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