Hvað má loftslaginu til bjargar verða ?

Nýlega var haldin ráðstefna í Póllandi í héraði, þar sem mikil loftmengun er frá kolakyntum raforkuverum. Þetta var framhald Parísarráðstefnunnar í desember 2015; fjölmennar voru báðar og mengandi, en árangur óáþreifanlegur, enda umræðuefnið ekki það, sem máli skiptir.  Höfuðatriðið hér er, hvernig á að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda, og þar leika raunvísindamenn aðalhlutverkið, en embættismenn og stjórnmálamenn manna ræðupúltin og hinar fjölmennu, rándýru og ósjálfbæru ráðstefnur til að ræða stefnur og markmið. 

IEA (The International Energy Agency-Alþjóðlega orkumálastofnunin) áætlar, að heimslosun CO2 í ár, 2018, nái nýjum hæðum, sem sýnir haldleysi fagurgala á fjölmennum ráðstefnum.  Megnið af losuninni stafar af orkuvinnslu- eða orkunýtingarferlum. 

Árið 2014 nam þessi losun 36,2 mrðt (milljörðum tonna), og var rafmagnsvinnsla 37,6 % þar af, en hitt, 62,4 %, skiptist á milli samgangna, 26,1 %, iðnaðar 22,7 %, húsnæðishitunar 9,2 % og annars 4,4 %. Þessar hlutfallstölur eru nytsamlegar til að gera sér grein fyrir viðfangsefninu, sem felst í að stöðva hitastigshækkun lofthjúps jarðar af mannavöldum með engri nettólosun gróðurhúsalofttegunda eigi síðar en 2050.

Það er óhjákvæmilegt fyrir heimsbyggðina að grípa til róttækra ráðstafana til að gera rafmagnsvinnsluna kolefnisfría.  Það hefst aldrei með fjölgun vind- og sólarorkuvera einvörðungu.  Kjarnorkan verður að koma til skjalanna.  Verið er að þróa kjarnorkuver með mun minna geislavirkum úrgangi og styttri helmingunartíma geislavirkni hans, sem að auki eru öruggari í rekstri en úraníum-kjarnorkuverin.

Í samgöngunum munu rafknúnir bílar taka við, og vetnið mun knýja stærri samgöngutæki eða tilbúið eldsneyti  úr vetni og koltvíildi/koleinildi, CO2 t.d. frá jarðgufuverum.  Rafgeymarnir mynda flöskuháls í framleiðsluferli rafmagnsbíla, og þess vegna verður fyrirsjáanlega að grípa til vetnisrafala í bílum í einhverjum mæli. Stórir bílaframleiðendur í Asíu þróa nú slíka tækni. 

Í iðnaðinum stendur yfir mikil þróun til að losna við kolefni úr framleiðsluferlinu. Þar gegnir vetni lykilhlutverki. Alcoa og Rio Tinto hafa stofnað þróunarfélag, Elyses, til að þróa álvinnslu án kolefnisskauta og reyndar án vetnis líka.  Með eðalskautum, sem hafa a.m.k. 15 sinnum lengri endingu en kolefnisskautin, mun myndast súrefni við rafgreiningu súráls í stað koltvíildis frá kolaskautunum.  Annars myndast tiltölulega lítið af gróðurhúsalofttegundum við vinnslu áls í heiminum; aðeins um 300 MtCO2eq/ár eða 0,8 % allrar orkutengdrar losunar koltvíildis.  Ef álnotkun í landfarartækjum heimsins hefur leitt til 5 % eldsneytissparnaðar þessara farartækja, þá jafngildir sú minnkun gróðurhúsalofttegunda helmingi losunar frá öllum framleiðslustigum álsins.  

Í mörgum löndum fer megnið af orkunotkun heimilanna til upphitunar eða kælingar. Hitunarferlið er í mörgum tilvikum knúið jarðgasi.  Á Norð-Austur Englandi er þróunarferli hafið, sem snýst um að leysa jarðgasið af hólmi með vetni.  Leeds-borg hefur forystu um þetta.  Þarna er markaðstækifæri fyrir Íslendinga, því að talið er, að árið 2020 muni verð vetnis hafa hækkað úr núverandi 1,35 USD/kg í 2,30 USD/kg vegna aukinnar eftirspurnar og hærri framleiðslukostnaðar úr jarðgasi vegna kolefnisgjalds.  Við þetta verð fást 46 USD/MWh af rafmagni, en til samanburðar er listaverð Landsvirkjunar núna á forgangsorku 43 USD/MWh.

Talið er, að núverandi vetnisframleiðsla þurfi að tífaldast hið minnsta vegna orkuskiptanna.  Hún fer hins vegar nú aðallega fram með vinnslu úr jarðgasi (95 %), en þarf að verða með rafgreiningu fyrir tilstilli sjálfbærs rafmagns.  Heimsframleiðsla á vetni þarf þannig að nema 600 Mt/ár um 2050 með rafgreiningu.  Ef Íslendingar ákveða að leggja baráttunni við gróðurhúsaáhrifin á erlendri grundu lið með því að virkja t.d. 10 TWh/ár (helmingurinn af núverandi raforkuvinnslu, þriðjungurinn af orkugetu nýtingarflokks Rammaáætlunar) til að knýja vetnisframleiðslu hérlendis og flytja megnið utan samanþjappað, þá þarf til þess 65 kWh/kg, og hægt verður að framleiða 150 kt/ár af H2 (vetni) á flutningstæku formi.  Þetta er aðeins 0,03 % af áætlaðri markaðsþörf, en myndi hjálpa Englendingum talsvert við að vetnisvæða upphitun húsnæðis á NA-Englandi.  Þetta gæfi að lágmarki útflutningstekjur að upphæð 345 MUSD/ár eða 43 mrðISK/ár. 

Með þessu móti mundu Íslendingar teygja sig mjög langt við að aðstoða ríki við orkuskiptin, sem vantar endurnýjanlega orku.  Þetta mundi að óbreyttu þýða, að við þyrftum að ganga á biðflokk virkjana fyrir eigin orkuskipti og 4 TWh/ár fyrir vetnisframleiðslu til eigin nota fyrir t.d. stærri samgöngutæki á landi ásamt vinnuvélum, skipum og flugvélum auk vaxandi orkuþarfar vegna aukinna umsvifa á landinu.

 

 

 

Athugasemdir

[Halldór Jónsson, 27.12.2018 kl. 14:37]

Ertu viss um það Kollege Bjarni að ekki sé hagkvæmt að leiða vetnið héðan í röri yfir Atlantshafið? Verður það ekki miklu ódýrara og með minni töpum en rafmagn um sæstreng? Bandamenn pípuðu öllu eldsneyti sínu frá Englandi til Frakklands í Evrópusinnrásinni og Þýskarar höfðu ekki hugmynd um það.Er þá ekki vetnið það sem koma skal?

[Bjarni Jónsson, 27.12.2018 kl. 15:07]

Nei, kollega Halldór, ég er ekki viss um það.  Það verður að meta stofnkostnað og rekstrarkostnað við rörlögn og taka þar með orkukostnaðinn við dælinguna.  Árlegan kostnað per tonn þarf að bera saman við árlegan kostnað við vetnisflutninga með skipi.  Mér sýnist þróunin kalla á mjög aukna rafgreiningu vetnis með endurnýjanlegu rafmagni.  

Það er stórmerkilegt, að bandamönnum skyldi takast að dæla eldsneyti í rörum til Normandí 1944, lengi vel án vitundar Wehrmacht eða Abwehr.  Þetta eru hins vegar innan við 50 km á grunnsævi, en samt tæknilegt og hernaðarlegt afrek í þá tíð.  

[Hallgrímur Hrafn Gíslason, 27.12.2018 kl. 15:42]

Er thotíum raforkuver ekki komin vel á legg erlendis, eða eru þau orkuver bara á tilraunastigi.   Er sú orka kanski ekki lífvænleg af því að það verða engin hernaðarleg aukaafurðir eins og varð til með kjarnorkunni

[Bjarni Jónsson, 27.12.2018 kl. 21:45]

Það eru nokkur ár síðan tekinn var upp þráðurinn, þar sem frá var horfið við þróun þóríum-kjarnorkuvera. Upphaflega var það held ég bandaríski flotinn, sem þróaði þessa tækni til að knýja hérskip.  Ég veit ekki betur en sú tækni sé enn talin vera afar efnileg fyrir raforkuvinnslu í stórum og litlum stíl.  Fljótlega upp úr 2020 má búast við þeim á almennan markað, nema eitthvert babb komi í bátinn.  Þau fela í sér gríðarlega hagsmunaárekstra við jarðefnaeldsneytisiðnaðinn, og þess vegna getur gengið á ýmsu áður en þóríum-verin ná fótfestu á markaðinum. 

[Skúli Jóhannsson, 29.12.2018 kl. 14:24]

Samkvæmt þínum tölum: Heildarlosun 36,2 miat/a. Raforka 36,2 x 37,6% = 13,6 miat/a. Álvinnsla 0,300 miat/a. Hlutfall 0,3/13,6 = 2,2%.

Hvernig fékkstu út 0,8% ?

[Skúli Jóhannsson, 29.12.2018 kl. 14:31]

Varðandi kjarnorkuna þá ættu menn á þessu stigi í umræðunni að halda sig við þekktar lausnir, sem er uranium (og jafnvel plutonium).

[Bjarni Jónsson, 29.12.2018 kl. 15:35]

Þú ert með vitlausan nefnara, Skúli.  Álvinnsla: 0,3/36,2=0,8 % af heildarlosun orkutengdra ferla.  

Það er djúpstæður ótti við úraníum-tæknina um allan heim, svo að það er mjög eðlilegt, að horft sé til öruggari kjarnorku með minna geislavirkum úrgangi og með styttri helmingunartíma geislunar, þegar reynt er að þróa orkuver, sem raunverulega geta leyst kola- og gasorkuver af hólmi.

[Skúli Jóhannsson, 31.12.2018 kl. 16:45]

Þetta með álvinnsluna og losunina hefði mátt vera skýrara hjá þér.

Í dag eru 430 uranium kjarnorkuver í gangi sem framleiða 11% af raforku heimsins. 60 ára reynsla.

Ekki eitt einasta þórium kjarnorkuver er starfandi í heiminum í dag og þar af leiðandi engin reynsla komin þar á.

Þannig að ekki er innistæða fyrir því að tala þóríum upp að þessu leyti um leið og uranium er talað niður.