Leiðir í orkumálum heimsins

Framtíð jarðar er komin undir ákvörðun ráðandi afla í heiminum varðandi orkuöflun. Finna þarf nýja orkugjafa á sama tíma og jarðefnaeldsneyti er gert útlægt að mestu. Margar leiðir eru að markinu en mikil framþróun er í orkugjöfum sem byggja á sólarorku, hvort sem það eru sólarrafhlöður, vindorka, vatnsafl, sjávarföll eða annað.

Núverandi orkukerfi byggist að mestu á jarðefnaeldsneyti þótt endurnýjanleg orka hafi verið í stöðugri framför. Meginhluti af allri losun mannsins af koltvísýringi kemur frá brennslu kola, jarðgass og olíu, þar af 35% frá raforkuverum með kolum og jarðgasi, 30% frá iðnaði, 24% frá samgöngum á landi, lofti og legi, 5% frá húshitun og 5% frá annarri notkun. Aukning í veldisvexti hefur verið á orkunotkun heimsins frá 1950 og hefur hún 8-faldast meðan mannkynið hefur 4-faldast. Ekki er hægt að segja að mannkyninu vegni vel þrátt fyrir þetta og hefur það ekki farið varhluta af stríðum og annarri óáran af mannavöldum fram á þennan dag. Þótt hagsæld hafi aukist í vestrænum ríkjum og Asíu hefur hún nánast staðið í stað annars staðar í heiminum, svo sem í Afríku og víðar. Mannkynið verður að fara að spyrja sig spurninga eins og hvers virði auðlegðin er ef ekki fylgir með velsæld sem hægt er að mæla í lífshamingju, heilbrigðari þjóðfélagsskipan og mannréttindum um allan heim.

Mannkynið er komið að krossgötum þar sem taka þarf ákvörðun um hvort við ætlum að fylgja ráðum þeirra sem telja hagvöxt undirstöðu velsældar, sama hvaða áhrif það hefur á umhverfi okkar, eða hinna sem telja að taka þurfi í taumana á knúningsvélinni sem vill sífellt meira. Loftslagskrísan er ekki orsök vandans heldur afleiðing vegna þess að við erum þegar búin að ofnýta auðlindir jarðar og arðræna náttúruna með þessum afleiðingum.

Orka er mikilvæg fyrir manninn til þess að afla sér fæðu, halda á sér hita og vinna sig upp úr örbirgð með framleiðslu á helstu nauðþurftum svo sem húsnæði, klæðnaði og farartækjum. Þegar undirritaður var við nám í umhverfisfræðum á 8. áratug síðustu aldar var talað um að hver maður á Vesturlöndum hefði yfir að ráða 200 orkuþrælum, en það var útreiknuð orkunotkun hvers manns m.v. orkuneyslu meðalmanns, og það samsvarar um 400 orkuþrælum í dag.

Stærsti hluti orkunnar sem notuð er byggist á bruna. Bruni er mjög óhagkvæm aðferð við orkuöflun vegna þess að aðeins um ¼ orkunnar nýtist en hinn hlutinn er glatvarmi sem einnig er helsta orsök gróðurhúsavandans. Hægt er að fá orku á mun hagkvæmari hátt með raforku og komast þannig hjá þessum aukaverkunum. Í töflu 1 er gerð grein fyrir mismunandi aðferðum við að leysa orkuvandann og í línuriti 1 eru sömu upplýsingar settar fram á myndrænan hátt.

Grunnþörfin er í öllum tilfellum að skipta út núverandi raforkuframleiðslu með jarðefnaeldsneyti sem jafngildir 17,9 þúsund TWh. Sú aðgerð ein og sér mun minnka útblástur koltvísýrings um 30-35%. Aukning endurnýjanlegrar raforku til þess að leysa af það jarðefnaeldsneyti sem notað er í öðrum tilgangi, svo sem í samgöngur, iðnað, húshitun og annað, er fundin fyrir eftirfarandi sviðsmyndir:

1. Öll orka úr jarðefnaeldsneyti verði leyst af hólmi með endurnýjanlegri raforku t.d. sólar- og vindorku sem notuð verði beint sem orkugjafi. Þessi leið er ódýrust og krefst 5-földunar núverandi endurnýjanlegrar orku.

2. Öll orka úr jarðefnaeldsneyti verði leyst af hólmi með framleiðslu rafeldsneytis í brunahreyfla. Þessi leið kallar á 20-földun framleiðslu endurnýjanlegrar orku.

3. Blönduð leið þar sem helmingur nýrrar endurnýjanlegrar raforku verði notaður beint og hinn helmingurinn til þess að framleiða rafeldsneyti fyrir brunahreyfla. Þessi leið er líklegust og hefur í för með sér 12,5-földun núverandi endurnýjanlegrar orku.

Eftirfarandi útreikningsstuðlar við umreikning á jarðefnaeldsneyti í endurnýjanlega orku eru notaðir:

· Stuðull 1 er byggður á hlutfalli nýtingar brunahreyfils (0,25) og beinnar nýtingar raforku (0,9) og er 0,25/0,9 = 0,28 þ.e. rúmlega ¼ af orkunni sem verið er að skipta út.

· Stuðull 2 er byggður á notkun 21,5 kWh raforku við framleiðslu á 1 kg af rafeldsneyti en orkugildi þess er 12,5 kWh sem gefur hlutfallið 21,5/12,5 = 1,72.

· Stuðull 3 miðast við 50:50 ofangreindra leiða og gefur hlutfallið (0,28 + 1,72)/2 = 1,00.

Heildarnotkun Íslendinga nemur 1 millj. t af olíuafurðum á ári með heildarorkugildi 12,5 TWh. Til þess að ná áformum okkar um kolefnishlutleysi er því sambærileg orkuþörf:

1. Orkuþörf 12,5 x 0,28 = 3,5 TWh

2. Orkuþörf 12,5 x 1,72 = 21,5 TWh

3. Orkuþörf 12,5 x 1,00 = 12,5 TWh

Samkvæmt því gætum við komist af með aukningu á raforkuframleiðslu um 3,5 TWh en hámarksþörfin yrði 21,5 TWh. Á vefnum orkuskipti.is er orkuþörfin sögð 16 TWh miðað við að skipta öllu jarðefnaeldsneyti út með rafeldsneyti, sem er 25% lægra en útreiknuð tala. Byggist þessi munur á óskhyggju eða annars konar útreikningi? Einnig væri áhugavert að fá umræðu um hvaða leiðir séu nauðsynlegar og/eða skynsamlegar til þess að uppfylla þessi markmið um kolefnishlutleysi árið 2040.