Ársfundur ÍSOR 2008

Sjálfbær jarðhitanýting

Guðni Axelsson

Eðlisfræðingur og deildarstjóri

ÍSOR

Ársfundur ÍSOR Akureyri

28. mars 2008

Ársfundur ÍSOR 2008

SJÁLFBÆR ÞRÓUN

Hugtakið kemur fyrst fram í Bruntland-

skýrslunni (World Commission on Environment

and Development, 1987: Our Common Future):

„Sjálfbær þróun er þróun sem fullnægir þörfum

samtíðarinnar án þess að skerða möguleika komandi

kynslóða til að fullnægja sínum þörfum.”

Mikilvægi einhvers konar sjálfbærrar þróunar

fyrir jarðarbúa stöðugt ljósara.

Ársfundur ÍSOR 2008

SJÁLFBÆR ÞRÓUN

Tvíþætt hugtak:

(1) Auðlindir séu nýttar á hófsaman hátt.

(2) Umhverfinu

sé ekki

spillt.

„Frumstæðir”

þjóðflokkar lifa

gjarnan skv.

þessu hugtaki!

Ársfundur ÍSOR 2008

SJÁLFBÆR ÞRÓUN OG JARÐHITINN

Áratuga reynsla og rannsóknir hafa sýnt að nýta má

jarðhitann á sjálfbæran hátt.

Almennt er þó hugtakið sjálfbær jarðhitanýting

notað á misvísandi hátt - er líka tískuorð.

Opinberlega viðurkennda skilgreiningu og/eða

lagagrunn vantar - hugtakið notað að geðþótta.

Endurnýjanleika og sjálfbærni oft ruglað saman.

Hagkvæmniathuganir sjá ekki langt fram í tímann.

Ársfundur ÍSOR 2008

SJÁLFBÆR VINNSLA JARÐHITANS

Hægt að nýta á sjálfbæran hátt, því nýtt “jafnvægis-

ástand” kemst oft á eftir að nýting hefst.

Vinnslan stundum ágeng og ekki hægt að viðhalda.

Valgarður Stefánsson frumkvöðull umfjöllunar á Íslandi.

Vinnuhópur Orkustofnunar

setti fram skilgreiningu árið

2001 þar sem sjálfbær

jarðhitavinnsla er skilgreind

sem orkuvinnsla sem hægt

er að viðhalda í 100–300 ár.

Ársfundur ÍSOR 2008

DÆMI: JAFNVÆGI EÐA ÁGENG VINNSLA

Laugarnes

(Reykjavík)

Geysers

(Kalifornía)

Ársfundur ÍSOR 2008

TÍMAKVARÐINN

Tímakvarði skilgreiningarinnar (100-300 ár) er lengri

tímakvarði en afskriftartími virkjana (30-50 ár).

Styttri en Íslandssagan (1000 ár) eða tímaskali með

jarðsögulega tilvísun, t.d. tíminn frá ísaldarlokum (10.000 ár).

Þannig er sjálfbær vinnslugeta töluvert meiri en náttúrulegt

innstreymi í viðkomandi kerfi.

Magnús Ólafsson (Ljósmyndasafn Reykjavíkur)

Ársfundur ÍSOR 2008

UM SJÁLFBÆRA NÝTINGU

A. Sjálfbær vinnslugeta jarðhitakerfa er óþekkt við upphaf

vinnslu, en má meta út frá fyrirliggjandi gögnum um innri

gerð og eðli kerfanna og gögnum um viðbrögð þeirra við

vinnslu. Þó ekki hægt að meta með vissu fyrr en eftir

nokkurra ára/áratuga vinnslu.

B. Sjálfbær vinnslugeta er háð

vinnslutækni (vinnsluaðferð og

tækniframförum). Niðurrennsli/

niðurdæling affallsvatns eykur

oftast vinnslugetu. Með dýpri

borholum (4-5 km) má væntan-

lega ná meiri orku í framtíðinni.

Ársfundur ÍSOR 2008

AÐFERÐIR VIÐ SJÁLFBÆRA JARÐHITANÝTINGU

(1) Stöðug vinnslu undir sjálfbæru mörkunum [mörkin óþekkt

í upphafi, sjaldan raunhæfur kostur].

(2) Þrepauppbyggingu vinnslunnar upp að sjálfbæru

mörkunum [æskileg aðferð, getur þó ekki alltaf mætt

kröfum orkumarkaðarins].

(3) Ágeng vinnsla og hlé á víxl [líkanreikningar hafa sýnt að

eftir tímabil ágengrar vinnslu endurheimti jarðhitakerfi að

meira eða minna leyti fyrra ástand, þ.e. áhrifin eru að

verulegu leyti afturkræf, ágeng vinnsla er frekar í takt við

virkjun háhitasvæða á Íslandi í dag].

(4) Skert vinnsla eftir styttra tímabil ágengrar vinnslu.

Ársfundur ÍSOR 2008

Fjórar mögulegar aðferðir til að nýta jarðhita á sjálfbæran hátt: (1) Með stöðugri vinnslu undir sjálfbæru mörkunum, (2) með þrepauppbyggingu vinnslunnar, (3) með ágengri vinnslu og hléum á víxl og (4) með skertri vinnslu eftir

styttra tímabil ágengrar vinnslu.

Ársfundur ÍSOR 2008

Skýringarmynd sem sýnir hvernig sjálfbær vinnslugeta jarðhitakerfa er háð vinnsluaðferð (t.d. niðurdælingu) og

tækniframförum (t.d. dýpri borun). Einnig sýnt hvernig auka má orkuvinnsluna í skrefum

Ársfundur ÍSOR 2008

MAT SJÁLFBÆRRAR VINNSLUGETU

Líkanreikningar eru öflugasta tækið til að meta sjálfbæra

vinnslugetu.

Grundvöllur áreiðanlegra reikninga eru nákvæm og

yfirgripsmikil gögn um jarðfræðilega byggingu, eðlisástand

og ekki síst viðbrögð við vinnslu.

Viðbragðsgögn mikilvægust, þurfa að ná yfir a.m.k. nokkur

ár ef mat á að vera áreiðanlegt.

Aðeins hægt að meta gróflega sjálfbæra afkastagetu

jarðhitakerfa, sem ekki hafa enn verið nýtt.

Er hægt að setja skilyrði um sjálfbæra nýtingu þegar

virkjanaleyfi eru veitt?

Ársfundur ÍSOR 2008

DÆMI: NESJAVELLIR

Nýting hófst 1990, nú 120 MWe og 400 MWt.

Núverandi vinnsla ekki sjálfbær, ekki hægt að halda

óbreyttri, með sömu tækni, í 100-300 ár.

Líkanreikningar sýna að áhrif eru þó að mestu afturkræf

(sjá mynd).

Hægt að nýta

Nesjavelli skv.

vinnsluaðferð (3),

þ.e. ágeng vinnsla

með hléum.

Ársfundur ÍSOR 2008

ATHUGASEMDIR(i) Skoða þarf sjálfbæra vinnslugetu stærri svæða, t.d.

sjálfbæra vinnslu jarðhita í landshluta.

(ii) Reikna þarf með áhrifum milli aðliggjandi vinnslusvæða við langtímavinnslu.

(iii) Ef einstök jarðhitakerfi eru nýtt á ágengan hátt þurfa að vera tiltæk önnur kerfi, sem nýta má meðan þau fyrrnefndu eru hvíld.

(iv) Ef nýting er aftur á móti skv. skrefahugmyndinni verður þörf á því að uppbyggingin sé samtímis á mörgum svæðum, vegna þess hve skrefin eru lítil.

(v) Niðurrennsli/dæling eykur oft sjálfbæra vinnslugetu.

Ársfundur ÍSOR 2008

ÖNNUR LÖND

Ísland: Opinberlega viðurkennd skilgreining ekki

tiltæk, umræða og rannsóknir í gangi.

Nýja Sjáland: Sjálfbær jarðhitanýting í skoðun,

miða við a.m.k. 100 ár.

Filippseyjar og El Salvador: Áhersla á umhverfis-

og samfélagsleg áhrif.

Er til skoðunar víða annar

staðar (ESB og USA),

þó á frumstigi.

Ársfundur ÍSOR 2008

VINNA Í GANGI

Vinnuhópur jarðhitaþróunarsamnings Alþjóða-

orkumálastofnunarinnar (IEA-GIA): Stefnt að

tveimur vinnufundum þar sem langar vinnslusögur

og niðurstöður líkanreikninga verða teknar fyrir.

Niðurstöður birtar í greinum í fagtímariti 2009.

Faghópur Orkustofnunar og Rammaáætlunar um

sjálfbæra nýtingu jarðhita: Þverfaglegur hópur með

þáttöku Orkustofnunar, ÍSOR, háskóla og

orkufyrirtækja.

Ársfundur ÍSOR 2008

Takk fyrir!