Náttúrufræðingurinn - 2012, Blaðsíða 53

53
Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
Evrópusambandið flokkar „geo-
thermal energy“ (jarðvarmaorku)
sem endurnýjanlega orkulind og
skilgreinir hugtakið á þessa lund
í Official Journal of the European
Union:10
„… energy stored in the form of
heat beneath the surface of the solid
earth“
eða „orka á formi varma undir yfir-
borði hinnar föstu jarðar” (þýð. höf.).
Eins skilgreinir Orkumálaráðuneyti
Bandaríkjanna jarðvarma sem end-
urnýjanlega orkulind. Í Survey of
Energy Resources, bls. 462, stendur
orðrétt:11
„Jarðvarmaorka er yfirleitt flokkuð
sem endurnýjanleg auðlind þar sem
endurnýjanleg lýsir einkennum auð-
lindarinnar: Orkan sem tekin er úr
auðlindinni endurnýjast stöðugt á
tímakvarða svipuðum þeim sem orku-
vinnslan nær yfir“.
(þýð. höf.) og er vitnað í Valgarð
Stefánsson12 í þessu sambandi. Af
ofangreindu orðalagi mætti ráða
að sá sem ritar í Survey of Energy
Resources sé ekki sannfærður um
niðurstöðu Valgarðs eða að sérfræð-
ingar um þessa auðlind séu ekki allir
á sama máli. Raunar er það svo að
Guðmundur Pálmason5 kemst að
þeirri niðurstöðu að rétt sé að líta á
jarðhitann sem endanlega orkulind,
því lítið sem ekkert muni um endur-
nýjun varmans í jarðhitakerfum
sem nýtt eru að einhverju marki.
Niðurstöður Mannington o.fl.13
og Glover og Mroczek14 sýna að
litið er á Wairakei-jarðhitasvæðið á
Nýja-Sjálandi sem varmanámu með
tiltekinn endingartíma. Vinnslu-
saga og eiginleikar þessa svæðis
hafa líklega verið athuguð ítarlegar
en á nokkru öðru jarðhitasvæði.
O'Sullivan o.fl.15 komast að þeirri
niðurstöðu að endurnýjunartími
einstakra jarðhitakerfa sem tekin
eru til nýtingar sé í réttu hlutfalli
við hversu mikill varmi er tekinn úr
kerfunum með vinnslunni umfram
náttúrulegt varmatap. Feta þeir í
fótspor Sanyal16 sem áður hafði
komist að þessari niðurstöðu. Jafn-
framt telur Sanyal16 rétt að líta á
þessa orkulind sem endanlega því
hagkvæm vinnsla gerir oftast kröfu
á upptöku varma úr jarðhitakerfum
langt umfram náttúrulegt varmatap
frá þeim og þar með varmanámi úr
heitu bergi kerfanna. Endurnýjunar-
tími háhitakerfa sem nú eru nýtt er
að mati Sanyal16 oft tífalt lengri en
tímabil vinnslu, þ.e.a.s. 500–1000
ár miðað við 50–100 ára vinnslu-
tíma eins og t.d. í Kröflu og á Nesja-
völlum.
Gunnar Böðvarsson17 og Trausti
Einarsson18 deildu um það um ára-
bil hvort lághitinn á Íslandi væri í
eðli sínu endurnýjanleg fremur en
endanleg orkulind. Trausti taldi
þessa orkulind vera æstæða, þ.e.
endurnýjanlega, en Gunnar taldi
hana tímabundið fyrirbæri, þ.e.
endanlega. Hitamælingar í djúpum
holum á nokkrum lághitasvæðum
sem boraðar voru eftir að þeir
Trausti og Gunnar settu upphaflega
fram tilgátur sínar um uppruna
lághitans sýna svo ekki verður um
villst að varmagjafi lághitakerfanna
er heitt berg í rótum þeirra. Svein-
björn Björnsson19 mun hafa bent
á þetta fyrstur manna, en nokkru
síðar hnykktu Axel Björnsson o.fl.20
á því að tilgáta Gunnars væri rétt
og studdu álit sitt vandaðri úttekt á
lághitanum.
Frá sjónarhóli eðlisfræði stenst
flokkun Evrópusambandsins og
Orkumálaráðuneytis Bandaríkjanna
ekki. Vissulega endurnýjast varm-
inn í jörðinni, en það gerist ákaflega
hægt. Nefna má að sú varmaorka
sem er í efstu 10 km jarðskorp-
unnar undir Íslandi jafngildir þeim
varma sem flæðir inn í jarðskorp-
una úr dýpri jarðlögum á 1,3 millj-
ónum ára.3 Það gefur hugmynd
um endurnýjunartímann. Svo virð-
ist sem flokkun Evrópusambands-
ins sé byggð á áhyggjum af hlýnun
jarðar og súrnun sjávar vegna bruna
jarðefnaeldsneytis (jarðgass, jarðolíu,
kola) en ekki á eðlisfræðilegum eig-
inleikum jarðhitalindarinnar. Vist-
vænar orkulindir eru flokkaðar sem
endurnýjanlegar en óvistvænar sem
endanlegar.
Hvort eða að hve miklu leyti jarð-
varmalindin er endurnýjanleg yfir
tiltekið tímabil varðar eðli hennar,
þótt umfang vinnslu hljóti óhjá-
kvæmilega einnig að koma við sögu.
Með sanni má segja að jarðhiti sé
endurnýjanleg orkulind ef nýtingin
felur í sér beislun sjálfrennslis úr
laugum og hverum, því slík nýt-
ing gengur ekki á auðlindina. Öðru
máli gegnir um nýtingu í stórum
stíl, þ.e.a.s. verulega umfram nátt-
úrulegt varmatap. Slík nýting felur
í sér varmatöku langt umfram nátt-
úrulegt varmatap og ekki verður
séð að nýtingin örvi varmaflæði í
kerfið í takt við aukna varmatöku
úr því. Gagnvart slíkri nýtingu ber
að líta á einstök jarðhitakerfi sem
varmanámur.
Á 3. mynd sést að bein nýting
jarðvarma hefur vaxið gífurlega á
undanförnum tveimur áratugum,
langmest með aukinni notkun
varmadæla. Má nefna að Svíar nota
nú meiri jarðvarma en Íslendingar
með þessum hætti.2 Frá sjónarhóli
eðlisfræði er ekki fullkomlega ljóst
að hve miklu leyti varmadælur
sem flokkast undir „geothermal
heat pumps“ nýta varma úr iðrum
jarðar og að hve miklu leyti sólar-
orku sem viðheldur meðalárshita
grunnt í jörðu. Slíkar varmadælur
eru einnig nefndar „ground source
heat pumps“ á ensku, og er það
nákvæmara orð að mínu viti. En
þetta skiptir ekki máli, heldur hitt
að hér er um að ræða vistvæna
orkulind sem er endurnýjanleg,
a.m.k. sólarhlutinn af henni. Skil-
greiningin sem miðað er við fyrir
jarðvarmadælur hjá Evrópusam-
bandinu er sú að um jarðvarma sé
að ræða ef nýtingardýpið er neðan
30 feta (9 m) en ofan þessa dýpis
er það sólarorka. Í raun er ekki rétt
að binda sig við tiltekið dýpi því
jarðfræðilegar aðstæður, eins og
þykkt lausra jarðlaga og úrkoma,
eru breytilegar frá einum stað til
annars og ráða nokkru um það
á hvaða dýpi sólarorkan og jarð-
varmaorkan mætast. Sumarúrkoma,
sem sígur niður í jarðveg og setlög,
getur vissulega ráðið hita í þessum
jarðmyndunum niður á meira en
9 m dýpi.