Orkan í orkuskiptum

Orkuþörf í tengslum við fyrirhuguð og nauðsynleg orkuskipti á Íslandi hefur mikið verið í umræðunni undanfarið. Ný orkuþörf tengist þó ekki bara orkuskiptum enda er eitt sem er sameiginlegt allri nýrri uppbyggingu, hvort sem hún tengist íbúðarhúsnæði eða atvinnulífi, en það er að öll uppbygging þarf einfaldlega rafmagn. Þó að þessi notkun teljist ekki til svokallaðra stórnotenda raforku þá er það einföld staðreynd að óteljandi smánotendur raforku eru einfaldlega samtals stórnotandi. Orkuþörfin verður því umtalsverð en ýmislegt er óljóst, þó sérstaklega varðandi orkuskipti í flugi og fiskiskipum. Aðal óvissan í þeim flokkum er hvaða eldsneyti mun taka við, hvenær slík orkuskipti verða raunhæf og ekki síst hver kostnaðurinn verður. Fyrir vegasamgöngur blasir við allt önnur mynd. Orkuskiptin þar eru nú þegar hafin og flest bendir til að bein nýting raforku í gegnum rafhlöður geti mætt stærstum hluta af þeirri orkuþörf sem nauðsynleg er fyrir full orkuskipti í þeim flokki.

Orkuþörf vegasamgangna

Til að mæta orkuþörf vegasamgangna í dag þarf að flytja inn rúmlega 300 þúsund tonn af olíu á ári. Með einföldun má segja að þetta samsvari tæplega 3500 GWh sem er gríðarlega mikil orka.Til samanburðar þá er orkuvinnslugeta Kárahnjúkavirkjunar, langstærstu virkjunar landsins, 4800 GWh. En það merkilega við rafvæðingu samgangna er sú staðreynd að rafbílar eru þrisvar til fjórum sinnum orkunýtnari en olíuknúin farartæki. Þessi staðreynd ein og sér ætti í raun að duga til að sannfæra alla um mikilvægi og skynsemi rafvæðingar í samgöngum. Ef í boði væri tækni fyrir bensín- og dísilbifreiðar, sem myndi minnka innflutningsþörf á olíu um 2/3, væri líklega löngu búið að lögbinda innleiðingu á slíkri tækni. Það er nefnilega ekki bara mikilvægt að skipta um orkugjafa heldur þurfum við líka að minnka orkuþörf á heimsvísu. Því má segja að sú staðreynd að rafvæðing vegasamgangna feli líka í sér skipti yfir í innlendan orkugjafa, sem losar ekki gróðurhúsalofttegundir eða heilspillandi mengun, sé bara bónus ofan á bætta orkunýtni. Með öllum fyrirvörum má með einföldun segja að full rafvæðing farartækja miðað við núverandi olíunotkun þurfi því einungis um 1200 GWh í stað 3500 GWh. Þetta er gróft mat á orkuþörf en hvað með virkjanir?

Aflþörf

Það er mun erfiðara að meta aflþörf en orkuþörf fyrir orkuskipti vegasamgangna. Hafa verður í huga að rafvædd farartæki eru ekki bara orkunýtin heldur geta þau líka aðlagað sig að aflgetu raforkukerfisins að nokkru leyti. Á opnum fundi Landsvirkjunar um aflstöðu og vindorku kom fram að dagsveiflur aflnotkunar í almenna raforkukerfinu væru um 200 MW. Þetta þýðir að allt að 200 MW eru ekki nýtt þegar eftirspurnin er hvað minnst eins og á næturnar og um helgar. Þarna er hægt að nýta kosti rafbíla til að nýta kerfið betur án þess að þurfa að virkja fyrir alla aukanotkun þeirra. Með því að fá rafbílaeigendur til að færa hleðslutíma sinn að miklu leyti yfir á þann tíma sem svigrúm er í kerfinu er hægt að spara mikla aflþörf og nýta kerfið betur. En svo er líka árstíðarsveifla í kerfinu sem er líka um 200 MW þ.e. aflþörfin í kerfinu er um 200 MW meiri í desember en júlí. Það rímar ljómandi vel við árstíðarumferðarsveiflur því að samkvæmt Vegagerðinni er allt að tvöfalt meiri umferð um hringveginn í júlí en í desember. Raforkuþörf rafbíla verður þannig meiri á sumrin þegar raforkukerfið hefur hvað mest afl til reiðu. Að lokum má aðeins líta til framtíðar þar sem rafhlöður í rafbílum geta virkað sem orkugeymslur. Í framtíðinni er því möguleiki að virkja þriðja afljöfnunarkost rafbíla sem er að jafna raforkuframleiðslu og notkun að hluta með hjálp rafbíla. Þeir geta spilað smá hlutverk í að taka á óhagkvæmum afltoppum. Það má því nota rafvæðingu samgangna til að jafna orkuþörf að hluta og fá betri aflnýtingu í kerfið. En hvað með raforkuflutninga og dreifingu?

Raforkuflutningur og dreifing

Eins og flestir vita er raforkureikningur landsmanna samansettur af raforkuframleiðslu annars vegar og flutningi og dreifingu hinsvegar. Um helmingur raforkuverðs er því kostnaður við flutning og dreif-ingu raforku og þar gilda svolítið aðrar breytur en hrein markaðslögmál. Það má líkja þessu við heimsendar pítsur. Ef þú pantar pítsu þá þarf að baka eina pítsu og senda einn bíl með pítsuna. Þú greiðir fyrir pítsu og flutning. Ef þú pantar hinsvegar fimm pítsur fyrir stórveislu á sama tíma, þá þarf vissulega að baka fimm pítsur en það er nóg að senda bara einn bíl. Framleiðslukostnaður er sem sagt sá sami á hverja pítsu en flutningskostnaður verður auðvitað minni, vegna þess að allar pítsurnar komast fyrir í einum bíl. Sama gildir um rafbíla þ.e. raforkuþörf þeirra rúmast oftast innan raflínukerfisins sem fyrir er.

Það er ekki víst að pítsufyrirtækið lækki sendingarkostnað við þessa fimm pítsu hagræðingu og mögulega hirða þeir ágóðann. Það gilda hinsvegar önnur lögmál um flutningafyrirtæki raforku. Flutn-ings- og dreififyrirtæki raforku eru háð sérleyfi sem þýðir að þau hafa lögbundin tekjumörk. Með einföldum hætti má segja að ef tekjur þeirra aukast umfram viðhalds- og uppbyggingarþörf þá ber þeim að lækka verð á flutningi. Með öðrum orðum þá mun betri nýting raflína, með tilkomu rafbíla, lækka raforkuverð til lengri tíma.

Það er ljóst að orkuþörf rafbíla verður talsverð í komandi orkuskiptum en samt minni en margur heldur. Eins er ljóst að rafvædd faratæki geta með ýmsum hætti verið afar heppilegur kúnni í kerfinu. Orkunýtni og sveigjanleiki rafbíla mun auðvelda mjög orkuskipti í vegasamgöngum. Í umræðum um orkuþörf er líka nauðsynlegt að huga að því hvernig mæta á orkuþörf fyrir tugþúsundir nýbygginga og hundruð nýrra fyrirtækja sem þurfa líklega að rísa á næstu áratugum með tilheyrandi orkuþörf og fjárfestingum í dreifikerfum.

Höfundur er sviðsstjóri hjá Orkustofnun.