Vattenkraft

Nedanstående innehåll är skapat av Mimers Brunns besökare. Kommentera arbete

Inledning

Vattenkraften är idag tillsammans med kärnkraften Sveriges ledande energiproducent. Det finns ingen annan energitillgång som är lika ren och säker. Den är dessutom en förnyelsebar energikälla som aldrig kommer att ta slut. Men det finns även saker som talar emot vattenkraften, t.ex. att laxen i Östersjön mister sina lekplatser.


Hur det Fungerar

I ett vattenkraftverk utnyttjas vattnets lägesenergi mellan två nivåer. Vattnet strömmar från en högre nivå till en lägre och passerar på vägen enturbin. Vattnets kraft får turbinaxeln att rotera. Turbinen driver engenerator som omvandlar rörelseenergin till elenergi. Electriciteten förs sedan via en transformator ut på ledningar över landet. Elenergi kan inte lagras, el måste därför användas i samma ögonblick som det produceras. Man kan däremot lagra det vatten som ska användas för elproduktionen. Efterfrågan på el är störst på vintern då tillrinningen på vatten oftast är som lägst. Då gäller det för elproducenterna att anpassa vattentillgången i älvarna till efterfrågan. Överskottsvattnet samlas därför från den vattenrika delen av året i jättelika vattenmagasin. Detta sker då snösmältning och regn ger mycket vatten. Magasinen tappas sedan successivt av under de delar av året då efterfrågan på el är som störst. Vattentillgången varierar också från år till år, skillnaden beror på om det är våtår eller torrår. Normalt kan vi producera 190 Twh vattenkraft i Norden. Extrema våtår kan produktionen ligga på 230 Twh, det vill säga 20% extra tillrinning. Av dessa 40 extra Twh kanske 30 Twh utnyttjas för elproduktion och det betyder att behovet av fossila bränslen och kärnkraft minskar dessa år. Torrår kan det vara fråga om 20% mindre produktion och då blir det aktuellt att anväda en större del av de dyrare och miljömässigt sämre fossila bränslena. Under våtår tjänar Sverige pengar på export av el. Med Sveriges miljöeffektiva elproduktion innebär det en konkurensfördel även för våra utländska kunder.


Historia

Redan på 1200-talet började vattenhjulet, som härstammar från Kina, komma till användning i att utnyttja Sverige. Genom att det rinnande vattnet i älvarna och från vattenfallen fick man bättre möjlighet att ta vara på våra naturtillgångar, framförallt skogen och malmen. Den första vattenkraftsanläggningen i norden byggdes omkring år 1300. Vattenkraften har alltså utnyttjats i de nordiska länderna i nästan 700 år. De äldsta anläggningarna var vattenkvarnarna, de s.k skvaltkvarnarna. Den vanligaste konstruktionen var att vattnet leddes fram till ett hjul som satt på en stomme över en flod. Det rinnande vattnet gjorde att hjulet roterade, och som via axlar och kugghjul drev kvarnstenen så att sädeskornen kunde malas. Problemet med denna typ av vattenkraft var att den måste användas nära vattnet. Man kunde inte transportera energin längre än till själva vattenkvarnen.

Nästa steg i utvecklingen blev att man lättare kunde leda kraften över längre avstånd. Man lärde sig så småningom att koppla ihop trästänger med vilka man kunde överföra vattenhjulets roterande rörelser till en fram och återgående rörelse över litet längre sträckor och den som behövde kraft var inte tvungen att bo nära ett vattenfall. Det egentiga genombrottet i utnyttjandet av vattenkraft kom i samband med att elgeneratorn uppfanns.

Den första vattendrivna elgeneratorn började användas i Sverige 1882. Det var ett spinneri i Västergötland som på så sätt fick elektrisk belysning. Därefter har utvecklingen gått snabbt.1885 fick Härnösand som en av de första städerna i Europa elektrisk gatubelysning och Sverige var först i världen med eldrivna tåg; tack vare vattenkraften. De flesta vattenkraftverken i Världen är byggda under 50- och 60-talet. Idag finns det ungefär 1200 vattenkraftverk i Sverige.


Miljövänligt

När man bygger ett vattenkraftverk så påverkas miljön kring kraftverket mycket. Stora ytor våtläggs, och flodfåran nedströms torrläggs till stora delar. Många djur- och växtarter försvinner, eller kan inte längre leva som de gjort tidigare. Det strömmande vattnet försvinner och ersätts av en stor betongdamm. Många fiskarter kan inte längre leka, och det kan få förödande konsekvenser för hela artens överlevnad. Ibland bygger man sk laxtrappor för att fisk ska kunna vandra förbi kraftverket, men de fungerar inte alltid på ett bra sätt, och ofta har det strömmande vattnet försvunnit vilket leder till att fiskens lekplatser helt försvunnit. När man bygger dammen så höjs vattennivån uppströms, och en ny kustlinje bildas. Stora områden kommer sannolikt att vara torrlagda under sommaren, och vara under vatten på våren. Det leder till att nästan inga växter kan leva där, och stora kala områden bildas. Nya vägar måste byggas till kraftverket, och elledningar måste dras. Detta förstör ofta landskapsbilden minst lika mycket som själva kraftverket. När vattenkraftverket väl är klart så påverkas dock inte miljön. Inga utsläpp sker, och vattnet förstörs inte utan fortsätter cirkulera i kretsloppet. Att landskapsbilden förändras av kraftverksbyggnationen behöver inte alltid betyda att den försämras, och ofta leder förändringen till en annorlunda miljö med sämre förutsättningar för vissa djurarter, men kanske bättre för andra. I Sverige har vi ungefär 2000 hotade djurarter. För 109 av dessa arter utgör vattenkraftsutbyggnaden en del av hotbilden. Ofta är inte vattenkraften det enda hotet, utan en del i en stor hotbild.

Ofta samverkar olika faktorer, såsom t.ex. försurning, med vattenföringen i en älv. Att lösa ett av problemen betyder inte någon stor förbättring för arten, utan först då alla är lösta kan hotet mot arten anses borta. Eftersom alla arter är en del i ett komplicerat ekologiskt system, så kan minskningen av en enda art få förödande konsekvenser för åtskilliga andra arter också. Då vattenkraften byggs ut försvinner inte bara arter beroende av strömmande vatten, utan även hela biologiska livsmiljöer. Att livsmiljöerna försvinner leder till att många arter inte kan leva kvar, och många arter beroende av de som försvinner minskar också kraftigt. Dessutom försvinner möjligheten för människor att uppleva allt det en biologisk livsmiljö med strömmande vatten har att ge, i form av skönhet och förståelse för naturen. Ett annat problem med kraftverk är att vattennivån ibland kan stiga mer än vanligt. Det leder till att mark som normalt sett ligger ovan vatten kan hamna under vatten. Det kan röra sig om tomter, vilket inte alltid är så populärt. Ibland kan strömmen dra med sig byggnader och broar. Vattenkraftsbolagen förklarar dock detta med att de vid extrema våtår tvingas släppa på strömmen från kraftverket mycket, eftersom dammen annars riskerar att sprängas av det höga trycket från vattensamlingen uppströms. De säger även att översvämningar är en naturlig företeelse och brukar förekomma oftare i oreglerade vattendrag. Eftersom det tar lång tid mellan översvämningarna i ett reglerat vattendrag, där man in i det längsta försöker undvika att släppa på för mycket vatten, vänjer sig de som bor bredvid vattendraget vid att vattennivån är konstant. Detta leder till att de bygger hus och anlägger tomter nära vattenlinjen, och då en översvämning sker blir de förvånade när huset flyter iväg.


Ekonomi

Vattenkraft är en internationellt etablerad energikälla. Företaget Vattenfall är Nordens största elproducent och svarar för omkring hälften av Sveriges elproduktion. Det är den sjätte största elproducenten i Europa. I Sverige finns det ca 1000 kraftstationer. De flesta är små, ungefär 650 st är mindre än 1 MW. Kraftstationen Harsprånget, Sveriges största kraftstation, har en effekt på 945 MW. Det finns ytterligare 16 vattenkraftstationer som har större effekt än 200 MW. Mer än en tredjedel av vattenkraftenergin produceras av vatten som lagrats i en regleringsmaskin (damm). De norrländska älvarna är nästan helt utbyggda. Av de stora älvarna har man valt att bevara Vindelälven, Torneälv, Kalixälven och Pite älv.
Alla de älvar som skulle vara tekniskt möjliga att bygga ut är inte ekonomiskt attraktiva. Den ekonomiska gränsen bestäms i första hand av fallhöjd och vattenföring. Om allt vatten i de svenska vattendragen kunde utnyttjas för elproduktionen skulle vi förfoga över 200 TWh/år. Men bara 130 TWh är tekniskt möjliga att utnyttja. En ekonomisk bedömning ger dock bara 95 TWh. I dag utnyttjas endast 60 TWh. De ekonomiskt utbyggbara vattenkraftverken har under årens lopp ökat i antal för varje ny beräkning. Orsaken är bl a stigande kostnader för andra produktionsformer. Vattenkraften kan byggas ut med ett tillskott av 1 TWh/år. Utbyggnaden bör börja med de älvar som redan är reglerade. Med dessa förutsättningar skulle den sammanlagda vattenkraftproduktionen vid sekelskiftet uppgå till 80 TWh/år. En vattenkraftstation i Sverige är nästan till 100 % en svensk produkt både gällande material och arbetskraft. Investeringskostnaderna är höga och hela projektet är främst ett finansieringsproblem. Men sedan kraftstationen tagits i drift är den - räknat över hela dess livstid - ekonomiskt överlägsen alla andra hittills kända elproducerande anläggningar.


Framtid

Om Sverige beslutar att avveckla kärnkraften uppstår det ett behov av mer elenergi. Vattenkraften blir då säkerligen ett utav de alternativ som utreds. De svenska vattendragen skulle kunna ge 130 Twh elkraft men i dagens läge är de bara utbyggda till 64 Twh....