c

Pistlar:

6. maí 2018 kl. 14:08

Ketill Sigurjónsson (hreyfiafl.blog.is)

Virkjanir vegna sæstrengs

Í umræðu um mögu­legan raforku­streng milli Íslands og Bret­lands, oft nefnd­ur Ice­Link, hef­ur tölu­vert ver­ið fjall­að um flutn­ings­getu og raf­orku­þörf slíks sæ­strengs. Minna hefur verið fjall­að um það hvað­an raf­orkan fyrir streng­inn myndi koma; hvaða virkj­ana­fram­kvæmd­ir þyrfti að ráð­ast í til að næg orka væri fyrir kapal­inn. Um það er fjall­að í þess­ari grein.

Eldri sviðsmynd er að einhverju marki orðin úrelt

Ítarlegustu upplýsingarnar sem birst hafa til þessa um hvað þyrfti að virkja fyrir sæ­streng­inn má sjá í yfir­liti Orku­stofn­unar frá 2016 (sem fyrst og fremst byggir á upp­lýs­ing­um frá Lands­virkjun). Sú sviðs­mynd sem þar birt­ist er þó líklega að hluta til orðin úr­elt. Því þar er gert ráð fyrir að raf­orkan frá Þeista­reykja­virkjun verði nýtt fyrir streng­inn, en sú raf­orka er nú þegar að mestu seld til kísil­vers PCC á Bakka við Húsa­vík.

Sú sviðsmynd sem kynnt er í þess­ari grein um það hvað­an raf­orka fyrir sæ­streng gæti kom­ið, er sú sem grein­ar­höf­und­ar álítur hvað raun­hæfasta. Þó ber að hafa í huga að ýms­ar for­send­ur geta hæg­lega breyst og raunveruleg orkuöflun fyrir sæ­streng gæti því orðið með öðrum hætti.

Tekið skal fram að í sviðs­mynd­inni sem hér birt­ist er bæði mið­að við raf­orku­þörf sæstrengs og til­lit tek­ið til þeirrar auknu inn­lendu eftir­spurn­ar sem Orku­spár­nefnd gerir ráð fyrir. Og í því sambandi er við­mið­un­ar­árið 2025, enda segir fyrir­tæk­ið Atl­antic Super­Connect­ion það ár geta orðið fyrsta rekstra­rár sæ­strengs­ins. Það er að vísu ansið bratt að unnt yrði að ljúka öll­um nauð­syn­leg­um fram­kvæmd­um vegna sæ­strengs fyrir það tíma­mark. En þó svo strengn­um myndi seinka, yrði raf­orku­þörf þessa 1.000 MW strengs sú sama.

1.000 MW sæstrengur

Í umfjöllun um sæstreng­inn hefur reyndar verið nokk­uð mis­mun­andi hvaða stærð af kapli er miðað við. Sjá hefur mátt töl­ur frá 800 MW upp í 1.200 MW. Eðli máls­ins sam­kvæmt má gera ráð fyrir að eftir því sem streng­ur­inn yrði stærri (flutn­ings­get­an meiri) muni meiri raf­orka fara um streng­inn. Og um leið meira flutt út af raforku fram­leiddri á Íslandi og því meiri raf­orku­þörf. Í þess­ari grein er mið­að við að kapall­inn yrði 1.000 MW. Þetta er sama stærð eins og meðal­talið sem gef­ið er upp á vef LV og líka sama stærð eins og mið­að var við í skýrslu Kviku banka.

Raforkuþörf sæstrengs er um 5.800 GWst

Fræðilega séð gæti sæ­streng­ur upp á 1.000 MW flutt ná­lægt 9 þús­und GWst af raf­magni árlega, þ.e. ef hann væri ávallt full nýtt­ur (og ekk­ert orku­tap). Nýt­ing á svona strengj­um er þó jafn­an mun minni og er gjarn­an gert ráð fyrir um 65% nýt­ingu. Enda álít­ur LV lík­legt að kapall­inn myndi nýt­ast til að flytja út um 5.700 GWst árlega. Að auki myndu, að mati Landsvirkjunar, um 100 GWst tap­ast við flutn­ing­inn á raf­ork­unni til strengs­ins. Inn­lend raf­orku­fram­leiðslu­þörf vegna kapals­ins yrði því, að mati LV, um 5.800 GWst. Í skýrslu Kviku banka var gert ráð fyrir enn­þá meiri út­flutn­ingi eða allt að 7.000 GWst. Tala LV virðist raun­hæf­ari og er mið­að við hana í þess­ari grein.

Nauðsynleg aflaukning að lágmarki um 1.100 MW

Rétt eins og á við um flutn­ings­tækið sæ­streng, er nýt­ing fram­leiðslu­tæk­is­ins virkj­ana mis­jöfn. Það er m.ö.o. mis­jafnt hversu vel afl virkj­ana nýt­ist í hverri virkj­un fyrir sig. Nefna má að sam­kvæmt upp­lýs­ing­um frá Orku­stofn­un er með­al­nýt­ing afls íslenskra vatns­afls­virkj­ana ná­lægt 66%. Í þeirri sviðs­mynd sem hér er kynnt myndi þurfa nýtt afl upp á um 1.100 MW til að upp­fylla raf­orku­þörf upp á 5.800 GWst.

Sú tala (1.100 MW) rímar nokkuð vel við sviðs­mynd LV (sem Orku­stofn­un hef­ur líka kynnt). Þar er reynd­ar gert ráð fyrir enn­þá meiri afl­þörf, en sá mun­ur skýr­ist aðal­lega af því að í sviðs­mynd LV er gert ráð fyr­ir aðeins meiri vind­orku en í sviðs­mynd grein­ar­höf­und­ar. Og að í sviðs­mynd grein­ar­höf­und­ar er gert ráð fyrir meira vatns­afli en LV gerir (þar skipt­ir Holta­virkj­un mestu máli). Það má því líta á tölu grein­ar­höf­und­ar sem al­gert lág­mark. Og að lítið megi út af bregða til að afl­þörf sæ­strengs yrði í reynd aðeins meiri en um­rædd 1.100 MW.

Aflþörfin gæti verið nær 1.300 MW

Mögulega yrði aflþörfin fyrir 1.000 MW streng sem sagt nokkru meiri en áðurnefnd 1.100 MW og jafn­vel tölu­vert meiri (ca. 10-20% meiri). Hér má hafa í huga að í skýrslu Kviku banka var gert ráð fyrir afl­þörf upp á um 1.450 MW. En þar var vel að merkja líka gert ráð fyrir tölu­vert meiri nýt­ingu á strengn­um en LV ger­ir. Með vik­mörk í huga og u.þ.b. 65% nýt­ingu á 1.000 MW sæ­streng, má sem sagt ætla að hann myndi kalla á nýjar virkj­ana­fram­kvæmd­ir sem sam­tals yrðu a.m.k. 1.100 MW og mögu­lega allt að 20% meira eða nálægt 1.300 MW.

Bæði nýjar virkjanir og stækkun eldri virkjana

Umrætt afl, hvort sem það yrðu 1.100 MW eða nær 1.300 MW, myndi ann­ars veg­ar verða í formi nýrra virkj­ana og hins vegar yrði hluta aflsins bætt við í eldri virkj­anir. Nýju virkj­an­irnar yrðu lík­lega blanda af vatns­afls­virkj­un­um, jarð­varma­virkj­un­um og vind­myll­um. Að mati LV yrðu um 270 MW í nýjum hefð­bundnum vatns­afls- og jarð­varma­virkj­unum og um 449 MW yrðu vind­myllur ásamt óhefð­bundnum vatnsafls- og jarð­varma­virkj­unum (litlar rennslis­virkj­an­ir og lág­hita­virkj­an­ir). Loks yrði um 401 MW bætt við nú­ver­andi vatns­afls­virkj­an­ir. Sam­kvæmt LV yrði afl­aukn­ing­in í eldri virkj­unum mest í Kára­hnjúka­virkj­un (Fljóts­dals­stöð), en afgang­ur afl­aukn­ing­ar­innar myndi dreif­ast á nokkrar virkj­anir á Þjórsár- og Tungna­ár­svæðinu.

Hvaðan eiga þessar 5.800 GWst að koma?

Þær upplýsingar sem birst hafa opin­ber­lega um hvern­ig unnt sé að upp­fylla raf­orku­þörf sæ­strengs hafa verið mjög gróf­ar. Í skýrslunni sem Kvika banki vann fyrir stjórn­völd kom fram að hátt hlut­fall af raf­ork­unni myndi koma frá nýj­um jarð­varma­virkj­un­um og vind­myllu­görð­um, en mjög tak­mark­að­ur hluti frá nýjum vatns­afls­virkj­un­um. Í sviðs­mynd LV hef­ur aftur á móti ekki verið greint þarna á milli nýrra jarð­varma­virkj­ana og vatns­aflsvirkj­ana. Við vitum því ekki hvaða virkj­anir það nákvæm­lega eru sem LV horf­ir til vegna sæ­strengs. En hin grófa sviðs­mynd LV er að eftir­far­andi fram­kvæmd­ir geti skil­að um­ræddum 5.800 GWst fyrir sæstreng (tölur skv. sviðsmynd greinarhöfundar eru í sviga):

  • 2.100 GWst (2.145) komi frá nýjum hefðbundnum virkj­unum.
  • 1.800 GWst (1.759) komi frá nýjum óhefðbundnum virkj­unum.
  • 1.900 GWst (1.900) komi með nýjum hverfl­um í nú­ver­andi virkj­unum og bættri nýt­ingu miðl­un­ar­lóna.

Island-raforkuthorf-fram-til-2025-med-saestreng_Hreyfiafl-2018Á grafinu hér til hliðar má sjá sviðs­mynd grein­ar­höf­und­ar um hvern­ig upp­fylla mætti þessa auknu raf­orku­þörf. Þegar miðað er við að sæ­srengur yrði kom­inn í rekstur 2025 er rétt að minn­ast þess að skv. Orku­spár­nefnd er áætl­að að fram til þess tíma muni raf­orku­eft­ir­spurn hér inn­an­lands auk­ast um u.þ.b. 1.700 GWst frá því sem var 2017. Sam­tals þyrfti því að auka raf­orku­fram­boð á Íslandi um u.þ.b. 7.500 GWst til að upp­fylla sam­an­lagða inn­lenda raf­orku­þörf 2025 og raf­orku­þörf sæstrengs. Í sviðsmynd grein­ar­höf­und­ar er gerð grein fyrir þessari auknu inn­lendu orkuþörf í lið A í töflunni (sbr. einnig fyrri skrif um þetta). Eftirfarandi er nánari útlistun á því hvernig orkuþörfinni yrði mætt:

Aukin innlend eftirspurn: Um 1.700 GWst (A)

Á töflunni eru fyrst (merkt A) tilgreindar virkjanir sem geta uppfyllt vöxt­inn í raf­orku­þörf hér inn­an­lands fram á 2025. Þær virkj­an­ir eru, auk nýju Búr­fells­virkj­un­ar og Þeista­reykja­virkj­un­ar sem nú er veri­ð að ljúka við, sam­bland af litl­um vatns­afls­virkj­un­um (ca. þrjár tals­ins með afl sem næmi um 25 MW), vind­myll­um (ca. 100 MW) og ein jarð­varma­virkj­un (ca. 50 MW) sem gæti t.a.m. ver­ið virkj­un HS Orku í Eld­vörp­um.

Þess­ar virkj­an­ir myndu vel að merkja geta skil­að nokkru meiri fram­leiðslu en þeim 1.733 GWst sem Orku­spár­nefnd mið­ar við, eða alls um 2.000 GWst. Sá mun­ur er eðli­leg­ur í því ljósi að bæði litlu vatns­afls­virkj­an­irnar og vind­myllu­garð­ar eru lík­legir til að skila nokk­uð sveiflu­kenndri fram­leiðslu. Það skal áréttað að auðvitað má hugsa sér ýmsa aðra möguleika um það hvernig mæta skal aukinni raforkuþörf hér innanlands.

Nýjar hefðbundnar virkjanir fyrir sæstreng: Um 2.100 GWst (B)

Þær nýju „hefðbundnu“ virkj­anir sem myndu skila um 2.100 GWst fyrir sæ­streng­inn (merkt B í töflunni hér að ofan) gætu orðið fimm virkj­anir; Hvamms­virkjun (ca. 93 MW) og Holta­virkjun (ca. 57 MW) í Þjórsá, Blöndu­veitu­virkjun (ca. 30 MW) og nýjar jarð­varma­virkj­anir í Kröflu (ca. 45 MW) og Bjarnar­flagi (ca. 45 MW). Sam­an­lagt má ætla að þess­ar fimm virkj­anir myndu fram­leiða um 2.145 GWst ár­lega, þ.e. ná­lægt þeim 2.100 GWst sem LV álít­ur að koma þurfi frá nýjum hefð­bundnum virkj­un­um. Og þetta yrðu þá mögulega fimm nýjar hefð­bundnar virkj­anir sem bein­lín­is yrðu reist­ar vegna sæ­strengsins.

Nýjar óhefðbundnar virkjanir fyrir sæstreng: Um 1.800 GWst (D)

Þá er komið að s.k. óhefð­bundnum virkj­un­um (sbr. liður D í töflunni að ofan). Í áætlunum sínum gerir LV ráð fyrir að megn­ið af „óhefð­bundnum“ virkj­un­um fyrir sæ­streng verði í formi vind­myllu­garða. Að auki gerir fyrir­tækið ráð fyrir að unnt verði að reisa litlar vatns­afls­virkj­anir og lág­hita­virkj­anir til að mæta raf­orku­þörf sæ­strengsins.

Sviðsmynd greinarhöfundar hér fylgir þessum áætl­un­um LV í megin­atrið­um, en gerir þó ráð fyrir að þessar „óhefð­bundnu“ virkj­an­ir myndu út­vega ör­lít­ið minni raforku (þ.e. 1.759 GWst, en skv. áætl­un­um LV eiga þær að út­vega um 1.800 GWst). Mun­ur­inn þarna er svo lítill að hann er ef­laust inn­an óvissu­marka LV og sviðs­mynd­irnar því sam­bæri­legar.

Nýir hverflar og bætt nýting vegna sæstrengs: 1.900 GWst (C)

Afgangurinn sem vantar til að uppfylla raf­orku­þörf sæ­strengs­ins fæst með bættri nýt­ingu nú­ver­andi vatns­afls­kerf­is (merkt C í töflunni að ofan). Þetta ger­ist annars vegar með því að stýra miðl­un með öðrum hætti en gert er í hinu nú­ver­andi af­lok­aða ísl­enska raf­orku­kerfi. Vegna þess að kerf­ið er nú ein­angrað og LV þarf að tryggja mjög áreiðan­lega raf­orku­afhend­ingu til stór­iðj­unnar, eru stóru ísl­ensku vatns­afls­virkj­an­irnar í reynd hann­aðar þann­ig að miðl­un­ar­lón­in eru nokkru stærri en væri ef LV hefði haft að­gang að t.d. evrópsku vara­fli um sæ­streng. M.ö.o. þá gæf­i sæ­streng­ur­inn færi á að ná meiri raf­orku út úr hinu stóra kerfi miðl­un­ar­lóna hér.

Um leið gæfist tækifæri til að minnka mjög það vatn sem nú flæðir stund­um á yfir­falli þegar miðl­un­ar­lón hér fyll­ast. Til að nýta þetta allt sem best myndi LV bæta hverfl­um (túrbínum) í bæði Fljóts­dals­stöð og í nokkrar nú­ver­andi virkj­an­ir á Þjórsár- og Tungna­ár­svæð­inu. Sam­tals áætl­ar LV að sú afl­aukn­ing gæti orðið um 400 MW (sem yrðu vel að merkja miklar fram­kvæmd­ir). Og LV áætl­ar að heild­ar­aukn­ing fram­leiðsl­unn­ar vegna bættrar nýt­ing­ar nú­ver­andi vatns­afls­virkj­ana fyr­ir­tæk­is­ins (þ.m.t. nýir hverfl­ar) gæti að meðal­tali num­ið um 1.900 GWst á ári.

Listi yfir mögulegar nýjar virkjanir

Hér í lokin eru teknar saman þær nýju virkjanir sem gera má ráð fyrir að þyrfti að ráð­ast í fram til 2025 ef áform um sæ­streng­inn ganga eftir (sjá töfl­una hér að neðan). Þar eru um­rædd­ar virkj­an­ir flokk­að­ar í þrennt; vatns­orku, jarð­varmaorku og vind­orku.

Island-raforkuthorf-virkjanir-fram-til-2025-med-saestreng_Hreyfiafl-2018Í sviðs­myndinni er gert ráð fyrir að sam­an­lagt nýtt afl vegna sæ­strengs­ins yrði um 1.120 MW. Að auki þarf, eins og áður hefur komið fram, að virkja tölu­vert vegna vax­andi inn­lendrar orku­eftir­spurn­ar. Hér er gert ráð fyrir að sú eftir­spurn muni koma frá blönd­uð­um teg­und­um virkj­ana, sem nemi alls 365 MW (þar eru bæði Búr­fells­virkjun hin nýja og Þeista­reykja­virkj­un með­taldar). Nýtt afl til að mæta bæði auk­inni inn­lendri eftir­spurn og eftir­spurn sæ­strengs, skv. þessari sviðs­mynd, er samtals 1.485 MW.

Í þessu ljósi er athygl­is­vert að breska fyr­ir­tæk­ið Atlantic Super­Connect­ion virð­ist gera ráð fyrir að sæ­streng­ur kunni að kalla á fáar og jafn­vel enga nýja virkj­un á Íslandi. Það sjónarmið breska fyrirtækisins stenst ekki m.v. 1.000 MW kapal sem nýta á að mestu til útflutnings frá Íslandi. Og varla stend­ur til að sæ­streng­ur­inn eigi í mikl­um mæli að verða nýtt­ur til að flytja raf­orku til Íslands.

Ýmsar sviðsmyndir mögulegar

Að sjálf­sögðu má setja upp alls konar sviðs­mynd­ir um það hvaða virkj­an­ir og hvaða stækk­anir nú­ver­andi virkj­ana myndu útvega nauð­syn­lega orku fyr­ir sæ­streng. Hér mætti líka nefna að miðað við um­ræð­una und­an­far­in misseri taka sjálf­sagt ein­hverj­ir les­end­ur eft­ir því að fyrirhuguð Hval­ár­virkj­un er ekki á þess­um lista. Eins og áður segir má hugsa sér ýmsa sam­setn­ingu virkj­ana, en sviðs­mynd­in hér end­ur­spegl­ar efa grein­ar­höf­und­ar um að Hval­ár­virkj­un rísi í bráð vegna mikils kostnaðar við bæði virkjun og flutningskerfi.

Í reynd er ekki hægt að sjá fyr­ir hver hin raun­veru­lega þró­un ná­kvæm­lega verð­ur. En hér hefur sem sagt ein sviðs­mynd verið kynnt. Og kannski ein sú raun­hæf­asta (að því gefnu að af sæ­strengn­um verði). Eins og áður sagði er þar gert ráð fyr­ir að sæ­streng­ur­inn myndi kalla á nýtt afl sem sam­tals nemi um 1.120 MW, en að mögu­lega myndi nýtt afl vegna kapalsins verða aðeins meira eða nær 1.300 MW. Að auki þarf svo að gera ráð fyrir nýju afi til að mæta auk­inni inn­lendri raf­orku­notkun. 

Ketill Sigurjónsson

Ketill Sigurjónsson

Höfundur starfar sem ráðgjafi á sviði orkumála og vinnur að orkuverkefnum í samstarfi við evrópskt orkufyrirtæki.

Meira