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 Íbúðalán í raunheimum: Svar við athugasemdum Gauta B. Eggertssonar Agnar Tómas Möller Skoðun Landráðabrigsl og skrípaleikir Einar Kárason Skoðun Hér býr fólk! Rödd íbúa á framkvæmdasvæði Miðbæjar í mótun í Kópavogi Elín Kona Eddudóttir Skoðun Lesum í sumar – börnin okkar fylgjast með Jón Heiðar Gunnarsson Skoðun Tafla á villigötum Gauti Eggertsson Skoðun Fyrst þarf Ísland að ná niður verðbólgu og vöxtum með krónunni. Þá fyrst kemur evran til greina Jón Helgi Egilsson Skoðun Að kveðja verðtrygginguna: Stærsta kjarabót sem íslensk heimili geta fengið Sveinn Atli Gunnarsson Skoðun Yfir 2.000 til 3000 milljarða tap á 15 - 17 árum – og enginn ber ábyrgð Sigurður Sigurðsson Skoðun Reykjavík er frjáls Björg Magnúsdóttir Skoðun Sumarhátíðir, rándýrir vextir og óopnað umslag Pétur Marteinsson Skoðun Skoðun Skoðun Lesum í sumar – börnin okkar fylgjast með Jón Heiðar Gunnarsson skrifar Skoðun Íbúðalán í raunheimum: Svar við athugasemdum Gauta B. Eggertssonar Agnar Tómas Möller skrifar Skoðun Landráðabrigsl og skrípaleikir Einar Kárason skrifar Skoðun EES eða ESB – þar er efinn Dóra Sif Tynes skrifar Skoðun Hér býr fólk! Rödd íbúa á framkvæmdasvæði Miðbæjar í mótun í Kópavogi Elín Kona Eddudóttir skrifar Skoðun Fyrst þarf Ísland að ná niður verðbólgu og vöxtum með krónunni. Þá fyrst kemur evran til greina Jón Helgi Egilsson skrifar Skoðun Meira en Kaupmannahafnarskilyrðin Erna Bjarnadóttir skrifar Skoðun Þegar nýbakaðir foreldrar lenda á vegg Kolbrún Áslaugar Baldursdóttir skrifar Skoðun Er það hræðsla að segja nei? Hnikarr Bjarmi Franklínsson skrifar Skoðun Hvað er mikilvægast? Jónas Hagan Guðmundsson skrifar Skoðun Yfir 2.000 til 3000 milljarða tap á 15 - 17 árum – og enginn ber ábyrgð Sigurður Sigurðsson skrifar Skoðun Reykjavík er frjáls Björg Magnúsdóttir skrifar Skoðun Að kveðja verðtrygginguna: Stærsta kjarabót sem íslensk heimili geta fengið Sveinn Atli Gunnarsson skrifar Skoðun Sumarhátíðir, rándýrir vextir og óopnað umslag Pétur Marteinsson skrifar Skoðun Innan ESB „mun Ísland stjórna fiskveiðum í Norður-Atlantshafi“ Óli Rúnar Ástþórsson skrifar Skoðun Hver þorir næst? Knútur Emil Jónasson,Dagmar Ýr Stefánsdóttir,Hermann Ingi Gunnarsson,Unnur Brá Konráðsdóttir,Jóhanna Hreinsdóttir,Ásta Stefánsdóttir,Aldís Hafsteinsdóttir,Bergþór Bjarnason,Haraldur Þór Jónsson skrifar Skoðun Orð skipta máli Birgitta Þorsteinsdóttir skrifar Skoðun Jákvæða hliðin á minkamálinu Atli Sævar Guðmundsson skrifar Skoðun Viðvörunarljós í evrópsku atvinnulífi Guðrún Hafsteinsdóttir skrifar Skoðun Hvers vegna erum við enn að reyna að binda hendur fólks? María Gunnarsdóttir skrifar Skoðun Íslenskir kjósendur eða evrópskir embættismenn? Ólafur Hannesson skrifar Skoðun Tafla á villigötum Gauti Eggertsson skrifar Skoðun Já til að sjá er tálsýn Guðmundur Edgarsson skrifar Skoðun Það sem mamma og pabbi kenndu mér Gréta María Grétarsdóttir skrifar Skoðun Byrgjum brunninn áður en barnið dettur ofan í – eflum forvarnir í raun! Fanný Gunnarsdóttir skrifar Skoðun Ísland og ESB: Horft af brúnni Þorvaldur Gylfason skrifar Skoðun Aðlögun að hverju? Staða Íslands í aðildarferli Evrópusambandsins Ásta Guðrún Helgadóttir skrifar Skoðun Umræða um dánaraðstoð krefst mannúðar og varfærni Ingrid Kuhlman skrifar Skoðun Heimurinn bíður ekki eftir Íslandi Birgir Orri Ásgrímsson skrifar Skoðun Leiðrétting vegna greinar um Kristrúnar í breskum hlaðvarpsþætti Guðmundur Edgarsson 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.
Hér býr fólk! Rödd íbúa á framkvæmdasvæði Miðbæjar í mótun í Kópavogi Elín Kona Eddudóttir Skoðun
Fyrst þarf Ísland að ná niður verðbólgu og vöxtum með krónunni. Þá fyrst kemur evran til greina Jón Helgi Egilsson Skoðun
Að kveðja verðtrygginguna: Stærsta kjarabót sem íslensk heimili geta fengið Sveinn Atli Gunnarsson Skoðun
Skoðun Íbúðalán í raunheimum: Svar við athugasemdum Gauta B. Eggertssonar Agnar Tómas Möller skrifar
Skoðun Hér býr fólk! Rödd íbúa á framkvæmdasvæði Miðbæjar í mótun í Kópavogi Elín Kona Eddudóttir skrifar
Skoðun Fyrst þarf Ísland að ná niður verðbólgu og vöxtum með krónunni. Þá fyrst kemur evran til greina Jón Helgi Egilsson skrifar
Skoðun Yfir 2.000 til 3000 milljarða tap á 15 - 17 árum – og enginn ber ábyrgð Sigurður Sigurðsson skrifar
Skoðun Að kveðja verðtrygginguna: Stærsta kjarabót sem íslensk heimili geta fengið Sveinn Atli Gunnarsson skrifar
Skoðun Hver þorir næst? Knútur Emil Jónasson,Dagmar Ýr Stefánsdóttir,Hermann Ingi Gunnarsson,Unnur Brá Konráðsdóttir,Jóhanna Hreinsdóttir,Ásta Stefánsdóttir,Aldís Hafsteinsdóttir,Bergþór Bjarnason,Haraldur Þór Jónsson skrifar
Skoðun Byrgjum brunninn áður en barnið dettur ofan í – eflum forvarnir í raun! Fanný Gunnarsdóttir skrifar
Skoðun Aðlögun að hverju? Staða Íslands í aðildarferli Evrópusambandsins Ásta Guðrún Helgadóttir skrifar
Skoðun Leiðrétting vegna greinar um Kristrúnar í breskum hlaðvarpsþætti Guðmundur Edgarsson skrifar
Hér býr fólk! Rödd íbúa á framkvæmdasvæði Miðbæjar í mótun í Kópavogi Elín Kona Eddudóttir Skoðun
Fyrst þarf Ísland að ná niður verðbólgu og vöxtum með krónunni. Þá fyrst kemur evran til greina Jón Helgi Egilsson Skoðun
Að kveðja verðtrygginguna: Stærsta kjarabót sem íslensk heimili geta fengið Sveinn Atli Gunnarsson Skoðun