basics of geothermal reservoir physics (geothermal reservoir …¡lfbær... · 2020. 5. 5. ·...
TRANSCRIPT
Ársfundur ÍSOR 2008
Sjálfbær jarðhitanýting
Guðni Axelsson
Eðlisfræðingur og deildarstjóri
ÍSOR
Ársfundur ÍSOR Akureyri
28. mars 2008
Ársfundur ÍSOR 2008
SJÁLFBÆR ÞRÓUN
Hugtakið kemur fyrst fram í Bruntland-
skýrslunni (World Commission on Environment
and Development, 1987: Our Common Future):
„Sjálfbær þróun er þróun sem fullnægir þörfum
samtíðarinnar án þess að skerða möguleika komandi
kynslóða til að fullnægja sínum þörfum.”
Mikilvægi einhvers konar sjálfbærrar þróunar
fyrir jarðarbúa stöðugt ljósara.
Ársfundur ÍSOR 2008
SJÁLFBÆR ÞRÓUN
Tvíþætt hugtak:
(1) Auðlindir séu nýttar á hófsaman hátt.
(2) Umhverfinu
sé ekki
spillt.
„Frumstæðir”
þjóðflokkar lifa
gjarnan skv.
þessu hugtaki!
Ársfundur ÍSOR 2008
SJÁLFBÆR ÞRÓUN OG JARÐHITINN
Áratuga reynsla og rannsóknir hafa sýnt að nýta má
jarðhitann á sjálfbæran hátt.
Almennt er þó hugtakið sjálfbær jarðhitanýting
notað á misvísandi hátt - er líka tískuorð.
Opinberlega viðurkennda skilgreiningu og/eða
lagagrunn vantar - hugtakið notað að geðþótta.
Endurnýjanleika og sjálfbærni oft ruglað saman.
Hagkvæmniathuganir sjá ekki langt fram í tímann.
Ársfundur ÍSOR 2008
SJÁLFBÆR VINNSLA JARÐHITANS
Hægt að nýta á sjálfbæran hátt, því nýtt “jafnvægis-
ástand” kemst oft á eftir að nýting hefst.
Vinnslan stundum ágeng og ekki hægt að viðhalda.
Valgarður Stefánsson frumkvöðull umfjöllunar á Íslandi.
Vinnuhópur Orkustofnunar
setti fram skilgreiningu árið
2001 þar sem sjálfbær
jarðhitavinnsla er skilgreind
sem orkuvinnsla sem hægt
er að viðhalda í 100–300 ár.
Ársfundur ÍSOR 2008
DÆMI: JAFNVÆGI EÐA ÁGENG VINNSLA
Laugarnes
(Reykjavík)
Geysers
(Kalifornía)
Ársfundur ÍSOR 2008
TÍMAKVARÐINN
Tímakvarði skilgreiningarinnar (100-300 ár) er lengri
tímakvarði en afskriftartími virkjana (30-50 ár).
Styttri en Íslandssagan (1000 ár) eða tímaskali með
jarðsögulega tilvísun, t.d. tíminn frá ísaldarlokum (10.000 ár).
Þannig er sjálfbær vinnslugeta töluvert meiri en náttúrulegt
innstreymi í viðkomandi kerfi.
Magnús Ólafsson (Ljósmyndasafn Reykjavíkur)
Ársfundur ÍSOR 2008
UM SJÁLFBÆRA NÝTINGU
A. Sjálfbær vinnslugeta jarðhitakerfa er óþekkt við upphaf
vinnslu, en má meta út frá fyrirliggjandi gögnum um innri
gerð og eðli kerfanna og gögnum um viðbrögð þeirra við
vinnslu. Þó ekki hægt að meta með vissu fyrr en eftir
nokkurra ára/áratuga vinnslu.
B. Sjálfbær vinnslugeta er háð
vinnslutækni (vinnsluaðferð og
tækniframförum). Niðurrennsli/
niðurdæling affallsvatns eykur
oftast vinnslugetu. Með dýpri
borholum (4-5 km) má væntan-
lega ná meiri orku í framtíðinni.
Ársfundur ÍSOR 2008
AÐFERÐIR VIÐ SJÁLFBÆRA JARÐHITANÝTINGU
(1) Stöðug vinnslu undir sjálfbæru mörkunum [mörkin óþekkt
í upphafi, sjaldan raunhæfur kostur].
(2) Þrepauppbyggingu vinnslunnar upp að sjálfbæru
mörkunum [æskileg aðferð, getur þó ekki alltaf mætt
kröfum orkumarkaðarins].
(3) Ágeng vinnsla og hlé á víxl [líkanreikningar hafa sýnt að
eftir tímabil ágengrar vinnslu endurheimti jarðhitakerfi að
meira eða minna leyti fyrra ástand, þ.e. áhrifin eru að
verulegu leyti afturkræf, ágeng vinnsla er frekar í takt við
virkjun háhitasvæða á Íslandi í dag].
(4) Skert vinnsla eftir styttra tímabil ágengrar vinnslu.
Ársfundur ÍSOR 2008
Fjórar mögulegar aðferðir til að nýta jarðhita á sjálfbæran hátt: (1) Með stöðugri vinnslu undir sjálfbæru mörkunum, (2) með þrepauppbyggingu vinnslunnar, (3) með ágengri vinnslu og hléum á víxl og (4) með skertri vinnslu eftir
styttra tímabil ágengrar vinnslu.
Ársfundur ÍSOR 2008
Skýringarmynd sem sýnir hvernig sjálfbær vinnslugeta jarðhitakerfa er háð vinnsluaðferð (t.d. niðurdælingu) og
tækniframförum (t.d. dýpri borun). Einnig sýnt hvernig auka má orkuvinnsluna í skrefum
Ársfundur ÍSOR 2008
MAT SJÁLFBÆRRAR VINNSLUGETU
Líkanreikningar eru öflugasta tækið til að meta sjálfbæra
vinnslugetu.
Grundvöllur áreiðanlegra reikninga eru nákvæm og
yfirgripsmikil gögn um jarðfræðilega byggingu, eðlisástand
og ekki síst viðbrögð við vinnslu.
Viðbragðsgögn mikilvægust, þurfa að ná yfir a.m.k. nokkur
ár ef mat á að vera áreiðanlegt.
Aðeins hægt að meta gróflega sjálfbæra afkastagetu
jarðhitakerfa, sem ekki hafa enn verið nýtt.
Er hægt að setja skilyrði um sjálfbæra nýtingu þegar
virkjanaleyfi eru veitt?
Ársfundur ÍSOR 2008
DÆMI: NESJAVELLIR
Nýting hófst 1990, nú 120 MWe og 400 MWt.
Núverandi vinnsla ekki sjálfbær, ekki hægt að halda
óbreyttri, með sömu tækni, í 100-300 ár.
Líkanreikningar sýna að áhrif eru þó að mestu afturkræf
(sjá mynd).
Hægt að nýta
Nesjavelli skv.
vinnsluaðferð (3),
þ.e. ágeng vinnsla
með hléum.
Ársfundur ÍSOR 2008
ATHUGASEMDIR(i) Skoða þarf sjálfbæra vinnslugetu stærri svæða, t.d.
sjálfbæra vinnslu jarðhita í landshluta.
(ii) Reikna þarf með áhrifum milli aðliggjandi vinnslusvæða við langtímavinnslu.
(iii) Ef einstök jarðhitakerfi eru nýtt á ágengan hátt þurfa að vera tiltæk önnur kerfi, sem nýta má meðan þau fyrrnefndu eru hvíld.
(iv) Ef nýting er aftur á móti skv. skrefahugmyndinni verður þörf á því að uppbyggingin sé samtímis á mörgum svæðum, vegna þess hve skrefin eru lítil.
(v) Niðurrennsli/dæling eykur oft sjálfbæra vinnslugetu.
Ársfundur ÍSOR 2008
ÖNNUR LÖND
Ísland: Opinberlega viðurkennd skilgreining ekki
tiltæk, umræða og rannsóknir í gangi.
Nýja Sjáland: Sjálfbær jarðhitanýting í skoðun,
miða við a.m.k. 100 ár.
Filippseyjar og El Salvador: Áhersla á umhverfis-
og samfélagsleg áhrif.
Er til skoðunar víða annar
staðar (ESB og USA),
þó á frumstigi.
Ársfundur ÍSOR 2008
VINNA Í GANGI
Vinnuhópur jarðhitaþróunarsamnings Alþjóða-
orkumálastofnunarinnar (IEA-GIA): Stefnt að
tveimur vinnufundum þar sem langar vinnslusögur
og niðurstöður líkanreikninga verða teknar fyrir.
Niðurstöður birtar í greinum í fagtímariti 2009.
Faghópur Orkustofnunar og Rammaáætlunar um
sjálfbæra nýtingu jarðhita: Þverfaglegur hópur með
þáttöku Orkustofnunar, ÍSOR, háskóla og
orkufyrirtækja.
Ársfundur ÍSOR 2008
Takk fyrir!