Hvað kostar að framleiða rafmagn?

Kannski hefði mátt afgreiða þessa færslu með því einfaldlega að vísa í þetta Orkublogg hér.

Hér verður fjallað í stuttu máli um það hvort raforkuframleiðsla frá vindrafstöð eða sjávarvirkjunum gæti mögulega borgað sig á Íslandi. Tilgangurinn er að gefa lesendum vísbendingar um það hvort slíkir virkjunarkostir kunni að vera fjárhagslega hagkvæmir hér á landi og til hvaða atriða þurfi helst að líta við slíkt hagkvæmnismat. Hér er þó ekki um að ræða nákvæma samantekt, né neina arðsemisútreikninga. 

Hagkvæmni hefur aukist hratt í mörgum greinum endurnýjanlegrar orku á síðustu árum vegna mikilla rannsókna og þróunarvinnu. Nú er svo komið að ekki aðeins rafmagns-framleiðsla frá vatnsaflsvirkjunum og jarðvarma, heldur einnig frá hagkvæmustu vindrafstöðvunum, fer mjög nálægt því að vera jafn ódýr og rafmagnsframleiðsla með kolaorku og gasi. Hafa ber í huga að um leið og olía hækkar í verði fylgir gasverðið og kolaverðið gjarnan í kjölfarið og þess vegna er hátt olíuverð vatn á myllu endurnýjanlegrar orku í þeim löndum sem byggja rafmagnsframleiðslu sína mikið á jarðefnaeldsneyti.

Framleiðslukostnaður raforku fer auðvitað eftir aðstæðum á hverjum stað fyrir sig. Vindorkuver eða vatnsaflsvirkjun á einum stað kostar ekki nákvæmlega það sama á öðrum stað, þó svo að framleiðslugetan sé sú sama. Ekki eru til neinir nákvæmir fastar yfir framleiðslukostnaðinn – eða öllu heldur er varasamt að miða við slík verð sem stundum eru gefin upp af hagsmunaaðilum. Engu að síður gefa slíkar viðmiðunartölur mögulega vísbendingu og eru auðvitað meðal þeirra gagna sem höfð eru til hliðsjónar þegar samanburður er gerður á virkjunarkostum.

Þó svo að bæði vatnsafl og jarðvarmi séu taldir mjög góðir kostir á Íslandi eru þetta misdýrir kostir. Almennt er stofnkostnaður jarðhitavirkjana lægri en vatnsaflsvirkjana en á móti kemur að rekstrarkostnaður jarðhitavirkjananna er hærri. Hvor kosturinn er betri ræðst því mjög af fjármagnskostnaðinum á hverjum tíma.

Þessar tvær tegundir endurnýjanlegrar rafmagnsframleiðslu eru líka mjög ólíkar þegar nýtingin er skoðuð. Raforkuframleiðslan frá jarðvarmavirkjunum er jafnari yfir árið en frá íslensku vatnsorkuverunum. Aftur á móti hafa vatnsaflsvirkjanirnar miklu styttri viðbragðstíma til að auka eða minnka álag í raforkukerfinu. Þess vegna hefur reynst vel að reka jarðgufuvirkjanir og vatnsaflsvirkjanir saman. Jarðgufuvirkjanir sjá kerfinu fyrir grunnafli en vatnsaflinu er beitt við álagsstýringu og það getur annað álagstoppum yfir daginn.

Þessi atriði er vert að hafa í huga þegar t.d. kostir og gallar vindorkuvera eru metnir í samanburði við vatnsafl eða jarðvarma. Vindorkuverin eru óstöðug, en gætu verið góð búbót og nýst vel til að spara miðlunarlón. Einnig er auðvelt að staðsetja vindorkuver þannig að jarðfræðileg áhætta sé nánast engin. Slík áhætta er aftur á móti umtalsverð þegar reistar eru jarðvarmavirkjanir og skapast oft líka þar sem hagkvæmast þykir að byggja vatnsaflsvirkjanir (þ.e. á eldvirkum eða skjálftavirkum svæðum). Fjölmörg önnur atriði skipta hér máli, t.d. það að unnt er að byggja vindorkuver með litlu jarðraski. Fyrir vikið má líklega segja að vindorkan sé mun umhverfisvænni kostur en bæði jarðvarmavirkjun og vatnsaflsvirkjun. Á móti kemur sjónmengun vegna vindorkuveranna.

Þegar fjallað er um rafmagnskostnað frá vindorkuverum og sjávarorkuvirkjunum, er annars vegar um að ræða vel þroskaðan iðnað (vindorku) þar sem all nákvæmar kostnaðartölur liggja fyrir, en hins vegar er sjávarorkan sem enn er nánast á fósturstigi. Það er m.ö.o. ennþá mjög dýrt að framleiða rafmagn með sjávarorku. En ekki er útilokað að a.m.k. einhver tegund sjávarorku muni innan tíðar verða jafn ódýr raforkuframleiðsla og nú þekkist frá vatnsaflsvirkjunum eða vindorkuverum.

Hvað kostar að framleiða rafmagn með vindrafstöð?

Til eru margar og mismunandi upplýsingar um kostnað við að setja upp vindrafstöðvar. Hér verður ekki farið út í beinar kostnaðartölur, en látið nægja að benda á helstu þættina sem taka þarf tillit til við samanburð á slíkum kostnaði. Í því sambandi má nefna að kostnaður við að setja vindrafstöð út í sjó er oft um 50–70% hærri en það sem gerist á landi. Þá er miðað við sambærilega framleiðslugetu.

Kostir þess að setja vindrafstöðvar upp úti í sjó eru aðallega að fá stöðugri og öflugri vind, ásamt því að slík vindorkuver þykja valda minni sjónmengun. Í reynd er kostnaðarmunurinn talsvert minni en nefnt var, sökum þess að rafmagnsframleiðsla vindrafstöðva í sjó er yfirleitt mun jafnari en þeirra sem eru á landi. Þó svo að uppsetningarkostnaðurinn sé mun lægri á landi, getur heildarkostnaður á líftíma virkjunarinnar því verið nokkuð jafn.

Vegna flókinna reglna um verðlagningu á rafmagni, mismunandi skattareglna í hinum ýmsu löndum og styrkjakerfa, er samanburður af þessu tagi erfiður. Erlendur samanburður segir oftast að vindorkan sé heldur dýrari en vatnsaflið. Í sumum tilvikum er framleiðslukostnaður rafmagns frá hagkvæmustu vindrafstöðvum þó svipaður og hjá vatnsaflsvirkjunum.

Í samtölum við starfsfólk íslensku orkufyrirtækjanna og fleiri kom fram að líklega sé kostnaður við raforkuframleiðslu hér á landi heldur lægri en sambærileg raforkuframleiðsla erlendis. Samkvæmt þessu er raforka frá íslenskum orkuverum ódýrari í framleiðslu en t.d. raforka framleidd í bandarískum vatnsaflsvirkjunum. Um þetta er þó í reynd óvissa; það eru litlar upplýsingar fyrir hendi þegar meta skal framleiðslukostnað rafmagns á Íslandi og bera hann saman við kostnaðinn erlendis.

Líklega er ekki skynsamlegt að byggja mikið á erlendum samanburðar-rannsóknum um rafmagnsverð þegar meta skal hagkvæmni vindrafstöðva á Íslandi. Til að komast að þessu þyrfti að gera hér meiri vindmælingar og eiga samstarf við orkufyrirtækin til að geta metið hagkvæmnina miðað við vatnsafl og jarðvarma. Þar að auki má nefna að í reynd eru ekki til neinar nýlegar marktækar samanburðartölur um það hvað kostar að framleiða rafmagn á Íslandi miðað við önnur lönd.

Sem dæmi fengust eftirfarandi upplýsingar frá Orkuveitu Reykjavíkur: „Við höfum ekki neinar upplýsingar um kostnað við framleiðslu á rafmagni utan Íslands. Við getum því ekki gert neinn samanburð við önnur lönd“ (tölvupóstur frá OR, 3. apríl 2009). Ekki bjó Landsvirkjun heldur yfir slíkum samanburði og fylgdi sögunni að slíkar samanburðartölur væru í reynd óaðgengilegar. Ekki er heldur hægt að nota hér samanburðartölur um raforkuverð sem Samorka hefur birt. Þær taka ekki tillit til þess frá hvaða orkugjöfum rafmagnið kemur og einungis er litið til söluverðsins, en ekki þess hver framleiðslukostnaðurinn er í raun.

Líta þarf til fleiri þátta en bara stofn- og rekstrarkostnaðar.

Þegar lagt er mat á það hvað kostar að framleiða rafmagn, er ónákvæmt að líta einungis til beins kostnaðar við uppsetningu virkjunarinnar og rekstrarkostnaðar. T.d. má hafa hliðsjón af því hversu mikla orku þarf að eyða til að afla orkunnar, þ.e. hversu mikil orka fer í smíði, uppsetningu og framleiðslu virkjunarinnar. Þetta er stundum nefnt endurheimtustuðull eða endurheimtuhlutfall. 

Það skiptir sem sagt verulegu máli til hvaða atriða er litið þegar gerður er samanburður á hagkvæmni mismunandi tegunda af virkjunum. Erlendis er mjög horft til ytri kostnaðar við samanburð á framleiðslukostnaði rafmagns. Þá eru t.d. kolefnisskattar teknir inn í dæmið. En hér á landi er nánast öll raforka frá endurnýjanlegum orkugjöfum og þess vegna kemur slíkur ytri kostnaður ekki til með að vera hagstæður vindorku eða sjávarorku á Íslandi.

Aftur á móti mætti hér taka tillit til mismunandi landnotkunar þegar gerður er samanburður á t.d. hagkvæmni vindorkuvers og vatnsaflsvirkjunar. Orkubloggið fékk í hendur prýðilegt yfirlit frá Landsvirkjun, með samanburði á hinum ýmsu tegundum virkjana (samantekt eftir Agnar Olsen hjá Landsvirkjun frá því í júní 2008). Þar var m.a. borið saman hversu mismikla landnotkun hver virkjanategund kallar á og einnig hvert endurheimtuhlutfallið er, þ.e. hversu mikla raforku þarf til að framleiða rafmagnið. Landnotkunarstuðullinn er mjög óhagstæður vatnsaflinu vegna stórra miðlunarlóna - en þar kemur vindorkan vel út og auðvitað ekki síður sjávarorkan. Endurheimtuhlutfallið er aftur á móti mun betra hjá vatnsaflsvirkjununum heldur en hjá vindrafstöðvum - það skýrist fyrst og fremst af mjög löngum líftíma vatnsorkuvera. 

Sjávarvirkjanir eru enn of óþroskaðar til að unnt sé meta hagkvæmni þeirra.

Á Orkuþingi 2006 kom fram að það kostar u.þ.b. fjórum sinnum meira að framleiða rafmagn frá sjávarfalla- og straumvirkjunum en frá íslenskum vatnsafls- og jarðvarmavirkjunum. Þá er miðað við að hámarksstraumhraðinn sé á bilinu 2,5–5 m/s og dregin sú ályktun að sjávarvirkjanir borgi sig ekki hér nema hámarksstraumhraðinn sé 8–10 m/s. Það þýðir að einungis fáeinir staðir í Breiðafirði koma raunverulega til álita fyrir svona virkjanir hér á landi – miðað við kostnaðinn eins og hann er nú og verður í allra nánustu framtíð.

Sumir telja að önnur sjávarorka en orka sjávarfallavirkjana geti hugsanlega nýst þar sem sjávarstraumar eru heldur veikari. Sú tækni öll er jafnvel ennþá óþroskaðri en nýju sjávarfallavirkjanirnar og enn fer því fjarri að ljóst sé hver framleiðslukostnaður raforkunnar kemur til með að verða.

Eins og staðan er nú er ekki líklegt að sjávarorkuvirkjun verði byggð við Ísland í nánustu framtíð. Þá eru undanskildar sjávarfallavirkjanir sem hugsanlega kunna að verða byggðar í Breiðafirði eins og áður hefur verið greint frá. Engu að síður kann að koma til greina að byggja sjávarvirkjun t.d. í Reykjanesröstinni eða jafnvel enn frekar við Vestfirði vegna þess hversu óáreiðanlegt framboð af rafmagni er þar. Í samtölum við íslenska vísindamenn kom fram að Hrútafjörður gæti verið sérstaklega áhugaverður kostur. Einnig var röstin utan við Látrabjarg nefnd.  

Athugasemdir

[Pétur Þorleifsson , 30.4.2009 kl. 10:29]

Sýnir þessi samanburður ekki að Kárahnjúkavirkjun var dýr miðað við uppsett afl ?

[Ketill Sigurjónsson, 30.4.2009 kl. 11:09]

1000 MW virkjun á 70 milljarða ISK, eins og segir þarna í fréttinni á visir.is, er nú barrrasta hlægilega ódýrt. Heildarkostnaðurinn við þessa virkjun í Sviss hlýtur að verða talsvert miklu meiri.

[Ingimundur Bergmann, 30.4.2009 kl. 23:05]

Sælir

Fyrir um fjörutíu árum hugleiddu menn að virkja firði þ.e. aðfall/útfall, en sáu þá fyrir sér að á fallaskiptunum félli framleiðslan niður. Á þeim árum var ekki um að ræða jafn fjölbreytta möguleika til rafmagnsframleiðslu og nú er, en eins og þú kemur inná þá geta hin ýmsu virkjanaform bætt hvert annað upp. Ég man eftir að á þeim tíma höfðu menn nokkrar áhyggjur af því að ef farið yrði í víðtækar fjarðavirkjanir af þessu tagi, að þá gæti það hugsanlega haft áhrif á snúningshraða Jarðar. Hefur þú, Ketill, eitthvað heyrt um þetta?

[Óskar Þorkelsson, 1.5.2009 kl. 08:44]

ég þakka fyrir góðan lestur undanfarnar vikur hjá þér Ketill.  Ég hef lesið allar færslurnar þínar um orkumálin síðan í mars en þá fór ég utan í smá ferð um austurlönd.. ég las síðan bloggið þitt á kvöldin áður en ég fór að sofa en setti aldri inn athugasemdir því bloggið mitt var ferlega tregt þarna í asíu.

Kunnskapur minn um orkumál hefur stóraukist við það að lesa pistlana þína.