Vatnsorka

Vatnsorkan er önnur af tveimur mikilvægustu orkulindum á Íslandi og gegnir þar burðarhlutverki móti jarðhitanum. Báðar þessar orkulindir hafa sín séreinkenni, og má nefna sem dæmi að auðveldara er að mæta snöggum sveiflum í eftirspurn eftir raforku með vatnsaflsvirkjunum en jarðhitavirkjunum. Sameiginleg einkenni þeirra skipta einnig miklu máli fyrir nýtingu þeirra, svo sem sú staðreynd að í báðum tilfellum er um „græna“ orkugjafa að ræða sem hægt er að virkja með sjálfbærum hætti. Orkuberinn er í báðum tilfellum vatn, þar sem vatnsorkan nýtir stöðuorkuna en jarðhitinn varmaorkuna. Nánar er fjallað um  jarðhita annars staðar á vef Orkustofnunar.

Vatnsorkan byggir á þeim orkustraum sem fylgir sífelldri hringrás vatnsins - úrkomunni er skapar rennandi vatn á yfirborði landsins - ásamt þeim hæðarmun sem nýtanlegur er til virkjunar í viðkomandi vatnsfalli. Þar sem um sífellda hringrás vatns er að ræða fellur vatnsorkan í flokk endurnýjanlegra orkulinda.

flaedirit-vatnsorkuOrkustraumur úrkomunnar er metinn 285 TWh/a. Í tímans rás hefur hann byggt upp orkubirgðir (eða bundna orku), annars vegar í jöklum landsins og hins vegar í grunnvatnsgeymum og stöðuvötnum. Áætlað er að bundin orka í jöklum landsins nemi allt að 7.600 TWh. Gangi spár eftir um meiriháttar hlýnun í kjölfar veðurfarsbreytinga af mannavöldum mun þessi bundna orka leysast úr læðingi á næstu 100-200 árum. Talið er að nýta megi hluta þessarar orku, bæði í þeim vatnsorkuverum sem fyrir eru og í nýjum virkjunum, enda nái rennslisaukningin yfir lengri tíma en nemur venjulegum afskriftartíma vatnsorkuvera. Ekki hefur verið áætlað hve mikil orka er bundin í grunnvatni og stöðuvötnum, en hún er að mestu ónýtanleg. Sem dæmi um nýtingu á slíkri orku má nefna sjálfrennsli neysluvatns frá vatnsbóli til neytanda.

Ýmis afföll verða að ofan og að neðan eins og sýnt er á meðfylgjandi mynd. Hluti vatnsins tapast sem uppgufun og ekki er skrið jökulíss undan halla með jöklum heldur nýtilegt. Einnig fer hluti úrkomunnar sína leið neðanjarðar allt til sjávar með grunnvatni. Eftir verður vatnsorka í rennandi vatni á yfirborði jarðar sem nemur 187 TWh/a. En þar af telst nýtanleg vatnsorka vera aðeins 64 TWh/a, og er þá miðað við nýtingu í skrefum sem eru minnst 1 MW að afli og með minnst 5 m fallhæð á hverjum 5 km. Eftir verður því veruleg orka í yfirborðsvatni sem telst vera full dreifð til að hún nýtist í nægilega hagkvæmum virkjunum. Þó er hugsanlegt að byggja megi smávirkjanir á þessum orkustraumi hér og þar við góðar aðstæður, og hefur verið uppi viðleitni til þess á seinni árum. Að lokum ber að hafa í huga umhverfisvernd og önnur nýtingarsjónarmið, sem leiða til þess að aðeins verður hluti nýtanlegrar vatnsorku að lokum virkjaður í raun. Til mats á því hvað hæfilegt er í því efni hefur verið stofnað til sérstakrar rammaáætlunar, sem nær bæði til nýtingar og verndar á stöðum og svæðum þar sem fyrir hendi er vatnsorka og jarðhiti.

Árið 2014 nam framleiðsla raforku með vatnsafli 12,9 TWh, eða sem nemur ríflega 20% af nýtanlegri vatnsorku. Orkuvinnslugeta virkjunarkosta í vatnsafli, sem Orkustofnun lagði fram til umfjöllunar í þriðja áfanga rammaáætlunar, er á bilinu 15 til 15,4 TWh, eftir því hvaða útfærsla verður fyrir valinu, eða 23 til 24 % af nýtanlegri vatnsorku. Þegar byggðar virkjanir og þær virkjunarhugmyndir sem til umræðu eru utan verndaðra svæða ná því samanlagt til innan við helmings af nýtanlegri vatnsorku á Íslandi.