Bændablaðið - 31.10.2013, Blaðsíða 20

20 Bændablaðið | Fimmtudagur 31. október 2013
Orkumál
Umfangsmikil þróunarvinna
hefur staðið yfir víða um heim
undanfarin ár varðandi nýja tækni
við orkuframleiðslu, meðal annars
við kjarnasamruna. Einnig hefur
verið unnin mikil þróunarvinna á
lágtæknisviði og við að bæta tækni
við nýtingu á orku sem nú er lítt
eða ekki nýtt. Þar má nefna nýtingu
á hægrennsli í ám án þess að þar
þurfi að byggja uppistöðulón og
nýtingu sjávarfalla og ölduorku
svo eitthvað sé nefnt.
Í frekari þróun rennslisvirkjana
án uppistöðulóna eiga Íslendingar
án efa verulega ónýtta orkukosti þótt
þeir séu ekki stórir í sniðum. Þar þarf
ekki einu sinni að finna upp hjólið
því slíkar virkjanir hafa verið þekktar
í að minnsta kosti í um þrjú þúsund
ár og unnið hefur verið að frekari
þróun slíkra virkjana alveg fram á
þenna dag.
Kjarnasamrunaorka er samt
augljóslega sá orkumöguleiki sem
myndi leysa nánast öll orkumál
heimsins til allrar framtíðar. Ef
það tekst verður olía sem orkugjafi
væntanlega léttvæg og þá hugsanlega
líka óþarfi að eltast meira við virkjun
vatnsafls. Þetta er þó alls ekki í hendi
og er ekki að verða að raunverulegum
kosti á næstunni.
Mikilvægt skref stigið í
framköllun kjarnasamrunaorku

Með því að reyna að framkalla
kjarnasamruna eru vísindamenn að
líkja eftir því sem gerist á sólinni.
Gallinn við þessar tilraunir hingað
til hefur þó verið að meiri orka hefur
farið í að framkalla kjarasamrunann
en sem nemur orkunni sem úr ferlinu
fæst. Þá er líka um slíkan ofurhita
að ræða að engin leið er að hemja
hann nema í segulsviði þar sem
enginn venjuleg efni þola þann hita.
Þetta kann þó að vera að breytast
samkvæmt frétt BBC í síðustu viku.
Þar segjast bandarískir vísindamenn
við stofnunina National Ignition
Facility (NIF) í Kaliforníu hafa
náð mikilvægum áfanga í átt að því
markmiði að beisla kjarnasamruna
til sjálfbærrar orkunýtingar. Notast
vísindamenn NIF við 192 geisla frá
öflugasta leysigeislatæki heims til að
hita og þjappa saman vetniskjörnum
þar til þeir renna saman.
Vísindamenn stofnunarinnar
settu sér árið 2009 það markmið að
ná að beisla kjarnasamrunann með
þessum hætti fyrir 30. september
2012. Tæknileg vandamál og
rangir útreikningar urðu þó til þess
að það náðist ekki. Í tilraun sem
framkvæmd var við stofnunina í
lok nýliðins september mánaðar
segja þeir að orkulosun hafi náð því
að verða meiri en það orkumagn
sem brennt var til að framkalla
kjarnasamrunann. Er þessu lýst
sem stærsta áfanga sem náðst hafi
í áraraðir í kjarnorkurannsóknum.

Lágtækniorkuver
Ef litið er framhjá þessum framtíðar-
orkuhugmyndum kjarneðlisfræðinnar
þurfa Íslendingar ekki að sækja vatnið
yfir lækinn. Sjávarfallavirkjanir eða
straumvirkjanir og raunverulegar
rennslisvirkjanir í ám, sem ekki
þurfa á neinum uppistöðulónum að
halda, eru til dæmis lítið ræddar.
Slíkar rennslisvirkjanir hafa þó
verið þekktar í ýmsum útfærslum
um aldir og þúsundir ára. Í öllum
tilfellum eru þetta virkjanir sem
kalla mætti lágtæknivirkjanir og
hafa það sammerkt að vera ódýrar
en afar skilvirkar og einfaldar í
notkun. Þær kalla ekki á byggingu
stíflumannvirkja en gætu samt
framleitt næga orku fyrir heilu
bæjarfélögin ef því er að skipta og
hefðu lítil sem engin umhverfisáhrif,
nema kannski sjónræn. Orkan sem úr
þessu gæti fengist yrði þó seint nýtt
til orkuöflunar fyrir álver eða slíka
stóriðju, en gæti sem best nýst fyrir til
dæmis garðyrkju og annan landbúnað
og almenna raforkunotkun. Einnig
til að framleiða vetni sem síðan
yrði nýtt til að framleiða á Íslandi
fljótandi eldsneyti með vistvænum
hætti úr lífmassa fyrir vinnuvélar,
ökutæki og skip.
Bátamyllur reknar með góðum
árangri öldum saman
Blaðamaðurinn Kris De Decker,
stofnandi tímaritsins Low-tech,
hefur tekið saman margvíslegt efni
um lágtæknivirkjanir og víðar má
finna slíkan fróðleik. Einfalt dæmi
um lágtæknivirkjun og eiginlega
„örvirkjun“ til raforkuframleiðslu
hér á landi má t.d. finna á
tjaldsvæðinu í Þakgili, þar sem
rennsli um venjulega hálftommu
neysluvatnslögn var notað til að
snúa litlum rafal til að lýsa upp lítið
þjónustuhús. Ekki er þó alltaf þörf
á að umbreyta orkunni í rafmagn ef
ekki þarf að flytja hana um lengri
vegalengd. Frá vatnshjóli getur
jafnvel verið hagkvæmara að flytja
hreyfiorku með reipisdrifi allt að
fimm kílómetra vegalengd eða með
beltadrifi líkt og gert var í gömlum
vélsmiðjum á Íslandi og til að knýja
viðarsagir og margvíslegan iðnað.
Bein nýting drifkraftsins er í það
minnsta tvöfalt hagkvæmari lausn
en að umbreyta honum í rafmagn.
Þessa staðreynd nýttu menn sér í
gamla daga og nýta enn við að snúa
kornmyllum. Samkvæmt útlistunum
Decker þarf um tvö kílóvött af beinni
hreyfiorku til að framleiða hvert
kílóvatt af raforku.
Bátamyllur voru þekktar löngu
fyrir Krists burð
Rómverjar þekktu þá tækni að nýta
árrennsli til að knýja hjól sem síðan
var látið snúa myllusteinum til að
mala korn. Þetta þekktu Kínverjar
einnig og fleiri þjóðir. Myllur af
slíkum toga voru þá oft staðsettar á
skipum eða flekum sem lagt var við
stjóra í ám löngu áður en Ísland er
talið hafa byggst. Slíkar bátamyllur
voru síðan nánast með óbreyttu sniði
öldum saman. Tæknin er þó mun
eldri því bátamyllu sem nýtti rennsli
sjávarfalla var meðal annars lýst um
960 fyrir Krist og var hún staðsett við
borgina Basra í Suður-Írak sem svo
heitir í dag. Þá er talið að svipaðar
myllur hafi einnig verið notaðar
á síkjunum í Feneyjum. Þessar
sjávarfallamyllur gátu þó augljóslega
ekki snúist á liggjandanum milli
fallaskipta og nýttust því aðeins í
takmarkaðan tíma á degi hverjum.
Margþættir kostir vatnshjóls á
fljótandi pramma
Kosturinn við að vera með
vatnshjólið á fljótandi pramma er
að álagið á vatnshjólið, við sama
straumhraða, er alltaf eins hvort
sem vatnsyfirborð árinnar hækkar
eða lækkar. Orkuframleiðslan verður
því mjög stöðug. Ekkert vandamál
er heldur að flytja virkjunina í heild
sinni ef þörf er á.
Íslendingar eiga hundruð
kílómetra af ám og lækjum sem
virkja mætti með þessum hætti með
litlum sem engum umhverfisáhrifum.
Fljótandi virkjunum af þessum
toga mætti líka koma fyrir í öflugum
sjávarfallastraumum eins og víða er
að finna, meðal annars í Breiðafirði.
Orkunýtni slíkra virkjana yrði aldrei
eins og í bestu vatnsfallsvirkjunum
en á móti kemur að kostnaðurinn
yrði aðeins lítið brot af kostnaði við
stíflugerð og tilheyrandi mannvirki.
Fjárhagsleg áhætta væri þar af
leiðandi sáralítil og auðvelt að búa til
röð smávirkjana af þessum toga eftir
því sem efni og aðstæður leyfðu.
Hörður Kristjánsson
hk@bondi.is
Ekki er alltaf þörf á að reisa stíflur og hátæknilegar stórvirkjanir til orkuvinnslu:
Ódýrar lágtæknivirkjanir hafa þjónað
mönnum ágætlega í þúsundir ára
– mikil vinna stendur yfir við þróun lágtækni- og hægrennslisvirkjana víða um heim