Milljónir lítra af olíu brenndar vegna lítilla miðlana í raf­orku­kerfinu

Landsvirkjun greindi rétt fyrir jól frá því að hún hyggist skerða afhendingu á raforku til stórnotenda á suðvesturhorni landsins, Elkem, Norðuráls og Rio Tinto og ennfremur fjarvarmaveitna. Skerðingin hefjist 19. janúar og getur staðið allt til 30. apríl. Ástæðan er að Þórisvatn fylltist ekki í haust. Áður hafði verið gripið til þess að stöðva afhendingu víkjandi orku til fiskimjölsverksmiðja og gagnavera sem stunda rafmyntagröft. Þetta er ekki í fyrsta skiptið sem þetta gerist og má segja að það sé að verða árlegur viðburður að stöðvuð sé afhending raforku til fiskimjölsverksmiðja og fjarvarmaveitna og þeim gert að brenna olíu í stað þess að nýta umhverfisvæna raforku. Þannig brennum við að óþörfu nær árlega milljónum lítra af olíu fyrir milljarða kr. Meiri miðlun á þeim ám sem eru virkjaðar myndi tryggja órofna afhendingu raforku allt árið.

Staðan í núverandi raforkukerfi

Tafla 1 sýnir afl og orkuframleiðslu á Íslandi 2022. Vatnsorka sér okkur fyrir 14.196 GWh, 70% af raforkunni og jarðhitinn 5.916 GWh, 30%. Aðrir orkugjafar, vindmyllur, sólarorka og olía eru hverfandi. Áhugavert er að skoða hvað nýtingin á afli er mismunandi. Sem betur fer þarf mjög sjaldan að grípa til varaafls og nýtingin á dísilstöðvum sem keyra á olíu er minna en 1%. Nýting á vindrafstöðvum, einkum tvær vindmyllur Landsvirkjunar við Búrfell, er aðeins 34,4% eða um þriðjungur af tímanum. Það þarf ekki að koma á óvart þegar haft er í huga að sumir mælar við Svartsengi sem mæla jarðskorpuhreyfingar sendu ekki merki dögum saman þar sem sól var lágt á lofti og ekki blés á vindmillur. Jarðhitavirkjanir eru með mikla nýtingu á afli 89% enda er jarðhitinn óháður úrkomu, veðri og vindum og eigendur sjá sér hag í því að framleiða sem mesta raforku með þeim búnaði sem fjárfest hefur verið í.

Vatnsaflið er með 77% nýtingu á afli. Þrátt fyrir að það þurfi að bera allar sveiflur í raforkuþörf, dægursveiflur sem kalla á meiri raforku á daginn en nóttinni, vikusveiflur sem kalla á meiri raforku á virkum dögum en um helgar þegar mörg fyrirtæki loka og árstíðarsveiflur sem skapast vegna þess að það er dimmt og kalt á veturna en bjart og hlýrra á sumrin. Það má því færa rök fyrir því að auka þurfi afl í vatnsaflsstöðvum og sérstaklega ef vindurinn verður virkjaður að ráði. Fyrir hvert MW í vindorku þarf MW að vera til taks í vatnsorku auk miðlunar til þess að taka við keflinu þegar ekki blæs.

Miðlun í raforkukerfinu og samanburður við Noreg

Tafla 2 sýnir samanburð á raforkuframleiðslu, orku og miðlun á Íslandi og Noregi, sem framleiðir tíu sinnum meiri raforku með vatnsafli en við. Án Svalbarða er Noregur 3,2 sinnum stærri en Ísland og vatnsorkuframleiðsla Noregs því þreföld á við Ísland miðað við stærð. Munurinn er þó enn meiri þegar kemur að afli og miðlun.

Vatnsorkuver í Noregi eru með sextánfalt afl miðað í Ísland og sautján sinnum meiri miðlun í uppistöðulónum, 87.400 GWh meðan við eru með 5.000 TWh. Geymd orka í miðlunum er hlutfalslega rúmlega tvöföld í Noregi miðað við Ísland. Hlutafall raforkuframleiðslu sem rúmast í miðlunum í Noregi er 55,6% en aðeins 24,8% á Íslandi. Þessu þarf að breyta með því að auka mikið við miðlanir á Íslandi. Ef vel ætti að vera þyrftu þær að rúma allt að 10 TWh miðað við núverandi kerfi og notkun og þessi tala þyrfti síðan, vegna orkuskipta, að aukast enn meir í framtíðinni.

Þessi bága staða miðlana er tilkomin vegna mikillar andstöðu við miðlunarlón. Sú andstaða varð til þess að ekki varð af miðlun í Jökulsá í Fljótsdal á Eyjabökkum sem líkanreikningar sýndu þó að var nauðsynleg til þess að fullnýta orkuna í Jökulsá á Fljótsdal og Jökulsá á Brú. Líkanreikningarnir sýndu að það þarf stóra miðlun á Eyjabökkum, sem er mjög hagkvæmt stíflustæði, til viðbótar við miðlun við Kárahnjúka. Ekki var gerð miðlun við Eyjabakka en þess í stað var lónið við Kárahnjúka hækkað úr 615 m. yfir sjó í 625m. sem dugðir þó alls ekki til að miðla rennsli beggja jökulánna. Til marks um hve mikil áhrif takmarkanir á miðlunum í Jökulsá í Fljótsdal hafa má nefna að um 1600 GWh af orku runnu ónýttar til sjávar frá Kárahnjúkavirkjun sl. sumar í stað þess að vera geymdar til vetrarins. Þetta samsvarar rúmlega tvöfaldri áætlaðri orkuframleiðslu Hvammsvirkjunar 720 GWh.

Til þess að miðlun sé hagkvæm og umhverfisvæn þarf hún að vera í mikilli hæð svo fallorkan verði mikil og ennfremur djúp svo það séu mörg tonn af vatni á hvern ferkílómetra. Þannig má geyma mikla orku í tiltölulega litlu lóni. Hver ferkílómetri af lóni rúmar milljón tonn fyrir hvern metra í dýpt. Blåsjø í Noregi er gott dæmi um stóra miðlun sem er hlutfalslega lítil að flatarmáli, 84 ferkílómetrar eða nokkru minni en Þórisvatn en miðlar 7,8 TWh af orku sem er mun meira en allar miðlanir á Íslandi til samans. Þó eru miðlanirnar við Kárahnjúka og í Blöndu hvor um sig um 57 km2 og Þórisvatn 86 km2. Þetta skýrist af því að Blåsjø er hátt yfir sjó, mesta vatnshæð 1.055 m og lægsta 930. Vatnsborðið getur sveiflast um 125 m og hver km2 geymir því allt að 125 milljónir tonna af vatni. Vatnsboð i Þórisvatni getur sveiflast milli 562m og 579m. Hver km2 rúmar því mest 17 milljónir tonna og fallhæðin er mun minni en í Blåsjø.

Hvað er til ráða. Það þarf að rannsaka skipulega hvar á hálendi Íslands er hægt að koma fyrir miðlunum í mikilli hæð og með möguleika á miklum hæðarmun frá lægstu til hæstu stöðu sem tryggir mikla miðlaða orku á hvern km2. Í millitíðinni má nýta Þórisvatn betur með því að veita meira vatni í það þannig að það fyllist á hverju hausti. Margsinnis hefur verið bent á að veita Þjórsá í Þórisvatn (Norðlingaölduveita) með lítilli stíflu. Auka miðlun Kárhnjúkavirkjunar með lóni á Eyjabakkaum, sem yki orkugetu kerfisins á við tvær Hvammsvirkjanir.

Höfundur er eðlisfræðingur og fyrrum starfsmaður Vatnsorkudeildar Orkustofnunar.