnir Yfirlit

Viðurkennd staðreynd er að ónýttar kolefnisorkulindir heimsins fara hratt minnkandi  og stefnir í verulegan orkuskort á allra næstu áratugum með þeim afleiðingum að orkukostnaður hækkar mikið og jafnvel er talið að hann muni a.m.k. þrefaldast innan áratugar. Fundur nýrra olíu- og gaslinda breytir ekki þessari staðreynd að neinu marki að mati færustu sérfræðinga á þessu sviði.

Reyndar eru skoðanir vísindamanna  skiptar á því hve lengi olía, gas og kol í iðrum jarðar muni endast ef litið er til stöðugt vaxandi orkuþarfar. Margir telja aðeins 10-20 ár líði þangað til vinnsla þessara orkugjafa nær hámarksafköstum og þegar því marki verður náð muni stöðugt draga úr árlegri vinnslu þeirra  með óhjákvæmilegum verulegum verðhækkunum. Í Bandaríkjunum er vinnsla kolefnisorku úr jörðu þegar komin fram úr hámarksafköstum orkulindanna og því hefur innflutningur olíu frá öðrum löndum stóraukist.

Rétt er að hafa í huga í þessu sambandi að 85% af orku heimsins í dag kemur frá kolefnisorkugjöfum, olíu (40%), gasi (20-25%) og kolum (20-25%). Kjarnorka leggur til um 7% af orkuþörfinni og vatnsafl, jarðhiti, sól, vindur, sjávarföll og olíuorka úr gróðri (korni) o.fl. gefa alls um 8%.

Þá er og rétt að hafa í huga að orkunotkun heimsins mun aukast mjög hratt á næstu árum vegna þróunar í efnahagsmálum einkum í tveimur fjölmennustu ríkjum jarðar, Kína og Indlandi. Má jafnvel gera ráð fyrir um 50% aukningu fram til 2020.

Stærsta hluta ónýttrar olíu og gass í jörðu er að finna í Mið-Austurlöndum og mun ásókn í þessar orkulindir aukast mjög, en ótryggt pólitískt ástand í þessum heimshluta mun vafalítið hafa neikvæð áhrif á aðgang iðnvæddu þjóðanna að þeim. Þetta mun eflaust leiða til stöðugt vaxandi átaka sem enginn veit hvernig enda.

Útlitið er því ekki bjart í orkumálum heimsins og því áríðandi að finna lausn á þessum vanda innan mjög skamms tíma, ef almenn lífskjör á Vesturlöndum eiga ekki að versna til mikilla muna.

 

Eins og áður sagði kemur megin hluti þeirrar orku sem notuð er í heiminum frá kolefnisorkugjöfum eða um 85% (olía, gas og kol). Þessum orkugjöfum fylgir hins vegar mikil mengun, einkum í formi koltvísýrings (CO2 ),  sem veldur hækkun hitastigs á jörðinni með ófyrirsjáanlegum afleiðingum sem jafnvel geta leitt til þess að jarðarkringlan verði lítt byggileg til lengri tíma litið. Þetta eru staðreyndir sem varla er deilt um lengur.

 Hvað er til ráða: Kjarnorka og aðrir orkugjafar

Nærtækasta lausn vandans að sumra áliti er að reisa fjölda kjarnorkuvera sem séð geta mannkyninu fyrir þeirri orku sem nauðsynleg verður til að viðhalda ásættanlegum hagvexti og þeim lífstíl sem við höfum vanið okkur á. Tækni á þessu sviði er mjög þróuð og ekki lengur talin hætta á stórum umhverfisslysum af völdum nýrra kjarnorkuvera, en einn stóran ókost hefur kjarnorkan því mikið magn af kjarnorkuúrgangi kemur frá orkuverunum, sem safnast upp og verður væntanlega stórt vandamál komandi kynslóða.

Þessi lausn verður því að teljast óæskileg og jafnvel óhæf, nema sem bráðabirgða lausn til að brúa bilið þar til aðrir hreinni orkugjafar koma til sögunnar, sem getið verður um hér á eftir.

Önnur lausn á orkuvandanum, sem nokkuð hefur verið þróuð á seinni árum, er ræktun korntegunda til eldsneytisgerðar. Þessari framleiðslu fylgir veruleg koltvísýrings mengun og því varla ásættanlegur kostur í ljósi hlýnunar andrúmsloftsins.

Auk þess hefur þessi leið þann stóra ókost að til ræktunarinnar þarf stór landsvæði, sem annars mætti nýta til fæðuframleiðslu ekki síst fyrir fátækustu íbúa jarðarinnar. Þetta veldur jafnframt hækkun á kornverði til neytenda, sem þegar er farið að gæta og leiðir til matarskorts og jafnvel hungursneyðar víða um heim og er þó ekki ábætandi.

Ekki er því líklegt að þessi eldsneytisframleiðsla verði stunduð í stórum stíl, enda mun hún væntanlega skapa stærra vandamál en hún leysir

 

Mjög er því horft til umhverfisvænna og endurnýjanlegra orkulinda svo sem vatnsorku, jarðhitaorku, sem reyndar eru takmarkaðar orkulindir í ljósi þeirrar miklu orku sem mannkynið kallar á með þeim lifnaðarháttum sem við höfum vanið okkur á og breytum væntanlega ekki ótilneydd.  Vindorka, orka sjávarfalla og sjávarstrauma svo og sólarorka munu einnig leysa hluta vandans, en langt í frá allan vandan. Þessir orkugjafar hafa þann stóra kost að þeir auka ekki við vandamál loftlagsbreytinganna, sem að því er virðist stofnar lífi á jörðinni í umtalsverða hættu til lengri tíma litið.

 Vetni

Ein er sú orkulind, sem sterklega kemur til álita og ekki veldur neinni mengun, en það er vetni og því eðlilegt að mikil áhersla verði lögð á að þróa nýtingu hennar og að leita lausna á þeim tæknivandamálum sem enn er ekki búið að leysa til fullnustu. Gera má ráð fyrir að stutt sé í land með að það markmið náist, jafnvel á allra næstu árum. Þess má geta að mjög mikil áhersla er lögð á þróun vetnisnýtingar og mikið fjármagn lagt í rannsóknir og þróun tæknilegra lausna þar að lútandi. Athyglisvert er að Íslendingar hafa tekið umtalsverðan þátt í vetnisrannsóknum og árið 1999 var sú stefnumörkun kynnt að Ísland verði fyrsta vetnisorkuland veraldar. Ekki er óhugsandi að þessu takmarki verði náð innan ekki of langs tíma, en það mun ef vel gengur vekja mikla athygli um allan heim. Landið mun þannig komast á alheimskortið svo um munar, þar eð nánast öll orkunotkun verður umhverfisvæn.

Þess má geta að vetnið er algengasta frumefni jarðar eða 75% af heildarmassanum. Orkulindin er því í reynd nánast ótakmörkuð og þar af leiðandi verður ekki skortur á vetni til allrar þeirra orkuframleiðslu sem mannkyn þarfnast um ókomnar aldir.

Vetnið er bundið í vatni, kolefnisorkugjöfum og lífverum. Vetnisframleiðsla úr kolefnisorkugjöfum losar koltvísýring og er því ekki fýsilegur framleiðsluferill. Vinnsla vetnis úr vatni með rafgreiningu (elektrólysu) er hins vegar algjörlega mengunarfrír ferill, útkoman vetni og súrefni. Þess ber þó að geta að rafgreiningin þarf raforku sem eðli málsins samkvæmt mengar, ef orkan er framleidd með olíu eða gasi, en er mengunarfrí eða veldur lítilli mengun ef orkan kemur frá orkuverum sem byggja á fallvötnum, jarðhita, sólarorku, vindorku, orku sjávarfalla, hafstrauma  o.fl.

Þessar síðastnefndu orkulindir eru allt orkulindir sem eru til staðar á Íslandi í miklum mæli og standa Íslendingar því vel að vígi og betur en flestar ef ekki allar aðrar þjóðir. Hér er hægt að vinna vetni með umhverfisvænni orku og nýta á öll farartæki landsins bæði á sjó og landi og jafnvel síðar í lofti. Reyndar væri hægt að framleiða hér meira vetni en íslenskt atvinnulíf hefur þörf fyrir og því vel mögulegt að flytja vetni út til Evrópu og draga þar með úr mengun t.d. frá bifreiðum og öðrum flutningatækjum á meginlandinu. Til þess þarf að vísu að halda áfram virkjun fallvatna og jarðhita og hefja nýtingu sjávarfalla og vindorku. Þessar orkulindir eru mishagkvæmar, en fyrirsjáanlegt er að orkuverð um allan heim hækkar verulega og þar með verða þær hagkvæmar til framleiðslu umhverfisvænnar orku til notkunar innanlands og til útflutnings. Einnig mætti hugsa sér að orka frá núverandi virkjunum verði síðar notuð til vetnisframleiðslu, ef það þætti þá áhugavert t.d. til að draga úr mengandi stóriðju.

 

Augljóst er að forsenda vetnisvæðingar á Íslandi er að framleiðendur bifreiða og skipavéla haldi áfram þeirri  þróun sem þegar er í gangi varðandi vetnisvæðingu farartækja á sjó og landi. Mikil tækniþróun hefur átt sér stað á þessu sviði á síðustu árum og bendir flest til þess að bíla- og skipavélar sem nýta vetni sem orkugjafa verði hagkvæmar innan tíðar, en nokkuð er þó enn í land að hagkvæmni slíkra véla sé fullnægjandi, en með fyrirsjáanlega hækkandi verði á bensíni og olíu verður vetnisorkan vafalítið fýsilegur kostur en aðrir orkugjafar mjög nálægri framtíð.

Jafnframt þarf að halda áfram þróun í sambandi við geymslu og flutning vetnisins, en gera má ráð fyrir að á því sviði verði vandamálin leyst á allra næstu árum. Geta má þess að vetnisframleiðsla með rafgreiningu getur farið fram alls staðar þar sem aðgangur að nægjanlegri raforku og vatn er til staðar, það vill segja að víða við hringveginn væri hægt að framleiða vetni til dælingar á bíla. Best væri að sjálfsögðu að vetnisframleiðslan færi fram sem styst frá orkuverunum til að halda orkutapi í raflínum í lágmarki. Framleiðsla fyrir skipaflotann er einnig möguleg í flestum höfnum landsins. Augljóst er því einnig að með þessum hætti dregur verulega úr flutningum eldsneytis á þjóðvegum landsins, en slíkir flutningar eru þegar orðnir umtalsvert vandamál. Hafa má einnig í huga að með vetnisvélum dregur mjög úr hávaða frá umferð og frá vélum fiskiskipa, sem hlýtur að vera verulegur kostur í nútíma samfélagi.

Hér að framan hefur verið rætt um nokkrar leiðir til að bæta orkuástand heimsins og draga um leið úr mengun og hlýnun jarðar, sem er að mati margra stærsta og alvarlegast vandamál mannkyns í dag. Að lokum er kannski ekki úr vegi að minnast á mikla orkusóun sem viðgengst í öllum eða flestum iðnríkjum heimsins. Með því að draga úr sóuninni má vafalítið bæta orkuástandið að einhverju marki. Þessu verður þó auðvitað erfitt að breyta, enda þyrfti til þess umtalsverðar þjóðfélagslegar hugarfarsbreytingar, sem ekki er líklegt að verði nema neyðin reki menn til að breyta um lífsmáta. Málefnið er óneytanlega brýnt og full ástæða til að gefa því góðan gaum.

 

Svavar Jónatansson, verkfræðingur

 

ORKUMÁL OG ORKUNÝTING

Á síðustu vikum hafa stjórnmálamenn og áhugamenn um náttúruvernd og umhverfismál lagt eindregið til að Íslendingar hætti a.m.k. tímabundið öllum framkvæmdum sem snúa að nýrri orkuöflun og nýtingu umhverfisvænna orku í orkufrekum iðnaði.
Þetta “stopp” í virkjanamálum er hugsað að standi þar til sérstök “rammaáætlun um náttúruvernd” hefur verið gerð er leggja á mat á hvað af náttúru landsins skuli varðveita ósnortna fyrir komandi kynslóðir. Eftirtekt vekur að í umræðunni snýst málið fyrst og fremst um vatnsaflsvirkjanir og tengda álframleiðslu. Stefnt virðist að því með öllum tiltækum ráðum að stöðva þá þróun sem hefur í reynd verið ein styrkasta stoðin í uppbyggingu íslensks efnahagslífs síðustu áratugina. Ekki skal þó gleyma eða gera lítið úr uppbyggingu hugbúnaðar- og hátækniiðnaðarins, sem verið hefur ævintýraleg síðustu árin, né svonefndri útrás fjölmargra fyrirtækja á ýmsum sviðum. Útrás sem vafalítið mun verða þjóðhagslega hagkvæm og atvinnuskapandi til lengri tíma litið, en mun þó eðli málsins samkvæmt takmarkast að mestu við  sérmenntaða starfshópa í þjóðfélaginu.
Augljóst virðist að algjört “stopp” eins og nefnt er hér að ofan getur haft afdrifaríkar afleiðingar fyrir atvinnulífið eins og margir hafa reyndar bent á, því við blasir að gerð marktækrar rammaáætlunar um náttúruvernd mun taka langan tíma. Má í því sambandi nefna að vinna við rammaáætlun um orkunýtingu hófst fyrir um áratug og er enn ekki lokið. Náttúruverndaráætlun tekur sjálfsagt varla skemmri tíma, því þar þarf að huga að mörgu og rannsaka margt, áður en ásættanleg niðurstaða fæst. Stoppið gæti því orðið býsna langt.

Þau rök hafa verið færð fram að orkulindirnar, vatnsaflið og jarðhitinn, hverfi ekki frá okkur og því getum við nýtt þær síðar, þegar og ef kynslóðirnar sem við taka telja það nauðsynlegt og æskilegt til að viðhalda ásættanlegri efnahagsþróun. Slík frestun aðgerða hefur auðvitað í för með sér að kynslóðir nútímans munu ekki njóta þeirra efnahagslegu framfara sem aukin orkunýting óumdeilanlega hefur í för með sér.
Hafa ber jafnframt í huga það sem ítrekað hefur verið gerð grein fyrir, þ.e. að orkulindir okkar, vatnsaflið og jarðhitinn, eru hreinar, mengunarfríar orkulindir og því æskilegt að þær verði nýttar til að draga úr notkun olíu og kola sem sýnt hefur verið fram á með óyggjandi hætti að valdi afar neikvæðum loftlagsbreytingum til lengri tíma litið. Hinir svartsýnustu telja jafnvel að, ef  fram heldur sem horfir, stefni í að jörðin verði ill- eða óbyggileg fyrir stóran hluta mannkyns. Þetta eru nú vonandi ýkjur, en þróunin er augljós og okkur ber því að sporna gegn henni eftir mætti.

En hvað er til ráða? Er virkilega svo komið að stöðva beri allar frekari virkjunarfyrirætlanir og nýtingu þeirrar hreinu orku sem við eigum enn ónýtta og mögulegt er að nýta með hagkvæmum hætti? Eigum við að láta náttúruna ósnerta jafnvel um aldur og æfi og fórna þar með efnahagslegum framförum og hagsæld þjóðarinnar? Ef þetta er almenn skoðun í þjóðfélaginu, ættum við að líta betur í kringum okkur því allar framkvæmdir svo sem vegagerð og önnur samgöngumannvirki, framkvæmdir í sveitarfélögum og sumarbústaðahverfum svo og framkvæmdir tengdar landbúnaði og sjávarútvegi hafa áhrif á náttúruna og umhverfi okkar ekki síður en orkuframkvæmdir. Slíkar framkvæmdir vill þjóðin auðvitað ekki stöðva þó sjálfsagt sé auðvitað að haga þeim þannig að sem minnstri röskun valdi í umhverfinu, en það hefur því miður ekki alltaf tekist eins og dæmi sanna.

Ég held ekki að komið sé að þeim tímapunkti að setja þurfi allsherjar stopp á aukna orkunýtingu í landinu. Hins vegar má taka undir það, að skynsmlegt geti verið að hægja nokkuð á. Umsvif í orku- og stóriðjumálum hafa verið með þeim hætti síðustu ár að full ástæða er til að staldra við án þess þó að fara út í algjöra stöðvun framkvæmda á þessu sviði. Rétt er einnig að hafa í huga að miklar sveiflur í orkuframkvæmdum eru óæskilegar fyrir hagkerfið og atvinnuástandið í landinu.

Eins og fram hefur komið virðist a.m.k. nokkur hluti þjóðarinnar vera búinn að fá sig fullsaddan af álverum og því eðlilegt að íhuga hvernig áfram skuli haldið. Næst á dagskrá má telja álver við Húsavík með nýtingu jarðhita í Þingeyjarsýslu. Til álita kæmi ef til vill að nýta vatnsorku Skjálfandafljóts samhliða jarðhitanum, enda kannski óeðlilegt að vera með orkuöflunina alla í einni körfu. Þó jarðhitinn sé vafalítið tryggur orkugjafi er þarna um nýtt jarðhitasvæði að ræða sem reynsla er ekki komin á. Má í því sambandi minna á vandamál Kröfluvirkjunar í upphafi.
Augljóslega stendur Norðausturlandið fremur illa með tilliti til hagvaxtar og atvinnuuppbyggingar. Því virðist álver við Húsavík koma sterklega til álita á allra næstu árum, því ekki hefur verið sýnt fram á að aðrir atvinnuskapandi möguleikar gætu komið í stað álvers og áhugi heimamanna er ótvíræður að því er virðist.

Stækkun álvers í Straumsvík er auðvitað einnig á dagskrá og hefur verið í athugun síðustu árin. Ef stjórnvöld í samráði við Hafnarfjarðarbæ ákveða að leyfa þessar framkvæmdir, sem all mikil andstaða er þó við, virðist augljóst að neðri hluti Þjórsár verði virkjaður, en þar er með hagkvæmum hætti hægt að byggja þrjár rennslisvirkjanir með um eða yfir 240 MW afli. Þessar virkjanir hafa allar farið í gegnum umhverfismat og fengið lögformlega afgreiðslu viðkomandi aðila.
Reyndar er nokkur andstaða við þessar fyrirætlanir, en því verður ekki móti mælt að aðstæður eru þarna á margan hátt hagstæðar. Þjórsá er fullmiðluð og er rennsli hennar í dag neðan Búrfells um 300 rúmmetrar á hverri sekúndu 365 daga á ári. Miðlunarlón verða því engin í Neðri Þjórsá, en inntakslón verður þó að byggja við hverja virkjun og verður vatnsborðhæð þeirra nánast óbreytt allan ársins hring. Lón þessi verða að mestu innan núverandi flóðafarvegs árinnar og rennsli Þjórsár eftir virkjun verður einnig að mestu í farvegi árinnar. Á stuttum köflum neðan virkjana minnkar rennslið þó umtalsvert, en fiskur mun geta gengið upp ána með svipuðum hætti og verið hefur. Aðstæður til virkjunar verða því að teljast hagstæðar og í reynd fremur umhverfisvænar og sambærilegar aðstæður sennilega vart finnanlegar. En verði ekki af stækkun álversins í Straumsvík verður virkjunum í Neðri Þjórsá frestað, væntanlega um óákveðinn tíma.

Rætt hefur verið um álver í Helguvík og Þorlákshöfn og stækkun í Hvalfirði. Þjóðhagslegar forsendur fyrir þessum álverum virðast ekki knýjandi, m.a. vegna viðvarandi þennslu í þjóðfélaginu og þola þau því væntanlega bið þar til einhverskonar þjóðarsátt næst um nýtingu orkulindanna, enda miklar framkvæmdir í vegagerð fyrirhugaðar næstu árin, sem valda þenslu ekki síður en orkuframkvæmdir.

Áberandi er í þessu samhengi sérstakar aðstæður á Vestfjörðum, þar sem möguleikar á orkunýtingu í stærri stíl eru ekki fyrir hendi, en þar eru þó nokkrir smærri virkjunarkostir sem vafalítið verða hagkvæmir innan tíðar, þar sem orkuverð hlítur óhjákæmilega að hækka, jafnvel í nánustu framtíð. Því er spáð að verð  kolefnisorku muni jafnvel tvöfaldast á næstu árum. Tæknivæddu þjóðirnar sem mjög eru háðar  kolefnisorkugjöfum leggja því ofurkapp á að þróa umhverfisvæna orkugjafa. Eru miklir fjármunir settir í rannsóknir og þróun á þeim möguleikum og ekki ólíklegt að sú viðleitni beri árangur innan skamms tíma.
Hér á landi hefur vetnisframleiðsla og vetnisnotkun verið athuguð all ítarlega og telja margir að vetnið verði hagkæmur kostur innan tíðar. Vetnisframleiðsla á Íslandi með okkar hreinu orkulindum hlítur að teljast mjög athyglisverður kostur í alþjóðlegu samhengi og heildarferlið einstaklega umhverfisvænt. Vetnið verður, ef til kemur, framleitt t.d. með vatnsorku, úr vatni og breytt síðan í orku sem knýr bílmótora og skipsvélar án nokkurs mengandi útblásturs. Ferlið er því mengunarfrítt og eins vistvænt og hugsast getur. Ýmsar þjóðir öfunda okkur af þessum sérstöku aðstæðum og hafa Svisslendingar m.a. sýnt áhuga á að koma að þróun slíkra verkefna á Íslandi. Þarna er því hugsanlega komin leið til að nýta okkar hreinu orkulindir til að draga úr mengun andrúmsloftsins með hagkvæmum hætti og gætu smærri og meðalstórar virkjanir á Vestfjörðum nýst vel í þeim iðnaði.
Með hliðsjón af því sem rakið hefur verið hér að framan gæti verið eðlilegt að hægja á orku- og stóriðju framkvæmdum og geyma einhvern hluta orkuforðans þar til framleiðsla vistvæns eldsneytis fyrir bíla- og bátaflotann verður hagkvæm, sem ætti að geta orðið innan “skamms” tíma. Orkufrekur iðnaður er og verður tvímælalaust áhugaverður kostur enn um sinn, en að stöðva framkvæmdir alfarið á þessu sviði, jafnvel þó það verði aðeins tímabundið, getur tæpast talist aðgengilegur kostur, enda líklegt að stór hluti þjóðarinnar hafni þeirri leið. Staðreynd er að íslenska þjóðin gerir miklar kröfur til stöðugt vaxandi hagsældar og mun því varla sætta sig við þá stöðnun sem allsherjar “stopp” orkframkvæmda mun valda.

Brýna nauðsyn ber því til að finna lausn sem góður meiri hluti þjóðarinnar getur sætt sig við, en sú lausn mun vafalítið byggjast á áframhaldandi uppbyggingu orkuiðnaðarins en þó með því að hægja nokkuð á og vanda val og útfærslu hentugra virkjanakosta.

Höfundur er verkfræðingur