nt9805@nt.ing.hb.se

Innehållet i rapporten tar upp tre energikällor som grundar sig på vatten. Energikällorna är vattenkraft, tidvattenkraft och vågkraft.

Jag går in på hur de fungerar och i vilken utbredning de används. Vattenkraft är den överlägset största av dessa tre energikällor och utökad användning kommer att ske inom de närmaste åren. I Sverige utnyttjar vi förhållandevis mycket vattenkraft. Tidvattenkraft har inte någon större utbredning i och med att skillnaden mellan ebb och flod inte är tillräckligt stor på mer än några få platser i världen. Vågkraft är också en ganska liten energikälla men här finns det större resurser, inte i Sverige men på många andra ställen.

Kärnkraften ska avvecklas, då behövs det andra energikällor. Det finns många andra energikällor t. ex biobränslen, vattenkraft, vindkraft, m.fl. Jag har tittat lite närmare på tre stycken som använder vattnets energi; vattenkraft, vågkraft och tidvattenkraft.

Sammanfattning *

Förord *

Innehållsförteckning *

1. Inledning *

2. Vattenkraft *

3. Vågkraft *

4. Tidvattenkraft *

Referenser *

Allt liv på jorden kräver energi. Det sker ständigt energiomvandlingar vilka vi inte skulle klara oss utan. Jorden får hela tiden ny energi från solen som tas om hand på olika sätt. Detta har fungerat bra i miljontals år. Men nu hotar vårt ökade energibehov att rasera jordens naturliga system, genom att släppa ut giftiga ämnen i luft och vatten.

Vi måste snarast ändra vår energi produktion till miljövänliga alternativ innan det är för sent, innan vår natur är totalt förstörd och jordens luft inte längre går att andas. För att detta inte ska bli ett faktum måste något göras snart. Det går inte bara att sitta och titta och tro att det löser sig. Det gör det inte, och om vi inte öppnar våra ögon för detta stora problem snart kan det vara för sent.

Vattenkraft är inget nytt påhitt det har används sedan många år tillbaka, men då inte som elproducent utom i t.ex. kvarnar för att mala säd och i början av den industriella revolutionen drevs hela fabriker av stora vattenkvarnar. Vattenkraften är en stor energikälla idag också, men nu omvandlas nästan all vattenkraft till elenergi.

De första som utnyttjade vattenkraften var människorna som var bosatta i Kina och i antikens länder före vår tideräkning. I Sverige kom vattenkraft utnyttjandet senare av naturliga själ (isen). Men man har hittat stadgar från 1200-taöet som reglerade vattenkvarns byggandet.

1830 tillverkades den första användbara vattenkraftsturbinen. Det första svenska vattenkraftverket byggdes 1882 i Viskan.

Vattnet i våra hav och sjöar går runt i ett kretslopp hela tiden. Det rinner ner från floder och älvar till sjöar och hav där det avdunstar och därefter bildar moln som förs in över landet där de ger nederbörd. Nederbörden samlas i vattenmagasin där det kan utnyttjas till elenergi när det behövs. Det regnar eller snöar 2500 mm per år i vissa delar av fjällen men genomsnittet för landet är mycket lägre 600 mm.

Vatten samlas upp i stora dammar för att öka fallhöjden, generellt kan man säga att ju högre fallhöjd desto bättre. Men för att det ska vara ekonomiskt försvarbart bör den ligga på minst 5 m. Kraftverkets maskinstation läggs i dammen för att minska inverkan på naturen kan man anlägga dammarna där älven är smal och där det finns bergryggar att bygga emot. I vattenkraftverk utnyttjas vattnets lägesenergi, man låter vattnet strömma från en högre till en lägre höjd. Därefter får vattnet gå genom en turbin. Turbinaxeln roterar och lägesenergin omvandlas här till rotationsenergi. Turbinen driver en generator som omvandlar rotationsenergin till elenergi.

El kan inte lagras och måste därför användas när den produceras. Där har vattenkraft en stor fördel. Man kan spara vattnet i stora magasin och använda det när el efterfrågan är som störst, (på vintern).

Vattenkraften står för ungefär 20% (cirka 2210 TWh) av jordens elproduktion, men i Sverige står vattenkraften för nästan hälften av elproduktionen, (cirka 70TWh/år) och cirka 2-3% av jordens energiförsörjning. I Sverige finns det 10 stora vattenkraftverk som kan producera över 1 TWh/år, och det finns runt 130 som producerar mer än 100 GWh/år. Fast de flesta vattenkraftverk i Sverige är mindre av den sorten finns det ca 1000.

Vattenkraft tar aldrig slut, alltså är det en förnyelsebar energikälla. Det ger heller inga utsläpp i atmosfären, men det påverkar naturen på andra sätt. Det gör de därför att de vattendrag som skall utnyttjas till vattenkraft behöver dämmas upp för att få höga fallhöjder. Det medför att stora arealer uppströms sätts under vatten medan områden nedströms ofta helt torrläggs. Växtligheten påverkas negativt av detta och det kan dröja tiotals år innan det börjar växa i dessa områden. Artrikedomen kan också minska, beroende på den ändra livsmiljön. Vattenkraften kan också orsaka översvämningar under våtår. Kraftstationer ska byggas och när dessa är av ovanjord typen, innebär det stora synliga byggnads verk som stör naturbilden. Vägar till kraftverket ska anläggas och elledningar ska dras. Schaktningarna nedströms innebär också stora ingrepp på naturen.

En annan faktor som påverkas av de uppdämda dammarna är fisken. Dammbyggnaderna hindrar fisk som lax, havsöring, harr och i vissa fall sik, att vandra tillbaka till sina lekplatser, men havsfisket finns fortfarande kvar men detta bara tack vare att kraftindustrin varje år bekostar inplantering av 500 000 havsöringar och två miljoner laxar. Detta leder till att hälften av dessa arter i Östersjön är "odlad fisk", p.g.a. detta sker genetiska förändringar eftersom urvalet nu bestäms på ett helt annat sätt än vad som är naturligt. Laxtrappor förekommer också för att bevara lax, men detta är ganska ovanligt då de flesta lekområden med strömmande vatten inte finns kvar längre.

Många däggdjur påverkas också negativt av de nya förhållandena som ett vattenkraftverk förorsakar. Bl.a. kan nämnas utter, bäver, älgar, rådjur och renar. Orsakerna varierar men till stor del beror det på den minskade föda tillgången.

I dagsläget ger vattenkraft 64 TWh/år, det skulle kunna ge 200 TWh/år av dessa skulle ungefär 130 TWh kunna användas till elproduktion. Idag är det ekonomiskt försvarbart att bygga ut till 95 TWh/år. Men vattenlagen tillsammans med naturresurslagen sätter stopp för de mesta utbyggnaderna, bl.a. är de fyra stora outbyggda älvarna i norrland, Torne älv, Kalix älv, Pite älv och Vindelälven skyddade för bebyggelse. P.g.a. stigande miljöskatter på andra energikällor kommer vattenkraft att vara en konkurrens kraftig energikälla även med ökade kostnader.

Internationellt sett beräknas vattenkraften vara utbyggt till 3800 TWh till år 2010. Största delen av utbyggnaden kommer att ske i Latinamerika, Södra Asien och Kina. All outbyggd vattenkraft beräknas till 9800 TWh/år.

Egentligen är vågenergi en form av solenergi, som genom vindens rörelseenergi förts över till havsvågorna. I Sverige finns det ingen potential för vågkraft men i andra länder som ligger i anslutning till de stora haven Stilla havet och Atlanten. Norge är ett av länderna som har förhållandevis bra förhållanden vad gäller vågkraft, 750TWh/år beräknar man kunna utvinna, att jämföra med Sveriges 25-30TWh/år. Skandinavien uppskattas kunna producera 25Twh el per år. Vågorna innehåller både lägesenergi och rörelse energi. Det finns många olika metoder som man kan utnyttja vågornas energi, många är testade med olika resultat. En del utnyttjar vattnets vågrörelse för att sätta en boj i rörelse, ett exempel är den svenska konstruktionen slangpumpen. Andra konstruktioner fungerar på följande sätt, vågorna pressas upp i en högre liggande när de sedan rinner tillbaka till havet får de passera en turbin.

Vågkraft är ett miljö vänligt alternativ, det ger varken miljöutsläpp till marken eller atmosfären. Den är också förnyelsebar, vågorna tar ju inte slut.

Vågkraften har troligtvis ingen framtid i Sverige. Anledningarna är framförallt priset, det är inte konkurrenskraftigt men också de stora arealer som det tar i anspråk. Områdena där vågkraftverken placeras kommer att bli otillgängliga för sjöfart och fiske, de konkurrerar dessutom med vindkraftverk till havs, vilka dessutom inte spärrar av utrymmet i samma utsträckning som vågkraftverken.

Om vågkraft ska utnyttjas i framtiden måste konstruktionerna förbättras, så att de kan klara av hårda väderförhållanden utan störningar i produktionen. Dessutom måste känsliga metalldelar skyddas mot angrepp av saltvattnet.

Tidvatten innebär stora höjdskillnader i vattennivån (havsytan stiger och sjunker med jämna mellanrum), vilken går att utnyttja till energiproduktion. I Sverige är det inte lönsamt att bygga tidvattenkraftverk, för skillnaden mellan ebb och flod är för liten. Men det finns andra platser som har väldigt stora skillnader mellan ebb och flod, upp till 14 m. Tidvatten orsakas huvudsakligen av månens dragningskraft men också av solens dragningskraft och jordens rotation.. För att få ut elkraft låter man vattnet strömma genom turbiner. Man har konstruerat turbinaggregaten så att de kan alstra elkraft både när vattnet strömmar åt ena hållet vid flod och åt andra vid ebb, (turbinerna är reversibla).

Världens första tidvattenkrafverken finns vid floden Rence i Frankrike och har varit i drift ända sedan 1969. Effekten från de 24 turbinerna som finns i kraftverket är cirka 240 MW och tidvattenskillnaden är 12 m. Tidvattenkraft är förnyelsebar och den ger heller inga föroreningar. Men tidvattenproducerad elenergi är dyr och det är bara på vissa ställen i världen där den kan utnyttjas. Detta betyder att den inte kommer att få någon verklig betydelse för världens totala energiförsörjning.

Bergersen, Henrik, Alternativa energikällor för el- och värmeproduktion,<http://hem1.passagen.se/angst/specarb.html>, [hämtat 981004]

Energikällor, Nova Print tryckeri, 1998

Energi och miljö, Liber Utbildning, 1995

Frazer, Frank, Upptäck Energi, Bonnier Fakta Bokförlag AB, 1981

Miljöeffekter, Nordstedts Tryckeri AB, 1997

Nationalencyklopedin, Bokförlaget Bra Böcker, 1996:(tjugonde bandet, nittonde bandet)

Vattenkraft, <http://hem1.passagen.se/vkraft/>, [hämtat 981029]

Vattenkraft, <http://www.dd.chalmers.se/~f3aamp/gem40/karnkraft/Vattenkraft.html>, [hämtat 981029]

Vattenkraft, Nova Print tryckeri, 1998

Vattenkraft, Vattenfall