Loftslagsmál og orka

Í Bændablaðinu þ. 7. nóvember er fjallað um áform um uppbyggingu vindmyllugarðs með framleiðslu á rafeldsneyti í huga.

Fjarðarorka er með áform um uppbyggingu 570 MW vindmyllugarðs á Fljótsdalshéraði sem á að framleiða rafmagn fyrir framleiðslu á 220 þús. t. af ammóníaki sem eldsneytis á skip ásamt áburðar-framleiðslu sem hliðarafurð. Virkjunarsvæðið nær yfir 87 ferkílómetra, beggja vegna Fljótsdals. Fjárfestir er Copenhagen Infrastructure Partners. Hér verður farið yfir forsendur slíkra framkvæmda og hvort þær séu réttlætanlegar.

Tölfræði orku

Árið 2023 var heildarorkunotkun í heiminum 180 þús. TWh og hefur 8-faldast með veldisvexti frá árinu 1950. Af heildarorkunni er 76,5% jarðefnaeldsneyti, 19,7% endurnýjanleg orka og 3,7% kjarnorka. Til samanburðar er orkunotkun Íslendinga 60 TWh og þar af 60 % jarðhiti, 20 % vatnsorka og 20% jarðefnaeldsneyti. Íslendingar eru í 22. sæti í heiminum í orkunotkun per mann en með hæsta hlutfall endurnýjanlegrar orku eða um 80 %. Þessar tölur miðast við svokallaða frumorku.

Raforkuframleiðsla í heiminum nemur 30 þús. TWh eða um 1/6 af heildarorkunni og þar af eru 60% framleidd með jarðefnaeldsneyti, 30% með endurnýjanlegum orkugjöfum og 10 % með kjarnorku.

Ísland framleiðir 20 TWh sem er 1/1.500 af heildarraforkunni og eru í 1. sæti í raforkuframleiðslu á mann með 99% endurnýjanlega orku. Raforka er skilgreind sem unnin orka sem er mun verðmætari en frumorka. Við það að breyta frumorku í unna orku fást aðeins um 40% orkunnar.

Við útskipti af jarðefnaeldsneyti með rafeldsneyti sem framleitt er með rafmagni þarf að hafa þetta atriði í huga. Mikið orkutap verður í ferlinu þar sem unninni orku er breytt til baka í frumorku sem er brennd með lágri nýtni. Því þyrfti að 10-falda raforkuframleiðslu í heiminum ef skipta ætti út öllu jarðefnaeldsneyti með rafeldsneyti. Ef rafmagn er hins vegar notað beint til að knýja farartæki þarf aðeins 1/4- 1/5 af þeirri raforku.

Skuldbindingar Íslands

Parísarsamkomulagið frá 2017 skuldbindur ríki heims til þess að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda til þess að halda hlýnun jarðar innan við 1,5 oC. Íslendingar fengu úthlutað losunarkvóta frá árinu 2020 sem felur í sér minnkun á losun um 29 % til ársins 2030 m.v. losunina árið 2005. Skv. samningi ESB, Noregs og Íslands var síðar tekin ákvörðun um frekari samdrátt sem nemur 41 % lækkun. Á línuritinu er sýnt hvernig þróunin verður m.v. þessi áform og hvernig við höfum staðið okkur hingað til. Rauða súlan sýnir úthlutaðan losunarkvóta en bláa súlan raunverulega losun og gula súlan sýnir losun m.v. 41 % samdrátt. Árin 2021–23 hafa Íslendingar staðið ríflega við skuldbindingar sínar. Miðað við framhaldið er árlegur samdráttur í losun 120 þús. t. koltvísýrungs. Til viðmiðunar gæti árleg fjölgun rafbíla um 10 þús. árlega numið 1⁄4 þessa magns en heildarbílaeign Íslendinga er um 300 þús. Með áframhaldandi rafvæðingu og tiltekt í sorpmálum, landbúnaði og fiskveiðum er vel mögulegt að standa við þessar skuldbindingar. Ríkisstjórn Íslands hefur einnig tekið ákvörðun um kolefnishlutleysi árið 2040.

Orkuskipti

Í mars 2022 var gefin út skýrsla á vegum Umhverfis-, orku- og loftslagsráðuneytisins með heitinu „Staða og áskoranir í orkumálum“. Megin niðurstöður skýrslunnar eru nokkrar sviðsmyndir fyrir orkuöflun til áranna 2040–2050 og er metið fyrir hvert tilvik hver aukningin þarf að vera í raforkuframleiðslu. Grunnsviðsmyndin krefst 13% aukningar raforkuframleiðslu og miðast við að uppfylla grunnþarfir íslensks samfélags og orkuskipti að hluta. Sú stærsta m.v. grunnþarfir samfélagsins, full orkuskipti á landi, sjó og lofti og þarfir stórnotenda á raforku og orkusækins iðnaðar og krefst 124 % aukningar. Skýrsluhöfundar taka ekki afstöðu til þessara tillagna en fram kemur að ef stefnt er að áframhaldandi hagvexti og sókn í útflutningi sé nauðsynlegt að auka raforkuframleiðslu um 100 MW á ári næstu 20–30 árin.

Samtök atvinnulífsins hafa nýlega hleypt af stokkunum vef sem sýnir ætluð áform um orkuskipti fram til ársins 2040 (orkuskipti. is) til þess að uppfylla þessi áform um kolefnishlutleysi og gera Ísland sjálfbjarga með eldsneyti. Skv. vefnum er nauðsynlegt að auka raforkuframleiðslu á Íslandi um 5 TWh til ársins 2035 og síðan um 16 TWh fyrir full orkuskipti. Núverandi framleiðsla raforku er 20 TWh þannig að um tæplega tvöföldun raforku er að ræða. Ekki kemur fram hvernig sú raforka yrði framleidd en líklegt að það yrði blanda af vatnsafls- og vindorkuverum. Helstu rök fyrir þessari uppbyggingu er að gera Íslendinga óháða innflutningi á orku og spara gjaldeyri sem farið hefur í kaup og innflutning á jarðefnaeldsneyti með framleiðslu á rafeldsneyti. Innflutningur jarðefnaeldsneytis til Íslands nemur um 1,2 mill. t/ári og eru 62% vegna alþjóðaflugs, 18 % vegna skipa, 15% vegna bílaumferðar og 5% vegna stærri tækja.

Rafeldsneyti

Í töflu 1 er yfirlit yfir helstu tegundir fyrirhugaðs rafeldsneytis. Vetni er grunnur fyrir allar aðrar tegundir og er hægt að nota það beint á brunahreyfil eða efnarafal. Þar sem það er í gasformi og er með minna orkuinnihald á líter en fljótandi eldsneyti hentar það síður þar sem rúmmál skiptir máli. Aðrar tegundir eins og ammóníak og metanól hafa hærra orkuinnihald per líter en um helmingi minni en rafolía og eru fljótandi við flestar aðstæður. Framleiðsla vetnis er mjög orkufrek og við frekari vinnslu í aðrar tegundir lækkar heildarnýtni hratt eins og fram kemur í töflunni.

Hagkvæmni „grænnar“ orku

Við framleiðslu á „grænu“ eldsneyti ber að hafa í huga að verið er að umbreyta hærra orkustigi í lægra. Raforka er hæsta stig orku og hægt er að nýta hana til að knýja vélar og rafbúnað beint að mestu án taps. Eldsneyti sem framleitt er með raforku inniheldur efnaorku sem er lægra orkustig. Við bruna eldsneytis myndast varmi sem notaður er til að knýja aflvélar. Aðeins um fjórðungur upprunalegu orkunnar nýtist í þessu ferli en afgangurinn breytist í glatvarma. Framleiðsla á vetni með rafgreiningu er mjög orkufrek og fyrir 1 kg af rafolíu þarf 22-24 KWh raforku. Til þess að framleiða eldsneyti fyrir 1 bensínbíl þarf raforku sem dugir til að knýja 4-5 rafbíla. Á meðfylgjandi mynd er sýnt hlutfall nýtanlegrar orku og glatvarma fyrir þessi orkustig. Þess ber að geta að ef vetni er notað á efnarafal er nýtni 2-falt meiri en fyrir annað rafeldsneyti.

Vindmylluvæðingin

Ef Íslendingar ætla að vera sjálfum sér nógir með rafeldsneyti þyrfti a.m.k. 16 TWh raforku eða 2000 MW sem samsvarar öllu uppsettu afli virkjana í dag. Þar sem vindmyllur eru með mun lakari nýtni en vatnsaflsvirkjanir þyrfti um 5000 MW af uppsettu vindafli eða 700-1.000 vindmyllur m.v. meðal nafnafköst vindmylla 5-7 MW.

Í undirbúningi er fjöldi verkefna fyrir vindmyllugarða og þar af eru 6 í umsagnarferli hjá Skipulagsgátt, samtals 1570 MW, sem samsvarar 2 Kárahnúkavirkjunum. Flest þessara fyrirtækja eru í eigu erlendra fjárfesta sem í mörgum tilfellum ráðgera útflutning á rafeldsneyti.

Slík dæmi eru fjölmörg en ekki hefur neitt þeirra verið samþykkt skv. núverandi leyfisferlum gegnum rammaáætlun og lögum um vindorku nema Búrfellslundur í eigu Landsvirkjunar. Umhverfis- og orkumálaráðherra hefur upplýst að til þess að flýta fyrir orkuskiptum geti ráðherra heimilað að tilteknum virkjunarkostum í vindorku verði vísað til frekari ákvarðanatöku í nærsamfélagi.

Á fundi á vegum Landverndar þ. 24. nóvember sl. þar sem fulltrúar allra flokka voru til staðar kom m.a. fram eftirfarandi: 

• Marka þarf skýra stefnu á Alþingi Íslendinga um vindorku.
• Enginn orkuskortur er á landinu. Ef leyfðir verða vindmyllugarðar verði þeir á fáum og afskekktum svæðum.
• Vindorka verði innan rammaáætlunar og í opinberri eigu. Sameiginleg áætlun verði um auðlindagjöld.
• Um vindorku gildi varúðarreglan. Skýr ákvæði um hvernig orkan verði nýtt.
• Vindorka er óafturkræf framkvæmd. Er skaðleg fyrir ferðaþjónustuna.

Enginn fulltrúi flokkanna lýsti yfir afdráttarlausum stuðningi við þá stórfelldu uppbyggingu sem Samtök iðnaðarins hafa kynnt og sjá má á vefnum orkuskipti.is.

Niðurlag

Til þess að fara í frekari orkuskipti í samgöngum og fiskiskipaflotanum eru allar líkur á að fram komi tækni til að knýja þessa þætti með rafmagni. Fara þarf varlega í uppbyggingu raforku til framleiðslu rafeldsneytis meðan enn er óljóst hver þörfin er í ljósi þróunar í nýtingu raforku beint. Með því að umbreyta dýrmætri raforku í lágorku eldsneyti er verið að sóa dýrmætri auðlind. Það er ljóst að það eina sem réttlætir frekari raforkuframleiðslu er af fjárhagslegum toga og að tryggja raforku fyrir uppbyggingu stóriðju á sviði rafeldsneytis með útflutning í huga. Aðrar leiðir eru færar sem ætti að íhuga áður en farið er í þá vegferð.

Hvaða aðrir möguleikar eru í stöðunni? Þar sem staða okkar í loftslagsmálum er sterk m.v. flestar þjóðir með 80% orkunotkunar í endurnýjanlegri orku og 99% raforkuframleiðslu í endurnýjanlegri orku eru hæg heimatökin að minnka brennslu á olíuafurðum með rafvæðingu á bílaflotanum og notkun metans og lífeldsneytis í flutningabílum og fiskiskipum. Uppbygging vetnisframleiðslu er nauðsynleg til að anna þeim hluta sem ekki er hægt að fullnægja með þessu móti. Þetta er það sem fellur undir samfélagslega ábyrgð og gerð er krafa um. Hvað varðar flutningaskip og flugflotann er það sérstakt viðfangsefni sem við sem þjóð berum ekki ábyrgð á.