Sólin Sólin Rís 10:23 • sest 16:05 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 25:04 • Sest 15:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 12:18 • Síðdegis: 25:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 05:51 • Síðdegis: 18:50 í Reykjavík
Sólin Sólin Rís 10:23 • sest 16:05 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 25:04 • Sest 15:29 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 12:18 • Síðdegis: 25:05 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 05:51 • Síðdegis: 18:50 í Reykjavík
LeiðbeiningarTil baka

Sendu inn spurningu

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=
Forsíða Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál Hvað er sjálfbær orkunýting?

Flokkun:

6.7.2016
Náttúruvísindi og verkfræði Orkumál

Hvað er sjálfbær orkunýting?

Þorsteinn Vilhjálmsson

Orðið „sjálfbær“ er þarna notað í svipaðri merkingu og þegar talað er um „sjálfbæra þróun“, sjá prýðilegt svar Ólafs Páls Jónssonar um það efni: Hvað merkja orðin sjálfbær þróun? Hér verður hins vegar rætt sérstaklega um nýtingu orkunnar eftir orkulindum.

Jarðefnaeldsneyti

Orkunýting mannkynsins á síðustu öldum hefur einkum beinst að svonefndu jarðefnaeldsneyti (e. fossil fuel), það er að segja kolum, olíu, jarðgasi og nokkrum fleiri efnum. Það er sameiginlegt með nýtingu þeirra allra að hún felur í sér námuvinnslu: Forði af hverju efni um sig finnst í jörðu á tilteknum stað og nýtingin felst í því að sækja hann, brenna efnin og nýta orkuna sem losnar við það.

Þetta endar alltaf á sama hátt á hverjum stað um sig, náman tæmist eða hættir að vera nógu gjöful eða hagkvæm til að það borgi sig að sækja meira efni í hana. Lengi vel leituðu menn þá bara að nýjum námum, fundu þær og nýttu. Um leið fór árleg notkun jarðefnaeldsneytis ört vaxandi og nú er svo komið að menn sjá fyrir endann á þessari þróun í nýtingu þessara orkulinda. Menn finna ekki lengur nógu mikið af gjöfulum og hagkvæmum námum til að standa undir þeim vexti neyslunnar sem er fyrirsjáanlegur ef ekkert er að gert.

Nýting jarðefnaeldsneytis kann að hafa virst sjálfbær í fyrstu, að minnsta kosti í þeim skilningi að notkunin virtist hverfandi lítil miðað við forðann. En að lokum lagðist allt á eitt, fólksfjölgun, bætt lífskjör og vaxandi orkunotkun á mann og því er nú svo komið að heildarnotkun jarðefnaeldsneytis á ári er engan veginn hverfandi miðað við þekktan eða áætlaðan forða í jörð. Þessi orkunýting er ekki sjálfbær.

Kolanáma í Mongólíu. Orkunýting á jarðefnaeldsneyti er ekki sjálfbær.

Orka fallvatna

Nýting fallvatna til orkuframleiðslu í formi rafmagns hófst í heiminum um aldamótin 1900. Margir telja hana skóladæmi um sjálfbæra orkunýtingu enda er streymi vatnsins til sjávar hluti af stöðugri hringrás vatns í náttúrunni. Það skilar sér í hafið eftir leiðum sem menn geta breytt lítillega sér í hag og sólin sér um að lyfta því aftur með uppgufun. Þannig verður ofankoman (regn og snjór) sem fellur aftur á fjöllin nokkurn veginn jafnmikil og vatnið sem streymir frá þeim. Að vísu hefur afkoma jökla nokkur áhrif á vatnsmagn í ám og þarf að taka tillit til áætlana um það þegar vatnsaflsvirkjanir í jökulám eru hannaðar.

Þó að vatnsaflsvirkjanir séu þannig sjálfbærar í þeim skilningi að jafnmikið vatn getur runnið um þær ár eftir ár og orkuframleiðslan því haldist um áratugi, þá getur orkuvinnslan haft nokkur áhrif á umhverfið. Það á einkum við um uppistöðulónin sem geta haft óæskileg áhrif á grunnvatnsstöðu í grenndinni auk þess sem þau geta fyllst með tímanum af leir eða öðrum framburði ánna. Hins vegar má nota orku frá verinu til að dýpka lónin aftur ef menn leggja áherslu á það.

Búrfellsvirkjun. Þó að vatnsaflsvirkjanir séu sjálfbærar í þeim skilningi að jafnmikið vatn getur runnið um þær ár eftir ár og orkuframleiðslan því haldist um áratugi, þá getur orkuvinnslan haft nokkur áhrif á umhverfið.

Jarðhiti

Jarðhiti er mikilvæg orkulind á Íslandi og hefur verið það síðan um 1940 þegar farið var að leggja hitaveitu í Reykjavík frá Reykjum í Mosfellsbæ. Fræðimenn hafa lengi rætt sín á milli hvort jarðhitinn teljist sjálfbær orkulind eða ekki. Rót hans er sú að inni í jörðinni eru geislavirk efni sem hita efnið í kringum sig og varminn frá því leitar út á við. Það ferli tekur óratíma og truflast óverulega sem heild þó að maðurinn nýti sér hluta af því.

Hins vegar getur nýtingin haft staðbundin og tímabundin áhrif á varmastreymið. Þá getur yfirborð heita vatnsins í jörðinni til dæmis lækkað og svo getur farið að menn þurfi að hætta eða draga verulega úr orkuvinnslu á svæðinu, að minnsta kosti tímabundið. En ef menn varast óhófið má hins vegar nýta jarðhita á tilteknu svæði til dæmis í 100 ár eins og hann væri sjálfbær orkulind.

Hellisheiðarvirkjun. Fræðimenn hafa lengi rætt sín á milli hvort jarðhitinn teljist sjálfbær orkulind eða ekki. En ef menn varast óhófið má hins vegar nýta jarðhita á tilteknu svæði til dæmis í 100 ár eins og hann væri sjálfbær orkulind.

Vindorka

Nýting vindorku fer nú ört vaxandi víða um heim. Vindurinn knýr þá vindmyllur sem framleiða rafmagn sem er sent inn á almenn dreifikerfi. Ef vindorkan er notuð ein og sér hefur hún þann megingalla að vindurinn er yfirleitt talsvert breytilegur eins og við þekkjum en flestar markaðseiningar sem nota raforku geta ekki lagað sig að stopulum orkugjöfum. Þessi galli hverfur hins vegar ef rafmagninu frá vindorkunni er veitt inn á almenna veitu þar sem aðrir orkugjafar jafna sveiflurnar út. En vindorkan breytist ekki þegar til lengri tíma er litið og því verður að líta svo á að nýting hennar sé sjálfbær að því leyti. Hins vegar má deila um önnur umhverfisáhrif vindorkunnar svo sem hljóðmengun og truflun á útsýni.

Vindmyllur Landsvirkjunar á Hafinu norðan við Búrfell. Vindorkan breytist ekki þegar til lengri tíma er litið og því verður að líta svo á að nýting hennar sé sjálfbær að því leyti. Hins vegar má deila um önnur umhverfisáhrif vindorkunnar svo sem hljóðmengun og truflun á útsýni.

Sólarorka

Ef grannt er skoðað má rekja flestar fyrrnefndar orkulindir til sólarinnar. Hún gegndi meginhlutverki þegar jarðefnaeldsneytið myndaðist fyrir margt löngu, hún lyftir vatninu upp í fjöllin og hún knýr vinda jarðarinnar. Orkan í geislun sólarinnar nýtist gróðri jarðar líka beint og milliliðalaust og menn hafa líka fundið leiðir til að nýta hana með sólarrafhlöðum. Sú orkulind virðist eiga framtíð fyrir sér ekki síður en vindorkan og verður kannski nýtt öðru fremur í eyðimerkurlöndum þar sem olía vall áður upp úr jörðinni. Sólarorkan er væntanlega sjálfbær á svipaðan hátt og vindorkan; sjálf orkan endurnýjast í sífellu en huga þarf að umhverfisáhrifum þegar orkuverin stækka.

Sólaraflstöð í Hong Kong. Sólarorkan er væntanlega sjálfbær á svipaðan hátt og vindorkan; sjálf orkan endurnýjast í sífellu en huga þarf að umhverfisáhrifum þegar orkuverin stækka.

Heimildir og lesefni:
  • Guðmundur Pálmason, 2005. Jarðhitabók: Eðli og nýting auðlindar. Reykjavík: Hið íslenska bókmenntafélag.
  • Jónas Ketilsson, Axel Björnsson, Árný Erla Sveinbjörnsdóttir, Bjarni Pálsson, Grímur Björnsson, Guðni Axelsson og Kristján Sæmundsson, 2010. Eðli jarðhitans og sjálfbær nýting hans: Álitsgerð faghóps um sjálfbæra nýtingu jarðhita. Reykjavík: Orkustofnun.

Myndir:

Höfundur

Þorsteinn Vilhjálmsson

Þorsteinn Vilhjálmsson

prófessor emeritus, ritstjóri Vísindavefsins 2000-2010 og ritstjóri Evrópuvefsins 2011

Útgáfudagur

6.7.2016

Spyrjandi

Daníel Þór

Efnisorð

Tilvísun

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er sjálfbær orkunýting?“ Vísindavefurinn, 6. júlí 2016, sótt 23. nóvember 2024, https://visindavefur.is/svar.php?id=20592.

Þorsteinn Vilhjálmsson. (2016, 6. júlí). Hvað er sjálfbær orkunýting? Vísindavefurinn. https://visindavefur.is/svar.php?id=20592

Þorsteinn Vilhjálmsson. „Hvað er sjálfbær orkunýting?“ Vísindavefurinn. 6. júl. 2016. Vefsíða. 23. nóv. 2024. <https://visindavefur.is/svar.php?id=20592>.

Chicago | APA | MLA

Tengd svör

Skoða öll nýjustu svörin

Þessi síða notar vafrakökur Nánari upplýsingar

Ég samþykki

Senda grein til vinar

=

Hvað er sjálfbær orkunýting?
Orðið „sjálfbær“ er þarna notað í svipaðri merkingu og þegar talað er um „sjálfbæra þróun“, sjá prýðilegt svar Ólafs Páls Jónssonar um það efni: Hvað merkja orðin sjálfbær þróun? Hér verður hins vegar rætt sérstaklega um nýtingu orkunnar eftir orkulindum.

Jarðefnaeldsneyti

Orkunýting mannkynsins á síðustu öldum hefur einkum beinst að svonefndu jarðefnaeldsneyti (e. fossil fuel), það er að segja kolum, olíu, jarðgasi og nokkrum fleiri efnum. Það er sameiginlegt með nýtingu þeirra allra að hún felur í sér námuvinnslu: Forði af hverju efni um sig finnst í jörðu á tilteknum stað og nýtingin felst í því að sækja hann, brenna efnin og nýta orkuna sem losnar við það.

Þetta endar alltaf á sama hátt á hverjum stað um sig, náman tæmist eða hættir að vera nógu gjöful eða hagkvæm til að það borgi sig að sækja meira efni í hana. Lengi vel leituðu menn þá bara að nýjum námum, fundu þær og nýttu. Um leið fór árleg notkun jarðefnaeldsneytis ört vaxandi og nú er svo komið að menn sjá fyrir endann á þessari þróun í nýtingu þessara orkulinda. Menn finna ekki lengur nógu mikið af gjöfulum og hagkvæmum námum til að standa undir þeim vexti neyslunnar sem er fyrirsjáanlegur ef ekkert er að gert.

Nýting jarðefnaeldsneytis kann að hafa virst sjálfbær í fyrstu, að minnsta kosti í þeim skilningi að notkunin virtist hverfandi lítil miðað við forðann. En að lokum lagðist allt á eitt, fólksfjölgun, bætt lífskjör og vaxandi orkunotkun á mann og því er nú svo komið að heildarnotkun jarðefnaeldsneytis á ári er engan veginn hverfandi miðað við þekktan eða áætlaðan forða í jörð. Þessi orkunýting er ekki sjálfbær.

Kolanáma í Mongólíu. Orkunýting á jarðefnaeldsneyti er ekki sjálfbær.

Orka fallvatna

Nýting fallvatna til orkuframleiðslu í formi rafmagns hófst í heiminum um aldamótin 1900. Margir telja hana skóladæmi um sjálfbæra orkunýtingu enda er streymi vatnsins til sjávar hluti af stöðugri hringrás vatns í náttúrunni. Það skilar sér í hafið eftir leiðum sem menn geta breytt lítillega sér í hag og sólin sér um að lyfta því aftur með uppgufun. Þannig verður ofankoman (regn og snjór) sem fellur aftur á fjöllin nokkurn veginn jafnmikil og vatnið sem streymir frá þeim. Að vísu hefur afkoma jökla nokkur áhrif á vatnsmagn í ám og þarf að taka tillit til áætlana um það þegar vatnsaflsvirkjanir í jökulám eru hannaðar.

Þó að vatnsaflsvirkjanir séu þannig sjálfbærar í þeim skilningi að jafnmikið vatn getur runnið um þær ár eftir ár og orkuframleiðslan því haldist um áratugi, þá getur orkuvinnslan haft nokkur áhrif á umhverfið. Það á einkum við um uppistöðulónin sem geta haft óæskileg áhrif á grunnvatnsstöðu í grenndinni auk þess sem þau geta fyllst með tímanum af leir eða öðrum framburði ánna. Hins vegar má nota orku frá verinu til að dýpka lónin aftur ef menn leggja áherslu á það.

Búrfellsvirkjun. Þó að vatnsaflsvirkjanir séu sjálfbærar í þeim skilningi að jafnmikið vatn getur runnið um þær ár eftir ár og orkuframleiðslan því haldist um áratugi, þá getur orkuvinnslan haft nokkur áhrif á umhverfið.

Jarðhiti

Jarðhiti er mikilvæg orkulind á Íslandi og hefur verið það síðan um 1940 þegar farið var að leggja hitaveitu í Reykjavík frá Reykjum í Mosfellsbæ. Fræðimenn hafa lengi rætt sín á milli hvort jarðhitinn teljist sjálfbær orkulind eða ekki. Rót hans er sú að inni í jörðinni eru geislavirk efni sem hita efnið í kringum sig og varminn frá því leitar út á við. Það ferli tekur óratíma og truflast óverulega sem heild þó að maðurinn nýti sér hluta af því.

Hins vegar getur nýtingin haft staðbundin og tímabundin áhrif á varmastreymið. Þá getur yfirborð heita vatnsins í jörðinni til dæmis lækkað og svo getur farið að menn þurfi að hætta eða draga verulega úr orkuvinnslu á svæðinu, að minnsta kosti tímabundið. En ef menn varast óhófið má hins vegar nýta jarðhita á tilteknu svæði til dæmis í 100 ár eins og hann væri sjálfbær orkulind.

Hellisheiðarvirkjun. Fræðimenn hafa lengi rætt sín á milli hvort jarðhitinn teljist sjálfbær orkulind eða ekki. En ef menn varast óhófið má hins vegar nýta jarðhita á tilteknu svæði til dæmis í 100 ár eins og hann væri sjálfbær orkulind.

Vindorka

Nýting vindorku fer nú ört vaxandi víða um heim. Vindurinn knýr þá vindmyllur sem framleiða rafmagn sem er sent inn á almenn dreifikerfi. Ef vindorkan er notuð ein og sér hefur hún þann megingalla að vindurinn er yfirleitt talsvert breytilegur eins og við þekkjum en flestar markaðseiningar sem nota raforku geta ekki lagað sig að stopulum orkugjöfum. Þessi galli hverfur hins vegar ef rafmagninu frá vindorkunni er veitt inn á almenna veitu þar sem aðrir orkugjafar jafna sveiflurnar út. En vindorkan breytist ekki þegar til lengri tíma er litið og því verður að líta svo á að nýting hennar sé sjálfbær að því leyti. Hins vegar má deila um önnur umhverfisáhrif vindorkunnar svo sem hljóðmengun og truflun á útsýni.

Vindmyllur Landsvirkjunar á Hafinu norðan við Búrfell. Vindorkan breytist ekki þegar til lengri tíma er litið og því verður að líta svo á að nýting hennar sé sjálfbær að því leyti. Hins vegar má deila um önnur umhverfisáhrif vindorkunnar svo sem hljóðmengun og truflun á útsýni.

Sólarorka

Ef grannt er skoðað má rekja flestar fyrrnefndar orkulindir til sólarinnar. Hún gegndi meginhlutverki þegar jarðefnaeldsneytið myndaðist fyrir margt löngu, hún lyftir vatninu upp í fjöllin og hún knýr vinda jarðarinnar. Orkan í geislun sólarinnar nýtist gróðri jarðar líka beint og milliliðalaust og menn hafa líka fundið leiðir til að nýta hana með sólarrafhlöðum. Sú orkulind virðist eiga framtíð fyrir sér ekki síður en vindorkan og verður kannski nýtt öðru fremur í eyðimerkurlöndum þar sem olía vall áður upp úr jörðinni. Sólarorkan er væntanlega sjálfbær á svipaðan hátt og vindorkan; sjálf orkan endurnýjast í sífellu en huga þarf að umhverfisáhrifum þegar orkuverin stækka.

Sólaraflstöð í Hong Kong. Sólarorkan er væntanlega sjálfbær á svipaðan hátt og vindorkan; sjálf orkan endurnýjast í sífellu en huga þarf að umhverfisáhrifum þegar orkuverin stækka.

Heimildir og lesefni:
  • Guðmundur Pálmason, 2005. Jarðhitabók: Eðli og nýting auðlindar. Reykjavík: Hið íslenska bókmenntafélag.
  • Jónas Ketilsson, Axel Björnsson, Árný Erla Sveinbjörnsdóttir, Bjarni Pálsson, Grímur Björnsson, Guðni Axelsson og Kristján Sæmundsson, 2010. Eðli jarðhitans og sjálfbær nýting hans: Álitsgerð faghóps um sjálfbæra nýtingu jarðhita. Reykjavík: Orkustofnun.

Myndir:

...