Vannkraft – Slik produseres strøm i Norge

I 2017 kom over 96 prosent av Norges kraftproduksjon fra vannkraft. Vet du hvordan vannkraft produseres og hvor miljøvennlig vannkraft er?

Vannkraft er utnyttelsen av energi i strømmende vann for å produsere elektrisitet, eller til mekanisk arbeid der kraftproduksjonen skjer. Vannkraft er en bærekraftig og fornybar energikilde.

I Norge produserer vi mer vannkraft til strøm enn alle andre land i Europa, og nesten all kraftproduksjon i Norge kommer fra vannkraft.

Hvordan produseres vannkraft?

Vanligvis skjer produksjon av vannkraft i Norge i tilknytning til elver. Da setter man opp kraftstasjoner i vassdrag, slik at energien i vannet kan utnyttes flere ganger på vei ned elveløpet.

Det går også an å lage vannmagasiner i tilknytning til vannkraftverk. Da kan man enkelt produsere strøm etter forbrukernes behov, noe som gjør vannkraft til en regulerbar fornybar energikilde.

For å forstå vannkraftproduksjon må vi begynne på begynnelsen:

Vannet kommer som nedbør

Norske elver og innsjøer fylles opp av vann i form av nedbør som regn eller snø. Når vannet holder normal temperatur, styres det av tyngdekraften og renner mot det laveste punktet i nærheten. Det er som regel en innsjø eller havet.

På vei tilbake til innsjøen eller til havet, kan vannet komme opp i høye hastigheter og opparbeide seg en høy bevegelsesenergi. Det er denne bevegelsesenergien vi utnytter for å produsere strøm som kan overføres til kraftnettet vårt.

Vannet i Norge faller ofte naturlig, men det er også mulig å konstruere høydeforskjeller som gjør at vannet kan få enda høyere bevegelsesenergi enn det ville hatt naturlig. Demninger er en type konstruksjon som kan bidra til dette.

Vannet kan lagres i magasiner

Vannet i norske elver og innsjøer lagres i tillegg i vannmagasiner. Det gjør at vi kan tappe magasinene og lage ekstra strøm når det er størst behov for det.

I Norge er det ofte på svært kalde vinterdager at vi bruker mye strøm. Har vi da lagret vann i magasinene fra en regnfull oktobermåned, kan vi bruke vannkraften på vinteren.

Slik fungerer vannmagasinene som batterier, hvor potensiell strøm lagres fram til vi trenger ekstra energi.

Vannet går gjennom en kraftstasjon

Når vannet går gjennom kraftstasjonene fra vannmagasinene, sendes vannet ned i rør til kraftstasjonen. Rørene har en bratt vinkel og vannet fosser ned mot turbinene med høy fart. Vannet presses så inn i dyser, hvor det oppstår et høyt trykk.

Trykket slenger vannet med høy hastighet mot et turbinhjul, noe som gjør at rotoren i en tilkoblet generator går rundt.

Generatoren produserer elektrisitet med en spenning på mellom 3000 og 13 000 volt. Det betyr at strømmen først må sendes gjennom en transformator som øker spenningen til 300 000 volt, før den til slutt kan sendes videre til norske forbrukere via strømnettet.

Når vannet har gått gjennom kraftstasjonen

Når vannet er gjennom kraftstasjonen, fortsetter det videre ned elven. Enten går det gjennom flere kraftstasjoner, eller så forsvinner det ut i naturen. Til slutt fordampes vannet, og det faller som nedbør på nytt. Derfor er vannkraft en fornybar energikilde – fordi vannet verken forbrukes eller forandres gjennom kraftproduksjonen.

Her er kraftproduksjon i et vannkraftverk – enkelt illustrert:

Vannkraft er svært miljøvennlig

Vannkraft regnes som miljøvennlig fordi det er en fornybar energikilde som slipper ut lave mengder CO₂ under kraftproduksjonen.

– Det er så å si ingen CO2-utslipp ved produksjon av vannkraft i Norge, men under bygging av kraftverk slippes det ut CO₂, forklarer Forskningssjef Ingeborg Palm Helland ved Norsk institutt for naturforskning (NINA).

Siden klimagasser og global oppvarming er en av vår tids største miljøutfordringer, ser mange svært positivt på vannkraftproduksjon.

– En ting folk ofte legger i ordet miljøvennlig er fornybart, og også her er norsk vannkraft svært bra, siden vi har store mengder vann året rundt i de fleste vassdrag, sier Helland.

Hun legger til at en annen fordel med vannkraften er at kraftverkene har svært lang levetid.

– Når vi først har installert et vannkraftverk kan det stå der og produsere strøm året rundt i svært mange år før det er behov for oppgradering.

Påvirker likevel naturen rundt seg

Vannkraft har likevel noen ulemper. Naturinngrep er blant de mest vesentlige ulempene.

– All energiproduksjon, inkludert vannkraft, påvirker naturen og artene som lever der. Hvor miljøvennlig vannkraft er, med tanke på naturinngrep, kommer veldig an på hvordan kraftverket er bygget og måten det driftes på, sier Helland.

Hun forklarer at vannkraftanleggene blant annet påvirker vannføringen i elvene og temperaturen i vannet, og at de kan bidra til unaturlig raske endringer i vannføringen og vannstanden.

I tillegg kan for eksempel sedimenter, grus og steiner flytte seg i vannmassene.

– I regulerte elver kan blant annet hulrom mellom småsteinene tettes igjen slik at fisken ikke finner gode gjemmesteder. I vannkraftmagasiner kan strandsona for eksempel vaskes ut når vannstanden går opp og ned, slik at viktige områder der fisken finner mat forsvinner og tørkes ut.

Nye tiltak skal gjøre det bedre

I senere år har man begynt å innføre tiltak som kan bedre dyre- og plantemiljøet rundt kraftanleggene.

Det statseide selskapet Statkraft har, i likhet med andre kraftprodusenter, blitt pålagt avbøtende tiltak som bygging av fisketrapper, utsetting av fisk, biotoptiltak og habitatrestaurering.

– Dersom fiskepassasjer bygges riktig kan dette være svært positivt. Det er imidlertid viktig å huske på at fisken ofte skal vandre både opp og ned, at ulike arter har ulike behov, og at ikke alle er like gode til å svømme, forklarer Helland.

Hun mener slike tiltak fortsatt har forbedringspotensial.

– Det er først i de senere år at man her i Norge har begynt å fokusere på to-veis-vandringer, og på å utvikle løsninger som fungerer for andre fiskearter enn laks, f.eks. ål eller harr. Her drives det fortsatt mye forskning, og forhåpentligvis vil vi se flere gode tiltak i regulerte elver de kommende årene.

Må veies opp mot godene

Helland mener det alltid vil være en viss negativ påvirkning tilknyttet vannkraft, uansett hvor miljøvennlig det fremstilles. Det betyr likevel ikke at vi bør slutte med vannkraft.

– Naturinngrepene som kommer med vannkraft må selvsagt veies opp mot godene vannkraften gir oss, og opp mot andre alternative energiformer og deres miljøpåvirkning, sier hun.

Kommer virkelig 96 prosent av Norges energi fra vannkraft?

Det enkle svaret er «ja», til tross for at vi stadig vekk kan lese nyhetsartikler om at nordmenn forbruker utenlandsk strøm fra fossile energikilder. Dette skyldes EUs opprinnelsesgaranti – en ordning som gjør at man kan kjøpe en garanti om at det har blitt produsert like mye grønn energi som man selv har konsumert.

I praksis betyr opprinnelsesgaranti-ordningen at nordmenn blir gjort ansvarlig for fossil energibruk i andre land, mens andre kjøper kvoten for den fornybare energien som vi forbruker her. Ordningen med opprinnelsesgarantier er dermed et teoretisk strømbytte fremfor et praktisk strømbytte, fordi strømmen alltid forbrukes der den har blitt produsert.

Les mer om opprinnelsesgarantier her: Hvor kommer strømmen din fra – norske vassdrag eller EU?

Hvordan ser fremtiden ut?

Med fall i oljeprisen og teknologiutvikling innenfor fornybar energiproduksjon, fremstår satsing på grønne energikilder mer og mer lukrativt. I 2016 spådde for eksempel Bloomberg at vind- og solenergi vil bli den billigste måten å produsere strøm på i flere land innen 2020. Og ifølge en rapport utarbeidet av Agora og Sandbag, produserte EU mer strøm fra vindkraft, solkraft og biomasse enn de gjorde fra kull i 2017.

Allerede størst

Likevel er det ikke vannkraft det snakkes høyest om i forbindelse med utbyggingen av fornybar energiproduksjon i verden.

The International Energy Agency (IEA) sier blant annet at vannkraft allerede er den største kilden til fornybar energi i verden, med en produksjon på rundt 17 prosent av verdens elektrisitet.

Siden 1990 har også den globale vannkraftproduksjonen økt med 50 prosent, med høyest vekst i Kina.

Ny produksjon avhenger av de store landene

I tillegg er den potensielle vannkraftproduksjonen ujevnt fordelt mellom de største landene innenfor vannkraftproduksjon.

IEA estimerer at de fem landene med høyest potensial – Kina, USA, Russland, Brasil og Canada – kan produsere omtrent 8300 TWh per år.

Til sammenligning kan de neste fem landene på listen til sammen produsere rundt 2500 TWh per år. Man er derfor avhengig av at de største landene går inn for økt vannkraftproduksjon for at det skal ha en merkbar effekt på verdens grønne kraftproduksjon.

Det er derfor høyest forventninger til økt produksjon innenfor sol- og vindenergi. Særlig retter man øynene mot Kina, som i 2017 sto for mer enn 40 prosent av den globale kapasitetsveksten innenfor fornybar kraftproduksjon. Ønsker du å lese mer om sol- og vindenergi eller andre grønne energikilder, kan du følge linkene under.

Kilder

Norsk Hydro / Statkraft/ IEA