• rn ORKUSTOFNUN


  •   
  • FileName: OS-2010-02.pdf [read-online]
    • Abstract: rn ORKUSTOFNUNJarohitanotkun til raforkuvinnslu og beinnanota til arsins 2009Ingimar G. HaraldssonJonas Ketilsson05-2010/02

Download the ebook

rn ORKUSTOFNUN
Jarohitanotkun til raforkuvinnslu og beinna
nota til arsins 2009
Ingimar G. Haraldsson
Jonas Ketilsson
05-2010/02
Jarðhitanotkun til raforkuvinnslu og beinna
nota til ársins 2009
Ingimar G. Haraldsson
Jónas Ketilsson
OS-2010/02 ISBN 978-9979-68-276-9
Orkustofnun
Orkugarður ● Grensásvegi 9 ● 108 Reykjavík ● Sími 569 6000 ● Fax: 568 8896 ● [email protected] ● www.os.
4
EFNISYFIRLIT
1 INNGANGUR ......................................................................................................... 7
2 UPPHAF JARÐHITANOTKUNAR ..................................................................... 8
3 FLOKKUN JARÐHITANOTKUNAR ................................................................. 9
4 JARÐHITANOTKUN TIL RAFORKUVINNSLU........................................... 12
5 JARÐHITI TIL HÚSNOTA ................................................................................ 13
5.1 Skipting á milli hitunar og neysluvatns ........................................................ 13
5.2 Matsaðferð og gagnasöfnun........................................................................... 16
5.3 Úrvinnsla og niðurstöður ............................................................................... 17
5.4 Tillögur og ábendingar .................................................................................. 19
6 JARÐHITANOTKUN TIL SNJÓBRÆÐSLU .................................................. 21
6.1 Matsaðferð og gagnasöfnun........................................................................... 21
6.2 Úrvinnsla og niðurstöður ............................................................................... 22
6.3 Tillögur og ábendingar .................................................................................. 23
7 JARÐHITANOTKUN Í FISKELDI ................................................................... 24
7.1 Matsaðferð og gagnasöfnun........................................................................... 26
7.2 Úrvinnsla og niðurstöður ............................................................................... 27
7.3 Tillögur og ábendingar .................................................................................. 27
8 JARÐHITANOTKUN SUNDLAUGA ............................................................... 28
8.1 Tilhögun .......................................................................................................... 29
8.2 Matsaðferð og gagnasöfnun........................................................................... 31
8.3 Úrvinnsla og niðurstöður ............................................................................... 38
8.4 Tillögur og ábendingar .................................................................................. 43
9 JARÐHITANOTKUN Í IÐNAÐI ....................................................................... 45
9.1 Matsaðferð og gagnasöfnun........................................................................... 46
9.2 Úrvinnsla og niðurstöður ............................................................................... 46
9.3 Tillögur og ábendingar .................................................................................. 46
10 JARÐHITANOTKUN Í YLRÆKT .................................................................... 48
10.1 Tilhögun .......................................................................................................... 49
10.2 Matsaðferð og gagnasöfnun........................................................................... 51
10.3 Úrvinnsla og niðurstöður ............................................................................... 52
10.4 Tillögur og ábendingar .................................................................................. 54
11 JARÐHITANOTKUN EFTIR FLOKKUM 1990-2009 .................................... 55
12 ORKUFLÆÐI JARÐHITA ................................................................................. 58
13 SAMANTEKT ...................................................................................................... 60
HEIMILDIR ................................................................................................................. 61
5
MYNDASKRÁ
Mynd 1: Raforkuvinnsla jarðvarmavirkjana 1969-2009 á Íslandi. ................................ 12
Mynd 2: Þróun húsnotkunar á landsvísu og húsnotkunar á íbúa frá 1970. ................... 13
Mynd 3: Húsnotkun sem fall af bakrásahitastigi ........................................................... 17
Mynd 4: Húsnotkun m.v. nýtingu orku í neysluvatni.. .................................................. 17
Mynd 5: Hitunarþörf bygginga (Björn Marteinsson, 2001). ......................................... 20
Mynd 6: Starfræktar fiskeldisstöðvar á Íslandi árið 2008 sem nýta jarðhita. ................ 24
Mynd 7: Hlutfallsleg skipting jarðhitanotkunar í fiskeldi árið 2008. ............................ 27
Mynd 8: Sundlaugar á Íslandi árið 2008........................................................................ 28
Mynd 9: Fjöldi og flatarmál lauga sem starfræktar voru árið 2009 eftir byggingaráratug
(1923-2009). ................................................................................................................... 29
Mynd 10: Opið sundlaugarkerfi með yfirfallsrennum og jöfnunartanki. ...................... 30
Mynd 11: Lokað sundlaugarkerfi með yfirfallsrennum. ............................................... 31
Mynd 12: Mánaðarmeðalafl Vesturbæjarlaugar 1995. .................................................. 36
Mynd 13: Mánaðarmeðalafl Vesturbæjarlaugar 1996. .................................................. 36
Mynd 14: Loftmynd af Vesturbæjarlaug á vef Þjóðskrár Íslands.................................. 37
Mynd 15: Heitavatnsnotkun Vesturbæjarlaugar árið 1996. Hliðrun. ............................ 39
Mynd 16: Heitavatnsnotkun Vesturbæjarlaugar árið 1996. Skölun. ............................. 39
Mynd 17: Iðnaðarnotkun með jarðhita á Íslandi árið 2008. .......................................... 45
Mynd 18: Gróðurhús á Íslandi sem nýta jarðhita árið 2008. ......................................... 48
Mynd 19: Skipting flatarmáls gróðurhúsa sem nýta jarðhita eftir framleiðsluvörum. .. 54
Mynd 20: Skipting jarðhitanotkunar eftir flokkum 2008. ............................................. 55
Mynd 21: Jarðhitanotkun á Íslandi árið 2008. ............................................................... 55
Mynd 22: Þróun jarðhitanotkunar milli ára, flokkar yfir 2 PJ/a. ................................... 57
Mynd 23: Þróun jarðhitanotkunar, flokkar undir 2 PJ/a. ............................................... 57
Mynd 24: Orkuflæði jarðhita fyrir árið 2008. ................................................................ 59
TÖFLUSKRÁ
Tafla 1: Áætluð skipting raforku frá jarðvarmavirkjunum eftir flokkum. ..................... 12
Tafla 2: Áætluð meðalaflþörf snjóbræðslukerfa á flatarmálseiningu á ári. ................... 22
Tafla 3: Lægsta ferningssummukvaðratrót mismunar mánaðarlegrar massanotkunar og
áætlaðrar massaþarfar frá Vesturbæjarlaug. ................................................................... 38
Tafla 4: Orkunotkun Vesturbæjarlaugar á árabilunum 1995-1999 og 2005-2008. ....... 40
Tafla 5: Áætluð orkunotkun Grafarvogslaugar á árabilinu 2005-2008. ........................ 40
Tafla 6: Forsendur um orkunotkun sundlauga. .............................................................. 41
Tafla 7: Áætluð orkunotkun sundlauga árið 2008. ........................................................ 42
Tafla 8: Fjöldi sumarhúsa árið 2008 eftir landshlutum.. ............................................... 42
Tafla 9: Áætluð jarðhitanotkun til hitunar potta við sumarhús árið 2008. .................... 42
Tafla 10: Jarðhitanotkun gróðurhúsa á Flúðum til upphitunar. ..................................... 53
Tafla 11: Jarðhitanotkun eftir flokkum 1990-2009.. ..................................................... 56
6
1 INNGANGUR
Í þessari skýrslu er fjallað um jarðhitanotkun á Íslandi. Megináhersla er lögð á
notkunina eins og hún var árið 2008 og gerð grein fyrir þeim aðferðum sem beitt er við
matið. Jafnframt er stiklað á stóru í sögu jarðhitanotkunar og upplýsingasöfnunar um
notkunina, sem hefur aukist mjög að umfangi og fjölbreytni á síðustu öld.
Skýrslan er unnin samhliða skýrslu um frumorkunotkun jarðvarmavirkjana og hitaveitna
á Íslandi til ársins 2009 (Ingimar G. Haraldsson og Jónas Ketilsson, 2010). Saman gefa
þessar tvær skýrslur yfirsýn yfir stöðu vinnslu og notkunar jarðvarma á Íslandi árið
2008, en einnig stöðu fyrri ára eins og efni og upplýsingar gefa tilefni til. Niðurstöður
beggja skýrslna eru teknar saman í kafla 12 um orkuflæði jarðhita á Íslandi árið 2008.
Umfjöllunin tekur að hluta til sama efnis og jarðvarmaspár hafa gert, nú síðast
Jarðvarmaspá 2003-2030 (Orkuspárnefnd, 2003) sem var höfð til hliðsjónar við söfnun
og úrvinnslu gagna. Í framhaldinu verður ráðist í endurnýjun jarðvarmaspár með
hliðsjón af niðurstöðum þessarar úttektar.
Í upphafi skýrslunnar er farið stuttlega yfir sögu jarðhitanotkunar og þau flokkunarkerfi
sem notuð eru hér á landi og í alþjóðlegu samstarfi til að halda utan um jarðhitanotkun. Í
framhaldinu er gerð grein fyrir jarðhitanotkun samkvæmt hinu íslenska flokkunarkerfi
þar sem notkunarflokkar eru raforkuvinnsla, húsnotkun, snjóbræðsla, fiskeldi,
sundlaugar, iðnaður og ylrækt. Kaflar eru flestir byggðir þannig upp að fyrst er gefið
stutt sögulegt ágrip af notkun og því næst farið yfir tilhögun notkunar, aðferðafræði,
gagnasöfnun og úrvinnslu. Að endingu eru settar fram niðurstöður ásamt tillögum og
ábendingum þar sem við á. Í lok skýrslunnar er jarðhitanotkun tekin saman fyrir
tímabilið 1990-2008 og niðurstöður settar fram á myndrænan hátt í kafla um orkuflæði á
Íslandi.
7
2 UPPHAF JARÐHITANOTKUNAR
Jarðhitanotkun á sér langa sögu á Íslandi. Í upphafi byggðar töluðu landnámsmenn um
reyki er þeir sáu gufubólstra stíga til himins og bera mörg örnefni þess merki. Líklegt
má teljast að þeir hafi snemma fært sér jarðhitann í nyt, enda er talið að hveravatn hafi
verið notað til fataþvottar allt frá öndverðu og að laugar hafi verið útbúnar við
jarðhitauppsprettur allt frá 10. öld.
Notkunin virðist þó ekki hafa breyst að marki fyrr en á ofanverðri 19. öld þegar
Hvervellingar í Reykjahverfi tóku til við kerfisbundna nýtingu til kartöflu- og
grænmetisræktar undir áhrifum frá Evrópu (Lúðvík S. Georgsson o.fl., 2005). Á 20.
öldinni hófst síðan stórfelld sókn inn á gnægtarlendur jarðhitans, bæði hvað varðar
umfang og fjölbreytni nýtingar. Einn af fjölmörgum frumkvöðlum í upphafi aldarinnar
var Stefán B. Jónsson bóndi á Reykjum í Mosfellssveit sem varð fyrstur manna til að
leggja jarðhitalagnir í hús sín frá hveralaug árið 1908 eins og hann lýsir sjálfur í grein
sem birtist í ritinu Reykjavík í júní 1910 (Sveinn Þórðarson, 1998):
Hér á Reykjum hefi ég síðastliðin 2 ár hitað upp íbúðarhúsið, með heitu vatni,
sem tekið er úr heitri laug, er liggur jafnhátt þakskeggi hússins. Það er leitt
eftir 1 þml. pípu, 1.500 feta vegalengd, og hefir það dugað, bæði til
upphitunar, og til fjóssins og allra annarra heimilisnota.
Í framhaldinu lýsir Stefán aðstæðum frekar og viðrar jafnframt hugmyndir sínar um það
hvernig Reykjavatnið gæti nýst Reykvíkingum. Lýkur hann máli sínu á eftirfarandi
orðum (Sveinn Þórðarson, 1998):
Og þó að þessi 2 ára reynsla mín í þessu efni sé í smáum stíl, og alveg einstök,
og fyrsta tilraunin á landinu í þá átt, þá hygg ég þó, að hún geti nægt til að
sýna hverjum sem vill kynnast henni, það, að mál þetta sé ekki
óframkvæmanlegur hugarburður, - og til þess hefi ég sagt hér stuttlega frá
henni.
Upp úr þessu tók jarðhitanotkun til húshitunar að aukast, hægt í fyrstu, en svo með meiri
hraða eftir því sem á leið á öldina. Svipað má segja um sundlaugar, en m.a. létu
ungmennafélög landsins til sín taka við uppbyggingu þeirra. Á seinni hluta aldarinnar
jukust vinsældir snjóbræðslu mikið og upp úr 1985 varð mikill uppgangur í fiskeldi sem
leiddi til aukinnar jarðhitanotkunar í greininni (Árni Ragnarsson, 2006). Stórfelld
iðnaðarnotkun jarðhita hófst árið 1967 þegar Kísiliðjan tók til starfa.
Jarðhitanotkun hefur því vaxið að umfangi og fjölbreytileika alla síðustu öld og leitt til
aukinna lífsgæða íbúa landsins. Í eftirfarandi umfjöllun verður farið yfir sviðið eins og
það leit út árið 2008 og fjallað sérstaklega um alla helstu notkunarflokka.
8
3 FLOKKUN JARÐHITANOTKUNAR
Líkt og gildir um vinnslu hitaveitna eru gögn um jarðhitanotkun af skornum skammti
framan af, en áhersla á gagnasöfnun hefur þó farið vaxandi með tímanum (Ingimar G.
Haraldsson og Jónas Ketilsson, 2010). Árið 1994 hóf Orkustofnun markvissa söfnun
upplýsinga um vinnslu, notkun og aðra mikilsverða þætti rekstrar sérleyfisveitna1 og var
vatnssölu skipt í eftirfarandi notkunarflokka; húshitun og neysluvatn, sundlaugar,
ylrækt, iðnaður, snjóbræðsla, fiskeldi, heildsala og annað.
Upplýsingarnar voru birtar í ritinu Orkumál á árabilinu 1994-2001 og eftir það á vef
Orkustofnunar. Gögnum var safnað á þar til gerð eyðublöð sem send voru árlega út til
veitna og hefur það fyrirkomulag haldist fram á þennan dag. Mikil eftirfylgni reyndist
þörf til að heimtur teldust ásættanlegar, en með nýlegum samningi Orkustofnunar um
upplýsingaskil úr orkureikningakerfi Vigor Orku má búast við að gagnasöfnun um
notkun verði eftirleiðis einfaldari og skilvirkari þar sem 16 af 22 sérleyfisveitum2 nýta
þjónustu Vigor. Unnið er að flokkun magnmæla eftir eðli notkunar innan Orkustofnunar
í samvinnu við Vigor samkvæmt eftirfarandi flokkunarkerfi:
Húshitun og neysluvatn
- Almenn sala: íbúðarhús
- Almenn sala: sumarhús
- Almenn sala: önnur hús
- Kranavatn
- Blæðing
Snjóbræðsla
- Hefðbundin snjóbræðsla
- Gervigras
Sundlaugar
- Almenningssundlaugar
- Aðrar sundlaugar (einkalaugar)
- Ylströndin
- Bláa lónið
- Hestasundlaugar
Gróðurhús
Iðnaður
- Bein iðnaðarnotkun
- Iðnaður og húshitun (þar sem ekki er hægt að aðgreina magn sem selt er
til húshitunar og til iðnframleiðslunnar sjálfrar)
Fiskeldi
Heildsala
Hlunnindi
Annað
Orkustofnun mun árlega berast útkeyrsla gagna úr orkureikningakerfi Vigor, þar sem
notkun er flokkuð samkvæmt þessu kerfi. Ítarlegri flokkun en áður eykur á gildi
gagnanna þar sem greiningarmöguleikum fjölgar.
1
Sérleyfisveitur eru þær hitaveitur sem hafa einkaleyfi til starfsemi á sínu veitusvæði og starfa samkvæmt
sérstakri reglugerð iðnaðarráðuneytis.
9
Vegna aðildar Íslands að Efnahags- og þróunarsamvinnustofnun Sameinuðu Þjóðanna
(OECD) og Evrópska efnahagssvæðinu (EEA) hefur Orkustofnun um langt skeið látið
Alþjóða Orkumálastofnuninni (IEA) og Tölfræðistofnun Evrópusambandsins (Eurostat)
í té upplýsingar um orkunotkun á landinu. Samkvæmt núverandi fyrirkomulagi er
upplýsingum skilað árlega í gegnum sérstaka sameiginlega vefgátt IEA og Eurostat. Þar
sem þessar stofnanir styðjast við annað flokkunarkerfi jarðhitanotkunar en gert er hér á
landi, auk þess sem orkuinnihald jarðhitavökva er skilgreint á annan hátt, kallar
samstarfið á frekari úrvinnslu fyrirliggjandi gagna. Hér á eftir verður gerð grein fyrir
helstu þáttum sem frábrugðnir eru í meðferð og framsetningu upplýsinga um vinnslu og
notkun jarðhita:
Samkvæmt reglugerð nr. 1099/2008 um orkutölfræði hefur Evrópusambandið (ESB)
skilgreint jarðvarma á eftirfarandi hátt:
Orka sem er aðgengileg sem varmi sem jarðskorpan gefur frá sér, venjulega
í formi heits vatns eða gufu. Þessi orkuframleiðsla er mismunurinn á milli
vermis vökva sem unninn er úr borholu og vermis þess vökva sem notandi
hendir frá sér. Hún er nýtt:
- til raforkuvinnslu með því að nota þurra gufu eða hávermisjarðsjó eftir skiljun.
- beint sem varmi fyrir hitaveitur, landbúnað o.fl.
Orkustofnun skilgreinir frumorku jarðvarma hinsvegar á eftirfarandi máta:
Frumorka jarðvarma er sú orka sem losnar úr jarðhitavökva á leið hans úr
upphafsástandi í viðmiðunarástand. Hér er viðmiðunarástand tekið sem
15°C við 1bara.
Skilgreiningin er notuð til grundvallar útreikningum á frumorkuvinnslu og frumorku-
notkun (Ingimar G. Haraldsson og Jónas Ketilsson, 2010).
Notorka er einnig mikilvægt hugtak sem mikið er notað í skýrslunni, en hana má
skilgreina á eftirfarandi hátt:
Notorka er mismunur orku til og frá notanda.
Árið 2008 gáfu Sameinuðu Þjóðirnar (SÞ) og Framkvæmdastjórn Evrópusambandsins
samhliða út endurskoðaða flokkunarstaðla fyrir iðnaðar- og efnahagsstarfsemi
(Sameinuðu Þjóðirnar, 2008; Evrópusambandið, 2008). Jafnframt var útbúin
sameiginleg vefgátt í samvinnu beggja aðila sem miðaði að því að aðildarlönd þyrftu
einungis að skila gögnum á einn stað. Samkvæmt þessum flokkunarkerfum er notorku
jarðhita skipt niður í eftirfarandi flokka:
Heimili (residential)
Verslunar- og almenningsþjónusta (commercial and public services)
Landbúnaður og skógrækt (agriculture and forestry)
Fiskveiðar og eldi (fishing)
Iðnaður (industry)
Þetta er svipuð flokkun og viðhöfð er á Nýja Sjálandi þar sem jarðhitanotkun er mikil
(Efnahagsþróunarráðuneyti Nýja Sjálands, 2009):
10
Heimili (residential)
Verslun (commercial)
Landbúnaður (agriculture)
Iðnaður (industry)
Annað (unallocated)
Eins og sjá má er hið íslenska flokkunarkerfi jarðhitanotkunar byggt upp á annan hátt en
kerfi SÞ og ESB, ólíkt því sem gerist t.d. með flokkun raforkunotkunar þar sem notast
er við sambærileg kerfi. Þannig byggist íslenska kerfið fyrst og fremst á því hvernig
notkun er háttað, en hið alþjóðlega byggir fremur á því hvaða hópi notandinn tilheyrir
eða innan hvaða geira notkunin fer fram. Því er ekki í öllum tilfellum um beina
samsvörun að ræða á milli flokka hins íslenska kerfis og hins alþjóðlega. Sem dæmi má
nefna að flokkurinn „Húshitun og neysluvatn“ í íslenska kerfinu skiptist á milli flokk-
anna „Heimili“ og „Verslunar- og almenningsþjónusta“ eftir því hvert eðli notkunar
húsnæðisins er. Þar sem niðurbrot gagna frá hitaveitum leyfir ekki slíka aðgreiningu
sem stendur þarf hún að fara fram á öðrum forsendum, s.s. með hliðsjón af gögnum um
skiptingu húsnæðis frá Þjóðskrá Íslands. Hið sama má segja um flokkinn „Snjóbræðsla“
sem skiptist á milli flokkanna „Heimili“ og „Verslunar- og almenningsþjónusta“. Flokk-
urinn „Sundlaugar“ færist hinsvegar í heild í flokkinn „Verslunar- og almennings-
þjónusta“ sem þannig er byggður á þremur flokkum í hinu íslenska kerfi. Vegna
ófullnægjandi forsendna við uppskiptingu flokka hins íslenska kerfis til útdeilingar í hið
alþjóðlega flokkakerfi verður óvissa í uppgefnum tölum til umræddra stofnana öllu
meiri en sú sem til staðar er í tölum sem notaðar eru innanlands.
11
4 JARÐHITANOTKUN TIL RAFORKUVINNSLU
Jarðhitanotkun til raforkuvinnslu er metin jafngild raforkuvinnslunni þar sem horft er til
þeirrar orku sem skilar sér áleiðis til neytenda í þessu orkuformi. Frumorkunotkun til
vinnslunnar er þó margfalt hærri þar sem frumorkunýtni flestra íslenskra
jarðvarmavirkjana liggur á bilinu 10-15%. Þar sem hámarks fræðileg frumorkunýtni
háhitavökva til raforkuvinnslu liggur á bilinu 30-40% er íðorkunýtnin hinsvegar mun
hærri, um 50% fyrir nýjar jarðvarmavirkjanir. Á Íslandi eru starfræktar sjö jarðvarma-
virkjanir með 575 MWe í uppsettu rafafli (mynd 1) og 580 MWth í uppsettu varmaafli.
Þar af eru 150 MWth í uppsettu varmaafli í Svartsengi, 300 MWth í Nesjavallavirkjun og
130 MWth í Hellisheiðarvirkjun. Íðorðkunýtni þeirra hefur verið metin á bilinu 20%-
65% með heitavatnsvinnslu (Rut Bjarnadóttir, 2010). Árið 2008 nam raforkuframleiðsla
jarðvarmavirkjana 4.038 GWh, sem jafngildir 14.534 TJ.
Ef gert er ráð fyrir að orkan skiptist niður í sömu hlutföllum og
heildarraforkuframleiðsla á landinu er skiptingin eins og sýnt er í töflu 1.
Tafla 1: Áætluð skipting raforku frá jarðvarmavirkjunum eftir flokkum.
Áætluð raforkunotkun [TJ]
Iðnaður 11.525
Þjónusta 930
Heimili 756
Veitur 581
Landbúnaður 203
Sjávarútvegur 29
Töp 509
Heild 14.534
5.000
4.500
4.000
Raforkuvinnsla (GWh/a)
3.500
Hellisheiði 213 MW
3.000
2.500
Reykjanes 100 MW
2.000
Húsavík 2 MW
1.500
Nesjavellir 120 MW
1.000
500 Krafla 60 MW
Bjarnarflag 3,2 MW Svartsengi 76,4 MW
0
1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009
Ár
Mynd 1: Raforkuvinnsla jarðvarmavirkjana 1969-2009 á Íslandi.
12
5 JARÐHITI TIL HÚSNOTA
Jarðhitanotkun til húshitunar og annarra húsnota jókst mikið fram eftir allri síðustu öld.
Gögn um notkunina liggja ekki fyrir framan af, en frá 1970 jókst hún úr 5,0 PJ í 18,8 PJ
árið 2008 (mynd 2). Stærstur hluti húsnotkunar fer til upphitunar húsnæðis, en einnig fer
nokkur hluti í not á borð við matseld, böð og þvotta. Flokkurinn húsnotkun tekur jafnt
til íbúðarhúsnæðis sem annarra tegunda húsnæðis.
5.1 Skipting á milli hitunar og neysluvatns
Notast er við þumalputtareglur þegar jarðhitanotkun er skipt á milli hitunar og
neysluvatns. Í Jarðvarmaspá hefur verið gengið út frá því að orka í neysluvatni af
heildarorku jarðhitavatns til húsnota sé 20% og vatnið nýtt niður í 5°C (Orkuspárnefnd,
2003). Verkfræðistofur gera hinsvegar í einhverjum tilfellum ráð fyrir að um 10% af
rúmmáli vatns sem selt er til húsnotkunar fari til neyslu. Það er því nokkurs vert að bera
þessi tvö hlutföll saman.
Ef gert er ráð fyrir því að hlutfall orku í neysluvatni af heildarorku hitaveituvatns til
húsnota sé y er hlutfall massa neysluvatns af heildarmassa hitaveituvatns til húsnota:
(1)
þar sem tákn hafa eftirfarandi merkingu:
Tinntak = inntakshitastig hitaveituvatns í húsnæði;
Tbakrás = bakrásarhitastig frá húsnæði;
Tviðmið = viðmiðunarhitastig til útreiknings á orkuinnihaldi neysluvatns.
20 60
Heildar húsnotkun jarðhita (PJ)
Húsnotkun á íbúa (GJ/mann)
15 45
10 30
5 15
0 0
1988
2004
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2006
2008
Heildar húsnotkun Húsnotkun á íbúa
Mynd 2: Þróun húsnotkunar á landsvísu og húsnotkunar á íbúa frá 1970.
13
Á veitusvæði Orkuveitu Reykjavíkur á höfuðborgarsvæðinu er miðað við að
meðalinntakshitastig sé um 75°C og bakrásarhitastig um 35°C. Ef gert er ráð fyrir að
neysluvatn sé nýtt niður í 5°C líkt og gert er í Jarðvarmaspá er því hlutfall massa
hitaveituvatns til beinnar neyslu 12,5% sem ber ágætlega saman við fyrrgreinda
þumalputtareglu verkfræðistofa. Eins og ávallt þegar um mat á orkuinnihaldi
hitaveituvatns er að ræða má velja mismunandi hitastig til viðmiðunar. Í Jarðvarmaspá
eru forsendurnar þær að ef hitaveituvatns nyti ekki við og hita þyrfti upp kalt vatn til
húsnota myndi raforka sú sem þyrfti til að hita vatnið upp í neysluhitastig jafngilda
orkuinnihaldi hitaveituvatnsins niður að inntakshitastigi kalda vatnsins, þ.e. um 5°C.
Einnig má nálgast málið frá hinni hliðinni og taka aðgengileika hitaveituvatns sem
gefnum og meta hversu mikill varmi er nýttur úr vatninu, en þá er vert að huga að
eftirfarandi notum:
1. Sturtur og böð: Notkunarhitastig baðvatns markast af hitastigi mannslíkamans
og má ætla að algengt sé að fólk velji hitastig á bilinu 30-40°C. Hitaveituvatn er
því blandað köldu vatni í blöndunartækjum og kælt niður um 35-45°C ef miðað
er við 75°C inntakshitastig. Því má halda því fram að hluti orku
hitaveituvatnsins nýtist til að hita upp kalt vatn í tækjunum. Þegar farið er í
sturtu er raunveruleg orkunotkun þó sáralítil þar sem vatnið kólnar lítið við fall
frá sturtuhaus niður að sturtubotni. Svipuð blöndun á sér stað þegar látið er
renna í baðkar, en í því tilfelli kann vatn að kólna heldur meira en gerist í
sturtum ef fólk liggur lengi í vatninu og notorka á massaeiningu hitaveituvatns
er þá meiri. Eftir sem áður er raunveruleg orkunotkun tiltölulega lítil og fer því
stærsti hluti orkunnar niður í frárennsli að lokinni notkun vatnsins. Þetta verður
að teljast eðlilegt í ljósi þess að þegar um eiginleg böð til þvotta er að ræða er
fyrst og fremst verið að nota eiginleika vatns sem efnis, þ.e. til að skola burt
óhreinindi, en orkuinnihald á massaeiningu er stillt af þannig að ekki hljótist
óþægindi af. Vissulega er einnig algengt að fólk sæki í heit böð vegna þeirra
þæginda sem af rétt stilltu orkuinnihaldi vatnsins hljótast, sérstaklega þar sem
kalt er í veðri, en eins og áður segir er þó einungis brot af orku heita vatnsins
nýtt í slíkum tilvikum.
Ef gengið er út frá jöfnu (1) gildir um hlutfall kalds vatns á móti heitu:
(2)
Ef miðað er við aðstæður á höfuðborgarsvæðinu og gert ráð fyrir að kjörhitastig
baðvatns sé 35°C fæst því:
Nú lætur manneskja renna í baðkar og liggur í vatninu þar til vatnið hefur kólnað
niður í 30°C. Orkan sem tapast við það úr vatninu með varmaleiðni og
varmaburði nýtist til upphitunar þess rýmis sem baðkarið er staðsett í og
uppgufunarvarmi nýtist einnig að einhverju marki, sérstaklega ef gufan þéttist
aftur á kaldari flötum á borð við spegla, glugga og veggflísar.
14
Fyrir hverja massaeiningu hitaveituvatns sem notuð er fást 2,33 einingar af
baðkarsvatni. Setjum nú 15°C sem viðmiðunarhitastig fyrir hitaveituvatnið eins
og gert hefur verið þegar horft er til vinnslu. Þá er hlutfall notorku af
orkuinnihaldi hitaveituvatns eftirfarandi:
Því nýtist einungis um fimmtungur frumorku heita vatnsins til upphitunar í þessu
tilfelli, en það sem út af stendur fer í frárennsli.
2. Uppvask: Í þeim tilfellum þar sem vaskað er upp undir bunu er orkunýting með
svipuðu móti og þegar farið er í sturtu. Ef uppvaskið er mikið má hugsanlega
spara orku með því að láta renna í vask og vaska upp úr honum þar sem
massanotkunin kann þannig að verða minni þegar upp er staðið. Ekki er þó
líklegt að vatnið kólni mikið nema uppvaskið taki langan tíma og því má ætla að
raunveruleg notorka sé ekki stór hluti orkuinnihalds vatnsins. Í þessu tilfelli er
fyrst og fremst verið að nota eiginleika vatns sem efnis, en orkuinnihald vatnsins
er stillt af þannig að vatnið vinni sem best á óhreinindum og virkni sápuefna
verði sem mest án þess þó að valda þeim sem vaskar upp óþægindum.
3. Matseld: Heitt kranavatn kann að vera notað til suðu matar í tilvikum þar sem
vatnið er ekki innbyrt til neyslu nema í mjög litlum mæli. Með því að nota heita
vatnið á þennan hátt má spara töluverða raforku við upphitun vatnsins að
suðumarki miðað við upphitun kalds kranavatns. Þeirri orku sem eftir stendur að
suðu lokinni er yfirleitt hent í frárennsli með vatnsmassanum, en hugsanlega eru
pottar látnir standa um stund í einhverjum tilvikum og nýtist þá varmaorkan að
einhverju marki til upphitunar rýmisins umhverfis pottinn.
4. Þvotta- og uppþvottavélar: Í einhverjum tilvikum kunna þvotta- og
uppþvottavélar að taka inn á sig heitt vatn, sem minnkar eða kemur í veg fyrir
raforkunotkun til upphitunar kalds vatns á svipaðan hátt og þegar heitt vatn er
nýtt til suðu matar. Orkan skilar sér að mestu út í frárennsli að notkun lokinni.
Að teknu tilliti til liða 1-4 að ofan má telja að inntakshitastig kalds vatns í hús sé í lægri
kantinum sem viðmiðun þegar meta á orkuinnihald hitaveituvatns til neyslu. Hér er talið
heppilegast að notast við 15°C sem viðmið fyrir lægstu nýtingarmörk eins og gert hefur
verið þegar frumorka vinnsluvökva er metin. Ef gert er ráð fyrir að massahlutfall
neysluvatns af heildarheitavatnsnotkun sé eftir sem áður það sama á veitusvæði OR á
höfuðborgarsvæðinu og reiknaðist að framan, þ.e. 12,5%, er hlutfall orku í neysluvatni
af heildarorku 17,6% eins og sést með umsnúningi jöfnu (1):
(3)
Ef hinsvegar er miðað við að 10% heitavatnsmassans fari til neyslu, er hlutfall orku í
neysluvatni af heildarorku 14,3%.
15
Þegar horft er til skiptingar orkunotkunar á hitaveituvatni á milli húshitunar og neyslu
verður hér miðað við eftirfarandi forsendur:
Skipting húsnotkunar hitaveituvatns á milli hitunar og neyslu
Inntakshitastig: Samkvæmt upplýsingum veitna.
Bakrásarhitastig: 35°C
Viðmiðunarhitastig fyrir neysluvatn: 15°C
Orka í neysluvatni af heildarorku: 17,5%
Þar sem meðalhitastig til notenda er misjafnt eftir veitum er massahlutfall vatns sem fer
til upphitunar á bilinu 86-91% miðað við ofangefnar forsendur og upplýsingar frá
veitum.
5.2 Matsaðferð og gagnasöfnun
Við mat á orkunotkun jarðhitavatns til húsnota er notast við eftirfarandi jöfnu:
(4)
þar sem tákn hafa eftirfarandi merkingu:
E = orka;
m = vatnsmassi;
cp = eðlisvarmi við fastan þrýsting; og
T = hitastigsfall.
Líkt og undangengin ár bárust Orkustofnun upplýsingar um sölu margra veitna eftir
notkunarflokkum á þar til gerðum eyðublöðum. Í mörgum tilfellum komu einnig fram
upplýsingar um meðalhitastig til notenda, en í þeim tilvikum sem svo var ekki var notast
við upplýsingar frá fyrri árum þar sem ekki er gert ráð fyrir að hitastig í dreifikerfum
breytist að marki frá ári til árs. Hluti af söluupplýsingum barst í gegnum orkusölukerfi
Vigor. Massanotkun var metin út frá rúmmálssölu og eðlismassa við meðal-
inntakshitastig til notenda í dreifikerfum veitna. Gert var ráð fyrir 35°C meðalbakrásar-
hitastigi yfir landið eins og tíðkast hefur frá því að útgáfa töflu 5 í Orkumálum hófst
árið 1994 og gert var í Jarðvarmaspá 2003-2030, og að sá hluti vatnsins sem fer til
neyslu sé nýttur niður í 15°C eins fram kemur í kaflanum á undan. Við útreikninga var
notast við meðalvarmarýmd yfir hitastigsbilið frá inntaki niður að 35°C eða 15°C eftir
því sem við átti, en lítil skekkja er þó fólgin í því að líta á varmarýmdina sem fasta.
Margar hitaveitur selja vatn eftir hemlum að einhverju marki en af stórum veitum eru
það Hitaveita Suðurnesja og Skagafjarðarveitur á Sauðárkróki sem nota þessa aðferð
fyrir stærstan hluta sölu. Einnig fer um helmingur sölu Hitaveitu Ólafsfjarðar í gegnum
hemla. Uppgefin hemlasala er áskriftarmagn, en fátítt er að það sé nýtt að fullu nema
yfir stutt tímabil. Því er miðað við að 55% áskriftarmagns fari til húsnotkunar eins og
gert hefur verið frá því að útgáfa töflu 5 hófst í Orkumálum og byggist það hlutfall á
úttekt Orkustofnunar á þeim tíma. Haft var samband við HS Veitur til að kanna hvort
16
breytingar hafi orðið á þessu hlutfalli síðastliðin 15 ár, en svo var ekki talið vera.
Undantekning er þó gerð fyrir Skagafjarðarveitur þar sem nýting áskriftarmagns hemla
er um 70% samkvæmt upplýsingum frá veitunni.
Einkaveitur eru hátt í 200 talsins á landinu og sjá þær mest litlum byggðum,
sveitabæjum og sumarhúsum fyrir hitaveituvatni til húsnotkunar. Samkvæmt samantekt
Orkustofnunar árið 2007 bjuggu 275.323


Use: 0.5463