Kraften i Sveriges vatten och vindar

Av publicerat

Vattenkraften står för nästan hälften av Sveriges energiproduktion, det är en gammal energikälla som blir allt viktigare när vi går mot ett fossilfritt samhälle. Inrikes har pratat med två professorer vid Kungliga tekniska högskolan om vatten- och vindkraftens roll i framtiden.

Vattenkraften är nästan helt utbyggd i Sverige. Det som sker i dag är främst underhåll och miljöanpassning av befintliga kraftverk, för att de ska kunna möta framtidens behov av reglerbarhet.

– Det finns många intressanta saker att säga om samhällets sätt att hantera miljöpåverkan från vattenkraften, även om utbyggnaden i landet varit mycket liten på senare år. En intressant fråga är hur omställningen till ett förnyelsebart energisystem kommer att påverka energitillgång och miljö, samt hur ny vindkraft kommer ställa krav på ökade möjligheter att lagra energi i vattenkraftmagasin under perioder med relativ energibrist. En reglering av elproduktionen har alltid gjorts inom vattenkraften, men ett ökat inslag av förnyelsebar energi ställer nya krav på reglerbarhet och ger eventuellt nya miljöeffekter, säger Anders Wörman, professor i vattendragsteknik vid Kungliga tekniska högskolan.

Anders Wörman

Anders Wörman, professor i vattendragsteknik vid Kungliga tekniska högskolan.

Vatten- och vindkraft är två energislag som båda är beroende av klimat och vädervariationer. Det innebär att de producerar mycket energi samtidigt, vilket skapar behov av andra hållbara energislag under perioder då vatten- och vindkraften är låg. Då kan bioenergi och solenergi fungera som komplement. Men det finns även en till lösning – vattenkraftens reglerbarhet. Därför spelar vattenkraftsdammar och deras reservoarer en stor roll för att kunna garantera energi året runt.

I Sverige står vattenkraften för 47 procent och vindkraften för 10 procent av den totala elproduktionen. Enligt Anders Wörman ökar vindkraftsproduktionen hela tiden och fler företag ansöker om utbyggnad av vindkraftverk. Vattenkraften däremot är i stort sätt färdigutbyggd.

– Det finns ekonomiska och miljömässiga begränsningar i att öka vattenkraften ytterligare, då vi har byggt ut den i hög grad. Vattenkraften skulle inte räcka som ensam energikälla i Sverige, utan vi behöver även andra hållbara energislag som bioenergi exempelvis, säger Anders Wörman.

Vy från Trängsletdammens krön över den torrlagda älvfåran på nedströmssidan. En av miljöeffekterna från vattenkraften är fragmenteringen av vattendrag, den kan motverkas genom att ordna ett ”pillflöde” i den ursprungliga älvfåran.

Vy från Trängsletdammens krön över den torrlagda älvfåran på nedströmssidan. En av miljöeffekterna från vattenkraften är fragmenteringen av vattendrag, den kan motverkas genom att ordna ett ”pillflöde” i den ursprungliga älvfåran.

Kraftverkens påverkan på miljön

Både vatten- och vindkraft är två unika energislag som kommer behövas i framtiden. För att använda vattenkraft på ett hållbart sätt krävs en noggrann reglering av vattennivåerna, som inte orsakar miljöproblem i form av erosion, stora vattenståndsvariationer och skador på den biologiska mångfalden i älvarna.

– Man reglerar miljöpåverkan genom vattendomar, som styr hur man ska driva kraftverken. Vattendomar är ganska trubbiga instrument som är till för att uppnå de välgrundade miljömålen. Ett sätt för att ytterligare skydda miljön är att ställa mer flexibla vattendomar med ännu tydligare miljönytta, säger Anders Wörman.

I dag finns det fyra stora älvar som är skyddade från vidare utbyggnad, dessa är Torne älv, Pite älv, Kalixälven och Vindelälven. Ett problem med vattenkraftverken är att många fiskar blir kalops i turbinerna. I dag finns det cirka 2 100 vattenkraftverk i Sverige. Endast tre procent av dessa har fungerande upp- och nedströmsvandring för fiskar. Det betyder att 97 procent av kraftverken är vandringshinder för fiskar. Av dessa vattenkraftverk är tio procent storskaliga och producerar den största mängden vattenkraftsenergi i Sverige.

Enligt Älvräddarnas samorganisation innebär det att endast tio procent av all vattenkraftsenergi kommer från småskalig produktion, men som istället skulle kunna ersättas med vindkraft för att minska den totala miljöpåverkan. De småskaliga vattenkraftverken förstör nämligen tio gånger fler ekosystem än de storskaliga.

nature-678328

Risker för utrotning

Vattenkraften är även en av huvudorsaken till att ålen och vildlaxen blivit utrotningshotade samt att ekosystemen kring strömmande vatten är en av världens mest hotade ekosystem. Merparten av Sveriges kraftverk bedrivs med tillstånd från 1918 års vattenlag – mindre än tre procent av dagens vattenkraftverk är anpassade för moderna miljölagar. Älvräddarna uppger även att vindkraftverk och solceller har en betydligt mindre miljöpåverkan.

Men det finns olika sätt för att rädda en del av ekosystem kring kraftverken. I dag byts många turbiner ut mot fiskvänliga turbiner, där fiskarna kan passera oskadda. Det byggs även vandringsvägar för fiskar, så att de kan simma förbi kraftverken, samt lösningar som lockar fiskar till spillfårorna.

– Fisktrappor är en metod. Men då vattenkraften är en relativt gammal teknik, så finns det inte många sådana i Sverige. Dessa lösningar är åtgärder som man skulle kunna införa på fler kraftverk. Det finns absolut potential till förbättringar. Havsmyndigheten gav nyligen ut en rapport om miljöanpassad vattenkraft, där företag uppmanas att förbättra miljön kring kraftverken. De nämner bland annat att åtgärderna högst får kosta 1,5 terawattimmar i förlorad energiproduktion. Sammantaget är det svårt att ställa krav, då vattenkraftverken redan är utbyggda. Juridiskt sätt är det svårt att tvinga vattenkraft-ägarna att bygga fisktrappor i befintliga anläggningar, säger Anders Wörman.

Trängslet i Dalälven

Regleringsmagasinet vid Trängslet i Dalälven. I bildens nedre del syns erosionsskyddet på dammens uppströmsslänt som skyddar mot vågor och ispåverkan. Trängsletdammen var klar 1960 och har en av Sveriges största regleringsvolymer på 880 miljoner kubikmeter. Nästan hela vattenflödet går genom kraftstationen, vilket ger en maximerad kraftproduktion.

Vattenkraften i framtiden

– Jag tror vattenkraften kommer vara en jätteviktig komponent i energimixen i framtiden. Det har framför allt att göra med reglerbarheten – att man kan lagra vatten i vattenkraftsmagasin. Lagringskapaciteten i Sverige är 35 terawattimmar, det betyder att hälften av all årlig vattenkraftproduktion kan lagras i vattenkraftmagasin. Den kapaciteten är väldigt svår att ersätta med batterier eller andra lagringstekniker. När kärnkraften ska fasas ut inom några decennier, så måste det finnas extra reglerkraft, särskilt inför snabba produktionsändringar. Vattenkraften kan i framtiden fungera som ett jättelikt batteri för lagring av reglerbar energi, säger Anders Wörman och fortsätter:

– Även om man exploaterar alla vattendrag i Sverige, så skulle inte energiproduktionen räcka för att täcka hela Sveriges energibehov. Vindkraften är än så länge svår att veta vad den har för potential, med tanke på att utbyggnaden tar tid.

Skepticism mot 2045-målet

Anders Wörman tror inte att världen kommer nå målet om nollutsläpp av koldioxid från fossila bränslen till 2045. I dag är 85 procent av världens elproduktion fossilbaserad. För att närma sig målet, menar Anders Wörman, bör politikerna skapa smartare styrmedel som även är ekonomiskt fördelaktiga.

– I Sverige kommer vår elproduktion vara helt fossilfri till år 2045. Svårigheten för Sverige ligger i urfasningen av kärnkraft och att det inte ersätts av importerad el som är framställd med fossila bränslen i andra länder. Det kan finnas en risk att vi exporterar vårt koldioxidavtryck på det sättet. Det är önskvärt att man får till lagstiftning och styrinstrument för att skynda på utvecklingen. I slutändan tror jag inte att det kommer vara några svårigheter att få energin att räcka till. Energimixen mellan vatten, vind och biomassa kommer fungera, framhåller Anders Wörman.

Niagara fallen

Detta är delen av den äldsta kraftstationen vid Niagara fallen från 1879. Stationen utnyttjade det naturliga fallet i floden genom att avleda ett visst vattenflöde genom kraftstationen. Den nuvarande kraftstationen använder på liknande sätt endast en del av hela flödet för kraftproduktion.

Företag satsar på förnyelsebar el

Lennart Söder, professor i elektriska energisystem, vid Kungliga Tekniska högskolan, har granskat hur företag profilerar sig genom hållbar energi och vad grön el egentligen innebär.

– Det finns två nivåer av grön el – den ena är ursprungsmärkt el, som alla företag får när de köper förnybar vatten- och vindel. Den andra nivån är miljömärkt grön el, där företag ansöker om miljömärkningar för att tala om att de gör mer för miljön. Exempelvis har Naturskyddsföreningen en miljömärkning som kallas Bra Miljöval. Där ställs ytterligare krav på att elen som kommer från vind- och vattenkraft, inte har producerats med stor miljöpåverkan, säger Lennart Söder.

Lennart Söder

Lennart Söder, professor i elektriska energisystem, vid Kungliga Tekniska högskolan.

Naturskyddsföreningen eget märke, Bra Miljöval, ställer krav på att den förnybara elproduktionen ska vara hållbar. Vattenkraftverken får bland annat inte torrlägga vattendrag och de ska hålla ett jämt vattenflöde inom de naturliga gränsvärdena. Elbolagen måste även avsätta pengar för att bygga vattenpassager för fisk och andra arter som lever kring vattenkraftverken. För att kunna få miljömärkningen vid vindkraftsproduktion, behöver ägarna placera vindkraftverken på platser där de inte stör exempelvis känsliga fågelområden, Natura 2000-områden eller skyddade skogsområden.

– Om man inte köper förnyelsebar el får man den allmänna mixen i nätet, som kan bestå av importerad kolkraft och kärnkraft. Det finns cirka 140 bolag i Sverige som säljer el, de i sin tur marknadsför sin el som antingen förnybar, miljömärkt eller bara el. Alla som säljer exempelvis vattenkraft, får en ursprungsmärkning som säger att det är just vattenkraft, sedan kan bolagen själv sälja elen var de vill. Köper man miljömärkt el i dag, så kan den lika gärna komma från Norge. En del företag tar också mer betalt för grön el, medan andra inte gör det. Man har därför stor möjlighet att påverka produktionen, genom att själv välja grön el. Man har dessutom chans att påverka de företag man handlar av, så att de köper grön el, säger Lennart Söder.

Av: Joline Ekman