Vannkraft: Slik fungerer vannkraft

Vannkraft er regnet som den beste fornybare energikilden og potensielt den beste energikilden i praksis. Det er energieffektivt, og svært fornybart (regn).

Samtidig kan man lagre energien ved å bygge demninger og sluser, som lar energiprodusenten styre når man vil produsere strøm.

Dette gjør vannkraft svært ettertraktet, men det finnes kun i en begrenset mengde, og man kan kun lage energieffektive vannkraftverk der det er tilgang på naturressursen i stor nok skala.

Tips: Over 90% av all strøm som produseres i Norge, stammer fra vannkraft - Finn beste strømavtale selv eller fyll ut vårt tilbudsskjema for å motta uforpliktende tilbud i en hektisk hverdag.

Hva er vannkraft?

Vannkraft er energi som produseres av vann. I dag brukes denne betegnelsen om vannkraftverk som bruker turbiner, magneter og kinetisk energi (vann som faller eller renner) til å produsere elektrisitet (strøm).

Det er en svært energieffektiv og fornybar ressurs som kan kontrolleres svært effektivt til å produsere strøm i perioder hvor det er behov.

Dette gjør vannkraft til en svært effektiv energikilde, i forhold til andre fornybare energikilder som krever kontinuerlig tilgang på vind eller sol for å produsere elektrisitet.

Vannkraftverk bygges ut stedet hvor det er store fossefall eller høydeforskjeller med nok volum, kraft eller mulighet til å lage en demning for å styre vannfallet. I Norge har vi ekstremt mange og kraftige vannkraftverk.

Korte fakte om vannkraft:

• Vannkraft regnes som en av de beste og mest energieffektive energikildene.
• I Norge finnes det over 1800 aktive vannkraftverk (Kilde, Energifaktanorge.no - drevet av energidepartementet)
• Over 350 av disse produserer over 10 MW per år.
• Bruker vannfall (kinetisk energi), turbiner og en generator med magneter og kobber for å produsere elektrisitet (strøm).
• Den beste fornybare energikilden vi har i dag.

Slik fungerer vannkraft: Kinetisk energi, turbin og generator

Illustrasjonsfoto av hvordan et vannkraftverk i praksis fungerer. (Foto- Norgesprisstrøm)

Vannkraft tar i bruk 3 forskjellige hovedkomponenter som jobber i tandem for å produsere strøm (elektrisitet) til husholdninger og kraftkrevende industri.

Vannfallet er den kinetiske energien som omformes til elektrisitet ved å treffe turbiner som roterer. Når disse roterer, så roterer en aksling som er koblet til en generator.

Denne generatoren består av magneter og kobberledninger. Når magnetene roterer rundt kobberledningen skapes det elektromagnetisk induksjon som produserer elektrisitet (strøm - elektroner i bevegelse).

Slik fungerer vannkraft steg-for-steg:

1. Vannet faller: Vannet renner eller faller nedover gjennom store rør, og energien i vannet blir til bevegelsesenergi (kinetisk energi).
2. Turbinen snurrer: Det fossende vannet treffer skovlene på en turbin, slik at turbinen begynner å rotere i voldsom fart.
3. Generatoren lager strøm: Turbinen driver store magneter rundt inne i en generator, noe som skaper elektrisk strøm i kobberledninger.
4. Magasiner (valgfritt): Man må ikke ha magasiner for å lagre vannet, men man må ha en form for sluse for å sikre at vanntrykket ikke blir for høyt eller lavt. Magasiner forbedrer bare energieffektivitet og lar produsentene lagre strømmen i form av vann i stedet for elektrisitet.

Sammenlign: Fortum og Agva Kraft sine strømavtaler og tjenester.

Magasiner: Bedre energieffektivitet, lagring og slusing

Magasiner er noe de fleste vannkraftverk har, mens elvekraftverk ikke vil ha magasiner, da elven må renne kontinuerlig for å ikke skade dyreliv og naturfloraen i området.

Disse kraftverkene vil derfor ikke ha magasiner, mens vannkraftverk som bygges på store innsjøer eller vann, vil ha en form for magasin for å kontrollere lagring, vanntrykk og volum.

I Norge er det hovedsakelig vannkraftverk som produserer mesteparten av strømmen, mens elvekraftverk produserer en mindre andel. Magasiner og vannkraftverk gir mye bedre kontroll og er ofte mer energieffektive.

Elvekraftverk er mindre i skala, men vi har mange av dem - mens vannkraftverk produserer mer elektrisitet per kraftverk!

Visste du at? Dersom man eier en tomt med en liten elv / bekk med kraftig nok trykk, kan man søke om dispensasjon til å lage et eget mini- og mikrokraftverk. (Eksakte lover og regler kan gjelde - Kilde, Nve.no)

Fordeler med vannkraft

Vannkraft har i teorien bare fordeler, så lenge prospektet gir høy nok ROI (Return on investment), men også en stor ulempe for naturen i lokalområdet.

Det er ikke slik at det alltid lønner å bygge seg ut, og forholdene må ligge til rette. Samtidig er det et stort inngripen i naturen.

Dette er fordelene med vannkraft:

• Fornybar og ren: Sammenlignet med mange andre energikilder er vannkraft veldig rent, og helt fornybart (regn).
• Regulerbart og fleksibelt: Vannkraftverk med vannmagasiner kan lagre energien (vannet) til det er behov for strøm (produksjon) ved å bruke demninger og sluser (effekt).
• Stabil forsyning: Ved å kunne regulere strømproduksjonen med magasiner, vil kundene få en stabil og jevn forsyning av strøm, så lenge magasinene ikke tømmes helt.
• Lang levetid: Vannkraftverk kan ofte være operative i 50-100 år før de krever en stor vedlikeholdsjobb. Ofte oppdateres viktige komponenter oftere - som turbiner og generatorer osv.
• Flomsikring: De bidrar også til å forhindre flommer, da demningen / slusene kan kontrollere hvor mye vann som skal slippes gjennom til enhver tid.
• Lokal verdiskapning: Det skaper også arbeidsplasser i kommunene og inntekter til produsentene (ofte kommuner eller staten).

Ulemper med vannkraft

Naturligvis er det også noen ulemper med vannkraft, men de fleste er knyttet til lokale miljømessige problemer. Vannkraft er av nesten alle vurdert som den beste energikilden generelt.

Dette er ulempene med vannkraft:

• Påvirker biologisk mangfold: Demninger kan blokkere fiskevandring, mens endringer i vannføring kan skade fisk, bunndyr og vegetasjon i og langs elvene.
• Store inngrep i naturen: Kraftutbygging og oppdemming kan legge store områder under vann og føre til tap av skog, kulturlandskap og leveområder for dyr.
• Utslipp fra vannmagasiner: Når organisk materiale brytes ned i nye magasiner, kan det frigjøres klimagasser som metan og CO2.
• Kostbart å bygge ut: Store vannkraftprosjekter krever omfattende investeringer i blant annet demninger, tunneler, kraftverk og annen infrastruktur.
• Avhengig av nedbør: Lite nedbør over lengre tid kan redusere vannstanden i magasinene og dermed begrense hvor mye strøm som kan produseres.
• Konflikter om arealbruk: Vannkraftutbygging kan berøre lokalsamfunn, friluftsområder og andre interesser, og i enkelte tilfeller føre til flytting eller tap av viktige bruksområder.

Lær mer: Ler mer om ulempene og utfordringene med ulike energisystemer (Kilde, Miljodirektoratet.no)

Vannkraft i Norge: Selvforsynt med strøm

Norge er i praksis selvforsynt med strøm, da vi produserer mer enn vi bruker. Vi produserer omkring 160 TWh og bruker omtrent 130-140 TWh avhengig av år.

Siden over 90% av strømmen vi produserer stammer fra vannkraft, er vi i teorien selvforsynt med strøm kun gjennom vannkraft.

Strøm er imidlertid en ferskvare, og lagring av ferdigprodusert elektrisk energi (strøm) er svært ineffektivt og dyrt. Dermed selger man i dag strømmen til utlandet, og kjøper tilbake strøm i perioder ved behov.

Samtidig er vi avhengig av vannmagasiner, og at strømprodusentene klarer å beregne potensielle perioder med lav nedbørsmengde og høyt forbruk av strøm.

Det verste scenarioet er en kald, men tørr vinter - hvor vannmagasinene tappes når behovet for strøm er på sitt høyeste.

Som regel har produsentene kontroll, men behovet for strøm overgår i dag produksjonen, siden vi kan selge strøm til utlandet (EU/EØS og Storbritannia). Det handler mer om beredskap enn selvforsyning i dag.

Er vannkraft lønnsomt?

Det er ekstremt store mengder kinetisk energi i store fossefall. Denne kan omformes til elektrisk energi (strøm) via turbiner og generatorer. (Foto- Magnific)

Ja, vannkraftverk er svært lønnsomt. Det gjelder spesielt i stor skala hvor man også kan ta i bruk store vannmagasiner, og produsere strømmen når det er dyrest eller størst behov.

Denne måten å lagre energi på er ekstremt energieffektivt, da man unngår overproduksjon av strøm (dårlig ROI).

Vannkraftverk krever imidlertid enorme investeringer å bygge ut, og det kan ta flere tiår før inntjeningen overgår kostnadene ved å bygge ut et vannkraftverk, avhengig av prospektet.

Produksjonskostnaden for et etablert vannkraftverk er ofte mellom 10-20 øre per kWh, mens utsalgsprisen er mye høyere. (spesielt i Sør-Norge hvor vi er koblet til det europeiske strømnettet).

Dette er hovedgrunnen til at Nord-Norge, kombinert med ulike subsidier - har markant lavere strømpriser enn Sør-Norge, da man i praksis betaler kostpris for strømmen, mens i Sør-Norge er etterspørselen høyere enn tilbudet.

Lær mer: Vil du vite mer om strømprisen og hvordan denne reguleres av markedsdynamikkene?

Oppsummering: Vannkraftverk er energieffektive

Vannkraftverk er ekstremt energieffektive, og derfor er vannkraft så populært - dersom forholdene ligger til rette for dette. Det har mange fordeler, og svært få ulemper sammenlignet med andre energikilder.

Siden man i tillegg kan spare den ubrukte energikilden på en enkel måte før energien produseres (vann i vannmagasiner), er det en gigantisk fordel sammenlignet med for eksempel vindkraft og solkraft.

Dette gjør at energieffektiviteten skyter i været, da man kan produsere energi over lengre perioder dersom behovet er der, så lenge vannmagasinene er fulle nok.

Det er imidlertid avhengig av en viss nedbørsmengde, og man kan oppleve tørre perioder hvor magasinene er tilnærmet helt tomme og kraftproduksjonen stanser eller stagnerer.