Hvað gerist þegar vindinn lægir? Gunnar Guðni Tómasson og Ríkarður Ríkarðsson skrifa 2. febrúar 2023 10:00 Vindorkutækni hefur sótt í sig veðrið undanfarin ár og treyst sig í sessi sem mikilvægur hluti af lausninni við loftslagsvandanum, enda þurfa þjóðir heims að skipta úr kolum, bensíni og olíu yfir í orkuvinnslu úr endurnýjanlegum auðlindum. Vindmyllur eru þó ekki fullkomin tækni og uppbyggingu vindafls geta fylgt áskoranir og vaxtarverkir. Hér á eftir er fjallað um þessar helstu áskoranir, sem felast í eftirtöldu: Ætli vindorkuver að selja stöðugan straum raforku þarf það aðgang að samsvarandi magni stýranlegs vatnsafls, svokölluðu jöfnunarafli, þar sem vinnsla vindorku er sveiflukennd og fer eftir vindafari. Geta Landsvirkjunar til að jafna vindafl annarra fyrirtækja er afar takmörkuð, eða 0-30 MW, en á teikniborðinu eru vindorkuverkefni upp á um 3.400 MW. Aflaukningar- og stækkunarverkefnum Landsvirkjunar á Þjórsársvæðinu er að mestu ætlað að mæta aflskorti og eigin þörfum fyrirtækisins og nýtast því að litlu leyti til jöfnunar vindafls annarra aðila. Stórfelld uppbygging á vindorku er því ekki möguleg nema með samhentu átaki til þess að auka sveigjanleika í raforkukerfinu, m.a. með því að notendur taki á sig sveiflur í orkunotkun. Vindur er sveiflukenndur orkugjafi Helsta áskorunin sem felst í tækninni er að vindur er óstöðugur. Stundum er logn, sem þýðir að vindmyllan vinnur enga orku. Stundum er nægur vindur, þannig að hún nýtir allt uppsett afl. Hér er dæmi um vindorkugarð með 10 MW uppsett afl: Þarna sést að vinnsla sveiflast mikið, en í þessu dæmi er gert ráð fyrir að hún sé að meðaltali 40%, eða 4 MW, sem er í samræmi við aflnýtingarhlutfall tilraunavindmylla okkar á Hafinu við Búrfell. Þetta vindorkuver gæti selt rafmagn sem 4 MW meðalafl vinnur, en afhendingin á því rafmagni yrði óstöðug og sveiflukennd. Þetta þýðir að vindorkuverið getur ekki selt verksmiðju eða annarri starfsemi stöðugan straum raforku nema hafa aðgang að stýranlegu 4 MW afli annars staðar frá. Það er kallað jöfnunarafl og því er ætlað að bæta upp vinnsluna þann tíma sem vinnsla vindorkuversins nær ekki 4 MW, þ.e. þegar hún er fyrir neðan bláu brotalínuna: Þessi lausn er háð staðsetningu, þar sem notendur þurfa bæði að tengjast vindgarði og vinnsluaðila raforku sem getur beitt stýranlegu afli. Önnur leið en að jafna vindafl er að láta notkun sveiflast með framleiðslunni, en þá tekur notandinn á sig sveiflurnar að því gefnu að flutningskerfið milli hans og vindorkuversins þoli afltoppana. Þriðji valkosturinn felur svo í sér að geyma raforkuna þar til notandinn þarf að nýta hana, til dæmis með því að dæla vatni upp í lón eða hlaða rafhlöður. Geta Landsvirkjunar til að jafna vindafl er afar takmörkuð Á teikniborðinu eru tugir vindorkuverkefna um land allt. Samanlagt uppsett afl allra þessara virkjunarkosta er lauslega áætlað í kringum 3.400 MW. Það er meira en allt uppsett afl Landsvirkjunar – reyndar meira en allt uppsett afl raforku í landinu. Ef þau vildu jafna vinnslu sína að fullu þyrftu þau að hafa aðgang að a.m.k. 1.360 MW af stýranlegu jöfnunarafli, ef gert er ráð fyrir 40% aflnýtingarhlutfalli. Veruleikinn er hins vegar sá að vinnslukerfi Landsvirkjunar er nú þegar komið að þolmörkum vegna mikillar eftirspurnar og aflstaða er þröng. Við þessar aðstæður er jöfnunargeta fyrirtækisins vegna vindorkuverkefna annarra aðila afar takmörkuð: lauslega áætlað mælist hún 0-30 MW, háð því hvar vindorkuver og notendur þess væru staðsett á landinu. Því er ljóst að engar líkur eru á því að Landsvirkjun geti annað eftirspurn alls þess fjölda vindorkuvera sem nú eru í þróun eftir jöfnunarafli. Áform til að mæta aflskorti í fullseldu kerfi Stækkunar- og aflaukningaráformum sem Landsvirkjunar hefur til skoðunar á Þjórsársvæðinu er ætlað að bæta aflstöðuna í vinnslukerfinu og myndu þær framkvæmdir auka jöfnunargetu fyrirtækisins. Þó er mikilvægt að hafa í huga að þeim er ætlað að mæta aflskorti í fullseldu raforkukerfi landsins og því er ljóst að þau munu ekki nýtast nema að litlum hluta til jöfnunar á vindafli. Við þetta bætist að Landsvirkjun er sjálf með þá tvo vindorkukosti sem lengst eru komnir í þróun á landinu: Blöndu- og Búrfellslundi, sem báðir eru komnir í nýtingarflokk rammaáætlunar. Eðli málsins samkvæmt hlýtur Landsvirkjun að setja eigin vindgarða í forgang þegar kemur að jöfnunarafli. Þá ber að hafa í huga að tækifæri til stækkunar og aflaukninga í virkjunum Landsvirkjunar eru takmörkuð, þau taka langan tíma í framkvæmd og veruleg áskorun verður að koma verkefnunum fyrir í fullseldu raforkukerfi landsins án þess að þau komi niður á afhendingu rafmagns til notenda. Við hjá Landsvirkjun erum þó öll af vilja gerð í þessum efnum. Við vinnum nú að því að þróa „vöru“ til að jafna vindafl og eigum í samtali við ýmsa þróunaraðila og aðra hagaðila í því sambandi. Þegar regluverk vindorku liggur fyrir getur Landsvirkjun selt tiltækt jöfnunarafl á jafnræðisgrundvelli til annarra aðila, en starfshópur umhverfis-, orku- og loftslagsráðherra vinnur nú að tillögum til ríkisstjórnarinnar um lagaumhverfi greinarinnar. Huga verður að jafnræðis- og samkeppnissjónarmiðum í þessum efnum. Eftir stendur þó sú staðreynd að jöfnunargeta fyrirtækisins er afar takmörkuð. Samhent átak er nauðsynlegt Að öllu framansögðu er ljóst að þótt vindorka sé áhugaverður og aðlaðandi kostur er hún aðeins hluti af lausninni við orku- og loftslagsvandanum. Til þess að hægt verði að nýta hana til hins ýtrasta þarf fjölþætt átak til þess að auka sveigjanleika í raforkukerfinu. Auka þarf uppsett vatnsafl, efla flutningskerfið og auka sveigjanleika hjá raforkukaupendum. Landsvirkjun leysir ekki ein úr þeim vandamálum sem þessum vaxtarverkjum fylgja, heldur þarf til þess samhent átak stjórnvalda, stofnana, þróunarfyrirtækja, núverandi orkukaupenda og starfandi orku- og flutningsfyrirtækja í landinu. Úrlausnin þarf að byggja á fjölþættum lausnum og mun taka langan tíma í framkvæmd. Mikilvægt er að huga þegar að áætlunargerð fyrir leiðina áfram í þessum efnum. Gunnar Guðni er framkvæmdastjóri vatnsafls og Ríkarður framkvæmdastjóri viðskiptaþróunar og nýsköpunar hjá Landsvirkjun. Viltu birta grein á Vísi? Kynntu þér reglur ritstjórnar um skoðanagreinar. Senda grein Orkumál Landsvirkjun Vindorka Gunnar Guðni Tómasson Mest lesið Hermenn Viðreisnar Jón Pétur Zimsen Skoðun Opið bréf til heilbrigðisráðherra Sif Huld Albertsdóttir Skoðun Af hverju má ekki segja nei? Erna Bjarnadóttir Skoðun Hverra hagsmuna er verið að gæta? Kolbrún Áslaugar Baldursdóttir Skoðun Velsæld og hagsæld - breytum mælikvörðunum Ásgeir Brynjar Torfason,Birna Björnsdóttir,Guðmundur Steingrímsson,Hildur Harðardóttir,Kristín Vala Ragnarsdóttir,Sigríður Kristín Hrafnkelsdóttir,Silja Elvarsdóttir,Svandís Egilsdóttir,Tinna Jóhannsdóttir, Dóra Guðrún Guðmundsdóttir,Brynhildur Davíðsdóttir,Þórhildur Fjóla Kristjánsdóttir Skoðun Evrópuhugsjónin á sakamannabekknum Arnar Sigurðsson Skoðun Ísland í sama flokki og Norður Kórea í námsefnisgerð? Mathieu Grettir Skúlason Skoðun Vörðum leiðina afdráttarlaust í mögulegum aðildarviðræðum Heiðrún Lind Marteinsdóttir Skoðun Fullveldi, upplýst umræða og ábyrg ákvörðun Ingibjörg Isaksen Skoðun Bandaríkin draga úr hernaðarframlögum til NATO á hættu-og ófriðartímum Arnór Sigurjónsson Skoðun Skoðun Skoðun Gullhúðun, yfirheyrslur og sektir í boði Alþingis Benedikt S. Benediktsson,Bjarni Benediktsson,Ólafur Stephensen skrifar Skoðun Tékkar vilja halda krónunni og sömu rök eiga við um Ísland Júlíus Valsson skrifar Skoðun Ísland í sama flokki og Norður Kórea í námsefnisgerð? Mathieu Grettir Skúlason skrifar Skoðun Opið bréf til heilbrigðisráðherra Sif Huld Albertsdóttir skrifar Skoðun Ísland og nýja djobbið Dóra Magnúsdóttir skrifar Skoðun Evrópuhugsjónin á sakamannabekknum Arnar Sigurðsson skrifar Skoðun Bandaríkin draga úr hernaðarframlögum til NATO á hættu-og ófriðartímum Arnór Sigurjónsson skrifar Skoðun Raunhæf áætlun um endurheimt íslenskra fiskimiða Sigurður Sigurðsson skrifar Skoðun STEM menntun þarf langtímasýn Huld Hafliðadóttir skrifar Skoðun Af hverju má ekki segja nei? Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun Hverra hagsmuna er verið að gæta? Kolbrún Áslaugar Baldursdóttir skrifar Skoðun Þrír af hverjum fjórum Íslendingum styðja dánaraðstoð Ingrid Kuhlman skrifar Skoðun Vörðum leiðina afdráttarlaust í mögulegum aðildarviðræðum Heiðrún Lind Marteinsdóttir skrifar Skoðun Hermenn Viðreisnar Jón Pétur Zimsen skrifar Skoðun Fullveldi, upplýst umræða og ábyrg ákvörðun Ingibjörg Isaksen skrifar Skoðun Opið bréf til skóla- og velferðarþjónustu Reykjavíkurborgar vegna fordómafulls orðalags í matslista á vanda barna Mamiko Ragnarsdóttir skrifar Skoðun Sorrý ég hélt að þetta væri skólablýantur Davíð Már Sigurðsson skrifar Skoðun Hafró setur kíkinn fyrir blinda augað Kjartan Sveinsson skrifar Skoðun Er Borgarlína eina lausn umferðarvanda höfuðborgarsvæðisins? Óskar Halldór Valtýsson skrifar Skoðun Að þora ekki að ræða við nágranna sína Ragnar Sverrisson skrifar Skoðun Umhverfisvænn söngvari óskast Guðmunda G. Guðmundsdóttir skrifar Skoðun Hvenær ber læknir ábyrgð á mistökum annarra? Það þarf að áfrýja héraðsdómi í plastbarkamálinu Gunnar Ármannsson skrifar Skoðun Barn lemur sig í andlitið með hamri – hvað er til ráða? Þórdís Elva Þorvaldsdóttir,Benedikta Sörensen skrifar Skoðun Velsæld og hagsæld - breytum mælikvörðunum Ásgeir Brynjar Torfason,Birna Björnsdóttir,Guðmundur Steingrímsson,Hildur Harðardóttir,Kristín Vala Ragnarsdóttir,Sigríður Kristín Hrafnkelsdóttir,Silja Elvarsdóttir,Svandís Egilsdóttir,Tinna Jóhannsdóttir, Dóra Guðrún Guðmundsdóttir,Brynhildur Davíðsdóttir,Þórhildur Fjóla Kristjánsdóttir skrifar Skoðun Hvenær heyrði hann já? Helga Benediktsdóttir skrifar Skoðun Framúrakstur á ekki að ráðast af þolinmæði og heppni Hólmar Erlu Svansson skrifar Skoðun Skæri fyrir örvhenta Þórgunnur Oddsdóttir skrifar Skoðun Þegar þögn laganna verður að banni Bergur Hauksson skrifar Skoðun Ljósmyndin á öld lögvakans Kristján Logason skrifar Skoðun Af hverju heldur Gigtarfélagið fjölskylduhátíð? Stefán Magnússon skrifar Sjá meira
Vindorkutækni hefur sótt í sig veðrið undanfarin ár og treyst sig í sessi sem mikilvægur hluti af lausninni við loftslagsvandanum, enda þurfa þjóðir heims að skipta úr kolum, bensíni og olíu yfir í orkuvinnslu úr endurnýjanlegum auðlindum. Vindmyllur eru þó ekki fullkomin tækni og uppbyggingu vindafls geta fylgt áskoranir og vaxtarverkir. Hér á eftir er fjallað um þessar helstu áskoranir, sem felast í eftirtöldu: Ætli vindorkuver að selja stöðugan straum raforku þarf það aðgang að samsvarandi magni stýranlegs vatnsafls, svokölluðu jöfnunarafli, þar sem vinnsla vindorku er sveiflukennd og fer eftir vindafari. Geta Landsvirkjunar til að jafna vindafl annarra fyrirtækja er afar takmörkuð, eða 0-30 MW, en á teikniborðinu eru vindorkuverkefni upp á um 3.400 MW. Aflaukningar- og stækkunarverkefnum Landsvirkjunar á Þjórsársvæðinu er að mestu ætlað að mæta aflskorti og eigin þörfum fyrirtækisins og nýtast því að litlu leyti til jöfnunar vindafls annarra aðila. Stórfelld uppbygging á vindorku er því ekki möguleg nema með samhentu átaki til þess að auka sveigjanleika í raforkukerfinu, m.a. með því að notendur taki á sig sveiflur í orkunotkun. Vindur er sveiflukenndur orkugjafi Helsta áskorunin sem felst í tækninni er að vindur er óstöðugur. Stundum er logn, sem þýðir að vindmyllan vinnur enga orku. Stundum er nægur vindur, þannig að hún nýtir allt uppsett afl. Hér er dæmi um vindorkugarð með 10 MW uppsett afl: Þarna sést að vinnsla sveiflast mikið, en í þessu dæmi er gert ráð fyrir að hún sé að meðaltali 40%, eða 4 MW, sem er í samræmi við aflnýtingarhlutfall tilraunavindmylla okkar á Hafinu við Búrfell. Þetta vindorkuver gæti selt rafmagn sem 4 MW meðalafl vinnur, en afhendingin á því rafmagni yrði óstöðug og sveiflukennd. Þetta þýðir að vindorkuverið getur ekki selt verksmiðju eða annarri starfsemi stöðugan straum raforku nema hafa aðgang að stýranlegu 4 MW afli annars staðar frá. Það er kallað jöfnunarafl og því er ætlað að bæta upp vinnsluna þann tíma sem vinnsla vindorkuversins nær ekki 4 MW, þ.e. þegar hún er fyrir neðan bláu brotalínuna: Þessi lausn er háð staðsetningu, þar sem notendur þurfa bæði að tengjast vindgarði og vinnsluaðila raforku sem getur beitt stýranlegu afli. Önnur leið en að jafna vindafl er að láta notkun sveiflast með framleiðslunni, en þá tekur notandinn á sig sveiflurnar að því gefnu að flutningskerfið milli hans og vindorkuversins þoli afltoppana. Þriðji valkosturinn felur svo í sér að geyma raforkuna þar til notandinn þarf að nýta hana, til dæmis með því að dæla vatni upp í lón eða hlaða rafhlöður. Geta Landsvirkjunar til að jafna vindafl er afar takmörkuð Á teikniborðinu eru tugir vindorkuverkefna um land allt. Samanlagt uppsett afl allra þessara virkjunarkosta er lauslega áætlað í kringum 3.400 MW. Það er meira en allt uppsett afl Landsvirkjunar – reyndar meira en allt uppsett afl raforku í landinu. Ef þau vildu jafna vinnslu sína að fullu þyrftu þau að hafa aðgang að a.m.k. 1.360 MW af stýranlegu jöfnunarafli, ef gert er ráð fyrir 40% aflnýtingarhlutfalli. Veruleikinn er hins vegar sá að vinnslukerfi Landsvirkjunar er nú þegar komið að þolmörkum vegna mikillar eftirspurnar og aflstaða er þröng. Við þessar aðstæður er jöfnunargeta fyrirtækisins vegna vindorkuverkefna annarra aðila afar takmörkuð: lauslega áætlað mælist hún 0-30 MW, háð því hvar vindorkuver og notendur þess væru staðsett á landinu. Því er ljóst að engar líkur eru á því að Landsvirkjun geti annað eftirspurn alls þess fjölda vindorkuvera sem nú eru í þróun eftir jöfnunarafli. Áform til að mæta aflskorti í fullseldu kerfi Stækkunar- og aflaukningaráformum sem Landsvirkjunar hefur til skoðunar á Þjórsársvæðinu er ætlað að bæta aflstöðuna í vinnslukerfinu og myndu þær framkvæmdir auka jöfnunargetu fyrirtækisins. Þó er mikilvægt að hafa í huga að þeim er ætlað að mæta aflskorti í fullseldu raforkukerfi landsins og því er ljóst að þau munu ekki nýtast nema að litlum hluta til jöfnunar á vindafli. Við þetta bætist að Landsvirkjun er sjálf með þá tvo vindorkukosti sem lengst eru komnir í þróun á landinu: Blöndu- og Búrfellslundi, sem báðir eru komnir í nýtingarflokk rammaáætlunar. Eðli málsins samkvæmt hlýtur Landsvirkjun að setja eigin vindgarða í forgang þegar kemur að jöfnunarafli. Þá ber að hafa í huga að tækifæri til stækkunar og aflaukninga í virkjunum Landsvirkjunar eru takmörkuð, þau taka langan tíma í framkvæmd og veruleg áskorun verður að koma verkefnunum fyrir í fullseldu raforkukerfi landsins án þess að þau komi niður á afhendingu rafmagns til notenda. Við hjá Landsvirkjun erum þó öll af vilja gerð í þessum efnum. Við vinnum nú að því að þróa „vöru“ til að jafna vindafl og eigum í samtali við ýmsa þróunaraðila og aðra hagaðila í því sambandi. Þegar regluverk vindorku liggur fyrir getur Landsvirkjun selt tiltækt jöfnunarafl á jafnræðisgrundvelli til annarra aðila, en starfshópur umhverfis-, orku- og loftslagsráðherra vinnur nú að tillögum til ríkisstjórnarinnar um lagaumhverfi greinarinnar. Huga verður að jafnræðis- og samkeppnissjónarmiðum í þessum efnum. Eftir stendur þó sú staðreynd að jöfnunargeta fyrirtækisins er afar takmörkuð. Samhent átak er nauðsynlegt Að öllu framansögðu er ljóst að þótt vindorka sé áhugaverður og aðlaðandi kostur er hún aðeins hluti af lausninni við orku- og loftslagsvandanum. Til þess að hægt verði að nýta hana til hins ýtrasta þarf fjölþætt átak til þess að auka sveigjanleika í raforkukerfinu. Auka þarf uppsett vatnsafl, efla flutningskerfið og auka sveigjanleika hjá raforkukaupendum. Landsvirkjun leysir ekki ein úr þeim vandamálum sem þessum vaxtarverkjum fylgja, heldur þarf til þess samhent átak stjórnvalda, stofnana, þróunarfyrirtækja, núverandi orkukaupenda og starfandi orku- og flutningsfyrirtækja í landinu. Úrlausnin þarf að byggja á fjölþættum lausnum og mun taka langan tíma í framkvæmd. Mikilvægt er að huga þegar að áætlunargerð fyrir leiðina áfram í þessum efnum. Gunnar Guðni er framkvæmdastjóri vatnsafls og Ríkarður framkvæmdastjóri viðskiptaþróunar og nýsköpunar hjá Landsvirkjun.
Velsæld og hagsæld - breytum mælikvörðunum Ásgeir Brynjar Torfason,Birna Björnsdóttir,Guðmundur Steingrímsson,Hildur Harðardóttir,Kristín Vala Ragnarsdóttir,Sigríður Kristín Hrafnkelsdóttir,Silja Elvarsdóttir,Svandís Egilsdóttir,Tinna Jóhannsdóttir, Dóra Guðrún Guðmundsdóttir,Brynhildur Davíðsdóttir,Þórhildur Fjóla Kristjánsdóttir Skoðun
Skoðun Gullhúðun, yfirheyrslur og sektir í boði Alþingis Benedikt S. Benediktsson,Bjarni Benediktsson,Ólafur Stephensen skrifar
Skoðun Bandaríkin draga úr hernaðarframlögum til NATO á hættu-og ófriðartímum Arnór Sigurjónsson skrifar
Skoðun Vörðum leiðina afdráttarlaust í mögulegum aðildarviðræðum Heiðrún Lind Marteinsdóttir skrifar
Skoðun Opið bréf til skóla- og velferðarþjónustu Reykjavíkurborgar vegna fordómafulls orðalags í matslista á vanda barna Mamiko Ragnarsdóttir skrifar
Skoðun Er Borgarlína eina lausn umferðarvanda höfuðborgarsvæðisins? Óskar Halldór Valtýsson skrifar
Skoðun Hvenær ber læknir ábyrgð á mistökum annarra? Það þarf að áfrýja héraðsdómi í plastbarkamálinu Gunnar Ármannsson skrifar
Skoðun Barn lemur sig í andlitið með hamri – hvað er til ráða? Þórdís Elva Þorvaldsdóttir,Benedikta Sörensen skrifar
Skoðun Velsæld og hagsæld - breytum mælikvörðunum Ásgeir Brynjar Torfason,Birna Björnsdóttir,Guðmundur Steingrímsson,Hildur Harðardóttir,Kristín Vala Ragnarsdóttir,Sigríður Kristín Hrafnkelsdóttir,Silja Elvarsdóttir,Svandís Egilsdóttir,Tinna Jóhannsdóttir, Dóra Guðrún Guðmundsdóttir,Brynhildur Davíðsdóttir,Þórhildur Fjóla Kristjánsdóttir skrifar
Velsæld og hagsæld - breytum mælikvörðunum Ásgeir Brynjar Torfason,Birna Björnsdóttir,Guðmundur Steingrímsson,Hildur Harðardóttir,Kristín Vala Ragnarsdóttir,Sigríður Kristín Hrafnkelsdóttir,Silja Elvarsdóttir,Svandís Egilsdóttir,Tinna Jóhannsdóttir, Dóra Guðrún Guðmundsdóttir,Brynhildur Davíðsdóttir,Þórhildur Fjóla Kristjánsdóttir Skoðun