Orkuveitan hefur verið í fararbroddi í nýsköpun og þróun á sviði loftslags- og umhverfismála undanfarinn áratug. Hér er yfirlit yfir nýsköpunar- og þróunarverkefni á sviði loftslagsmála sem unnið er að innan Orkuveitunnar í samstarfi við háskólasamfélagið, atvinnulífið og sveitarfélög.
Í rannsóknarverkefninu Hlöðum betur voru skoðaðar ýmsar gerðir álagsstýringa til þess að hafa áhrif á hleðsluvenjur rafbílaeigenda. Markmiðið með álagsstýringu er að dreifa auknu álagi á rafdreifikerfið sem myndast vegna rafbílahleðslu og þannig auka nýtni rafdreifikerfisins. Verkefnið sýndi að hægt er að ná töluverðum árangri með álagsstýringum og geta slíkar lausnir því hjálpað gríðarlega í orkuskiptunum. Rannsóknartímabilið byrjaði í nóvember 2022 og lauk í febrúar 2024.
Í verkefninu voru skoðaðar þrjár gerðir álagsstýringa, sem allar sýndu fram á möguleika í að lækka álagstoppa í rafdreifikerfinu. Tímaháð verðskrá, þar sem lægra verð er utan álagstíma, lækkaði toppa töluvert. Önnur gerð álagsstýringar, þar sem orkunotkun hvers klukkutíma fór á þrepaskipta verðskrá, sýndi einnig fram á toppalækkun. Síðasta álagsstýringin, bein hleðslustýring, var gerð með því að fjarstýra hleðslustöðvum þátttakendanna í rannsókninni. Tvær mismunandi stýringaraðferðir voru skoðaðar, þar sem einfaldari aðferðin lækkaði toppa á sumum tímum en hækkaði þá í öðrum tilvikum. Seinni aðferðin, sem notaðist við hleðslutölfræði þátttakendanna, dreifði álaginu betur og lækkaði álagstoppa.
Þátttakendum verkefnisins fannst tímaháða verðskráin vera ákjósanlegust, þar á eftir kom aflþátturinn og loks beina stýringin. Meirihluta þátttakenda fannst fyrirhöfnin við þátttöku í álagsstýringum þess virði.
Árið 2018 hlaut Orkuveitan ásamt samstarfsaðilum ríflega tveggja milljarða króna styrk úr Horizon 2020 Rannsókna- og nýsköpunaráætlun ESB. Styrkurinn er til verkefnisins GECO (Geothermal Energy and Climate Outlook) sem byggist að stórum hluta á Carbfix-niðurdælingaraðferðinni. Með GECO verkefninu hefur Carbfix aðferðin verið þróuð enn frekar og dælt niður í fjórar gerðir berggrunns til að prófa hvort hún reynist eins vel þar og sýnt hefur verið fram á í íslensku basalti. Innan verkefnisins var tilraunaföngunar og -förgunarstöð koldíoxíðs og brennisteinsvetnis við Nesjavallavirkjun þróuð, en hún hóf rekstur árið 2023. Auk þessa hóf Silfurberg rekstur við Hellisheiðarvirkjun 2025, en verkefnið er styrkt af Nýsköpunarsjóði Evrópusambandsins. Silfurberg beitir alhliða CO₂ föngun, niðurdælingu og bindingu í bergi í jarðvarmavirkjun Orku náttúrunnar sem verður ein af fyrstu jarðvarmavirkjunum heims sem nær kolefnishlutleysi
Orkuveitu samstæðan stefnir að kolefnishlutleysi árið 2030. Eigi það að verða að veruleika þarf að fjarlægja nánast allt koldíoxíð í vinnslurás virkjana Orku náttúrunnar. Megintilgangur með fyrstu áföngum lofthreinsistöðvarinnar við Hellisheiðarvirkjun var að draga úr losun brennisteinsvetnis en um leið var unnt að draga úr losun koldíoxíðs frá virkjuninni. Niðurstöður greininga, sem eru byggðar á rekstri lofthreinsistöðvarinnar frá árinu 2014, sýna að unnt er að nýta sömu tækni til að draga enn frekar úr losun koldíoxíðs frá virkjuninni eða allt að 95%, binda það í bergi og/eða nýta í verðmætasköpun. Ennfremur verður unnt að fjarlægja nánast allt brennisteinsvetni og binda í bergi. Árið 2021 fékkst 600 milljóna króna styrkur í verkefnið Silfurberg, frá Innovation Fund, nýsköpunarsjóði Evrópusambandsins, til að byggja upp þessa lofthreinsistöð en rekstur hennar hófst árið 2025. Árið 2023 hóf lofthreinsistöð á tilraunaskala rekstur við Nesjavallavirkjun, en þar er einnig gert ráð fyrir 95% niðurdælingu á koldíoxíði 2030.
Carbfix og Orka náttúrunnar eru í samstarfi við svissneska fyrirtækið Climeworks sem sérhæfir sig í að fanga koldíoxíð úr andrúmsloftinu. Samstarfið hófst sem tilraunaverkefni um samþættingu föngunar koldíoxíðs úr andrúmslofti og bindingu þess í bergi sem staðið hefur yfir við Hellisheiðarvirkjun frá árinu 2017. Það verkefni var hluti af Carbfix2 verkefninu sem er styrkt af H2020 rannsóknar- og nýsköpunaráætlun Evrópusambandsins. Climeworks rekur nú tvö lofthreinsiver í Jarðhitagarði ON, Orca sem hóf rekstur árið 2021 og Mammoth, en það síðara hefur burði til að tífalda afköst föngunar og geymslu koldíoxíðs á svæðinu. Carbfix sér síðan um að dæla fönguðu CO2 frá báðum lofthreinsiverunum niður í jarðlögin þar sem það breytist í stein á innan við tveimur árum.
Carbfix hóf boranir í Helguvík á árið 2022 og verður borholan nýtt í tilraunir með að nota sjó til að binda CO2 í jarðlögum. Verkefnið nefnist Sæberg og er samstarfsverkefni Carbfix og ETH Zurich, Háskóla Íslands, ÍSOR, háskólanna í Genf og Lausanne og University College í London. Verkefnið er hluti af stærra þróunarverkefni, DemoUpCARMA, sem leitt er af ETH Zurich og gengur út á að prófa og þróa nokkrar mismunandi tæknilausnir til að fanga, nýta, flytja og farga CO2 frá Sviss, ýmist til að ná fram neikvæðri losun eða minnka hana með því að fanga frá iðnaði sem ekki á gott með að draga úr sinni losun. Meðal lausna sem DemoUpCARMA er að skoða er að fanga CO2 frá iðnaði, flytja það til Rotterdam og þaðan með skipi til Íslands, þar sem það verður leyst í sjó fyrir niðurdælingu og steindabindingu með Carbfix aðferðinni. Verkefnið er styrkt af Eurostars, Rannís, og orku- og umhverfismálaskrifstofum svissneskra stjórnvalda. Reykjanesbær er þátttakandi í verkefninu með því að veita Carbfix aðstöðu í Helguvík. Þá styðja Samskip verkefnið með flutningi á CO2 í gámum frá Rotterdam til Íslands.
Árið 2022 hlaut Carbfix 16 milljarða styrk frá nýsköpunarsjóði Evrópusambandsins til uppbyggingar á móttöku- og förgunarmiðstöðinni Coda Terminal. Móttökustöðin verður sú fyrsta sinnar tegundar í heiminum og er afrakstur íslensks hug- og verkvits í formi nýs iðnaðar sem mun hafa marktæk jákvæð áhrif á loftslagið. Coda Terminal mun taka á móti koldíoxíði (CO₂) frá aðilum sem vilja varanlega binda CO₂ sem myndast við þeirra framleiðslu. CO2 verður flutt inn með sérhönnuðum skipum frá iðnaði í Evrópu, en einnig verður hægt að taka á móti CO2 frá innlendum iðnaði og beinni loftföngun.
Orka náttúrunnar framleiðir vetni við Hellisheiðarvirkjun í tilraunaskyni sem hófst sem hluti af þróunarverkefni á vegum Evrópusambandsins, Hydrogen Mobility Europe. Orkuframleiðsla í virkjuninni er nýtt til vetnisframleiðslu á þeim tímum sem minni eftirspurn er eftir rafmagni og nýtist vetnið fyrir almenning og atvinnulíf vegna orkuskipta í samgöngum.
Vetni hefur verið framleitt í Jarðhitagarði ON við Hellisheiðarvirkjun frá árinu 2020 og er ennþá eini vetnisframleiðandinn í landinu. Vetni getur nýst eitt og sér til að knýja farartæki eða blandað við koltvísýring í metanól eða skylda framleiðslu. Skeljungur hefur séð um að dreifa vetninu. Það eru miklir möguleikar fólgnir í vetni sem orkugjafa t.d. fyrir þung ökutæki, vinnuvélar, skip og flugvélar og orkumál á Íslandi.
Verkefni sem gengur útá að bora dýpra ofan í jarðhitakerfi á háhitasvæðum – þ.e. ofan í rætur þeirra. Markmiðið er að þróa aðferðir til að vinna varmaorkuna úr þessum djúpu heitu jarðlögum og stækka þannig hið vinnanlega jarðhitakerfi niður á við. Enn þarf að leysa tæknilegar áskoranir svo þetta sé gerlegt. Orkuveitan og Orka náttúrunnar eru þátttakendur í nokkrum styrkverkefnum á vegum Evrópusambandsins (GeoPRO, HotCase, GeConnect, COMPASS) og sjóðsins Geothermica (HEATSTORE, DEEPEN) sem miða að því mæta þessum áskorunum. Í tengslum við verkefnið DEEPEN voru 500 jarðskjálftamælar ásamt þrem ljósleiðarastrengjum við mælingar sumarið 2021 – en aldrei hafa jafnmargir jarðskjálftamælar verið við mælingar á Íslandi áður. Fyrirhugað er að þriðja djúpborunarholan á Íslandi, IDDP-3, verði boruð á Hengilssvæðinu á næstu fimm árum í samstarfi við önnur orkufyrirtæki og er undirbúningur á því verkefni hafinn.
COSEISMIQ verkefnið miðar að því að skilja hvað hefur áhrif á örvaða skjálftavirkni og hvernig má stjórna henni. Verkefnið er styrkt af Geothermica sjóðnum. Rekið er umfangsmikið mælanet í kringum Hengilinn og eru mælar Orku náttúrunnar á svæðinu góð viðbót. Svokölluð forðalíkön eru notuð til að herma hvernig hiti, þrýstingur og spenna breytast með vinnslu og niðurdælingu og spá fyrir um hvernig það hefur áhrif á skjálftavirknina. Markmiðið er að þróa tól sem getur hjálpað til við að spá fyrir um skjálftavirkni vegna fyrirhugaðrar vinnslu og niðurdælingar, þannig að hægt verði að bregðast við áður en til hennar kemur.
Í RESULT verkefninu, sem styrkt er af Geothermica sjóðnum, er betri auðlindanýting á jarðhitasvæðum í þéttbýli skoðuð. Hér á landi er sjóninni beint að Elliðaársvæðinu sem hefur lengi verið nýtt til vinnslu á heitu vatni og verður hugað að því hvernig nýtingin hefur haft áhrif á svæðið. Ennfremur verða lagðar fram tillögur um hvernig best er að nýta svæðið til framtíðar á sjálfbæran hátt.
Árið 2018 hófst vinna við rannsóknarverkefni sem snýr að sameiningu hitaveitukerfis höfuðborgarsvæðisins. Kerfið er tvískipt; annars vegar með upphitað grunnvatn frá jarðvarmavirkjunum Orku náttúrunnar og hins vegar með lághitavatn frá Veitum. Þessum tveimur gerðum vatns má ekki blanda saman vegna myndunar útfellinga. Markmiðið er að breyta vinnslu á heitu vatni hjá virkjunum Orku náttúrunnar þannig að þar verði framleitt vatn sem unnt er að blanda við lághitavatn í dreifikerfi hitaveitu höfuðborgarsvæðisins án þess að mynda útfellingar. Auk þessa mun verkefnið auka hámarksafl úr núverandi virkjuðum auðlindum, auka nýtingarhlutfalli varmaframleiðslu virkjana sem skilar sér í minni auðlindasóun ásamt því að draga úr umhverfisáhrifum. Rannsóknir lofa góðu og hafa þegar nýst vegna vatnaskipta og sumarhvíldar lághitasvæða á höfuðborgarsvæðinu. Takist verkefnið hefst uppsetning ferlisins á smáum skala á Hellisheiði til að sanna virkni í sambærilegu kerfi og verður byggt upp að lokum í fullum skala. Áætlað er að rannsóknahluta verkefnisins ljúki 2024.
Innleiðing á rauntíma örverumælingum stendur yfir. Markmikið er að skapa rauntímasýn til i) aukins skilnings á samspili örverumengunar og veður- og umhverfisþátta, ii) til að stýra vatnstöku ávallt eftir bestu gæðum og hámarka þannig neyslumeðhöndlun, sér í lagi þegar veðuratburðir ógna vatnsgæðum á vatnstökusvæðum og iii) tryggja bestu neyslugæði alla leið til neytandans. Frumuflæðisjár Veitna eru nú orðnar fimm.
Unnin hefur verið framtíðarsýn forðamála fyrir Reykjavík og Akranes, sem byggir á spá um neysluvatnsþörf til ársins 2060. Í framtíðarspám er jafnframt lagt mat á mögulega hámarks eftirspurn sem getur skapast á þurrum og sólríkum sumardögum. Loftslagslíkön benda til að tíðni öfgaatburða í veðurfari muni aukast á næstu árum þannig að búast má við að aðstæður sem leiði til hámarksálags verði tíðari á næstu áratugum. Meiri tíma þarf hins vegar til að meta hvernig árifin raungerast.
Unnið er að stefnuverkefni með Orkuveitunni um að búa til Vegvísi fyrir allar hitaveitur þar sem forði er kortlagður og unnin eftirspurnarspá til framtíðar. Vinnu fyrir hitaveitu höfuðborgarsvæðisins og HAB lauk á þessu ári. Á næstu árum heldur vinnan áfram fyrir næstu veitur en næst verður farið í veituna á Stykkishólmi.
Unnið er að nokkrum verkefnum sem miða að betri yfirsýn yfir ástand, notkun og bilanir í kerfum Veitna með stafrænum mælum, sjálfvirkum gagnagreiningaraðferðum og kerfislíkönum.
Rafveitan ásamt Orkuveitunni og ON hófu haustið 2022 tveggja ára verkefnið „Hlöðum betur“ sem miðar að því skoða möguleika til stýringar/mótunar á rafbílaálagi með það að markmiði að draga úr aflaukningu og nýta þannig betur þá innviði sem þegar eru til staðar. Fyrstu niðurstöður benda til að álag vegna rafbíla sé umtalsvert meira en fyrri vísbendingar bentu til. Sjá einnig umfjöllun um Orkuskipti í samgöngum á Íslandi að ofan.
Átaksverkefni er í stýringu og yfirsýn í flæði orku um dreifikerfi rafmagns. Með betri upplýsingum má reka kerfið nær þolmörkum og seinka eða sleppa ákveðnum fjárfestingum, en jafnframt byggja upp kerfið þar sem gögn sýna að þörf er á.
Hitaveitan vinnur að verkefnum sem miða að betri yfirsýn yfir ástand, notkun og bilanir í kerfunum með stafrænum mælum, sjálfvirkum gagnagreiningaraðferðum og kerfislíkönum.
Vinnu er lokið við heildar framtíðarsýn fyrir dreifikerfi rafmagns sem skoðar heildstætt og ber saman ólíkar leiðir til að byggja upp kerfið með það að markmiði að mæta auknu álagi vegna orkuskipta tímanlega og á þann hátt sem lágmarkar þær framkvæmdir sem þarf til að reka öruggt dreifikerfi.
Mikið magn úrgangs fellur til hjá Veitum úr því skólpi sem fráveitan tekur á móti frá viðskiptavinum. Hluti úrgangsins er orkuríkur og getur verið ríkur af næringarefnum og öðrum verðmætum. Hann hefur verið urðaður með tilheyrandi losun gróðurhúsalofttegunda og sóun verðmæta. Veitum er í mun að draga úr þessari urðun, einkum þess hluta sem er lífbrjótanlegur. Fráveitan undirbýr endurnýtingu á fráveituúrgangi eins og sandi, seyru, fitu og ristarúrgangi enda er urðun og þar með sóun þessara verðmæta tímaskekkja og ekki í anda innleiðingar hringrásarhagkerfis. Vinna við mat á fýsileika endurnýtingar á sandi úr skólphreinsistöðvum hófst í ársbyrjun 2022, en það verkefni fékk styrk frá umhverfs- orku og loftslagsráðuneyti. Rannsóknin lofar góðu en búist er við að henni ljúki sumarið 2023.
Orka náttúrnar tekur þátt í þremur H2020 Evrópustyrkverkefnum sem snúa að bætum rekstri, hagkvæmni og nýtingu; GeoHex, GeoSmart og OptiDrill: