Vattenkraft har funnits i hundratals år, om än i olika skepnader. Från vattenhjul och träaxlar till den fantastiska teknik som vi har i dag och som utnyttjar vattenkraft med uppdämning, avledning och pumpad lagring.

För närvarande är det den mest använda av alla förnybara energikällor, globalt sett.

Vad är vattenkraft?

Vattenkraft, HEP, är en form av förnybar energi – energi från en källa som inte utarmas när den används, t.ex. vind, sol och vatten.

Hydroelektricitet fångar upp kraften i vatten i rörelse, till exempel vatten som rinner över ett vattenfall, och omvandlar den till elektricitet.

Det är inget nytt koncept; de gamla grekerna och kineserna byggde enorma vattenhjul för hundratals år sedan och installerade dem i snabbt strömmande floder. De insåg att användbar energi skapades när vattnet kaskaderade från en hög nivå ner till en lägre.

Hur utvinns energi ur rörligt vatten?

Hydroelektrisk energi skapas i ett kraftverk. Ett av de största exemplen är Hooverdammen.

Istället för att enbart förlita sig på kinetisk energi – den energi som en partikel har på grund av sin rörelse – förlitar sig kraftverket på vattnets kraft för att driva en turbin. Turbinen driver en generator som sedan omvandlar den utnyttjade energin till elektricitet.

Den producerade elektriciteten driver anläggningen och överskottet transporteras till andra områden.

Hur en damm fungerar för att producera elektricitet

En damm är en konstgjord barriär som begränsar eller stoppar flödet av vatten för att skapa en reservoar.

Vattenkraft används tillsammans med dammar för att generera elektricitet.

I början byggs en stor damm över en sjö på en mycket hög höjd för att bilda en reservoar.

En generator är belägen på en lägre höjd, och det kontrollerade nedåtgående vattenflödet driver en turbin och i sin tur generatorn. Generatorn omvandlar all energi till elektricitet.

När det behövs mer elektricitet kan vattenflödet ökas manuellt för att tillgodose efterfrågan.

Samma sak när efterfrågan minskar kan vattenflödet minskas.

Denna metod är utomordentligt effektiv och förhindrar överproduktion av el.

I ett idealiskt klimat finns det alltid tillräckligt med nederbörd för att fylla på vattenlagret i reservoaren. När sommaren har varit särskilt torr finns det alltid en bank med överskottsel för att driva en pump och bära tillbaka vattnet uppför backen.

Hydroelektricitet

Elektricitet som genereras från vatten är den mest använda förnybara energikällan i världen.

Den globala installerade kapaciteten för vattenkraft överstiger 1 295 GW.

Det är mer än 18 % av världens totala installerade elproduktionskapacitet och mer än 54 % av den globala kapaciteten för förnybar elproduktion.

Vattenkraftanvändningen i USA följer inte dessa trender.

Det finns mer än 2 000 kraftverk som står för 6,4 % av landets totala elproduktionskapacitet.

Hur som helst, under 2019, för första gången på över ett decennium, överträffade vindkraft vattenkraften i produktionskapacitet.

Vattenkraft står fortfarande för 25 % av all förnybar energi som används i Amerika.

Fördelarna med vattenkraft

Användning av vattenkraft för att generera elektricitet har många fördelar:

Det är en förnybar energi

Det finns en outtömlig tillgång på vatten. Fossila bränslen som kol, olja och naturgas, till och med uran, kommer så småningom att ta slut.

Vattnet fylls ständigt på genom nederbörd.

Det är rent

Det brinner inte som fossila bränslen och skapar därför inga utsläpp. Vattenkraft släpper inte ut några föroreningar som sot eller svaveldioxid.

Vattenkraft producerar ingen koldioxid, växthusgasen. CO2 från kraftproduktion anses vara en viktig aktör i klimatförändringarna.

Det är säkrare

Kärnkraft är givetvis farlig, vars biprodukter orsakar stora avfallshanteringsproblem. Vattenkraft ger inga sådana problem.

Det är billigt

Driftskostnaderna är försumbara, vatten finns i konstant fri tillgång, i jämförelse med bränslen som måste utvinnas ur marken.

Det är cykliskt

Solens värme avdunstar vatten från marken som har fallit som regn. Vattenånga kondenseras i atmosfären tills vattendropparna är tillräckligt tunga för att falla.

Cykeln är konstant, vilket säkerställer att reservoarnivåerna fylls på naturligt.

Det är flexibelt

Det är enkelt att styra elproduktionen genom att justera vattenflödet.

När elförbrukningen är låg minskas flödet. På så sätt sparas reservoarnivåerna för toppar med hög förbrukning eller torka.

Det är pålitligt

Vattenkraft levererar en konstant energikälla med få fluktuationer.

Nackdelar med vattenkraft

Användning av vattenkraft för att generera elektricitet har också många nackdelar:

Det har miljökonsekvenser

Vattenkraft kan verka som en miljövänlig energi. Detta är inte nödvändigtvis sant, eftersom betydande elproduktion kräver att en storskalig damm och ett kraftverk byggs vid floder och sjöar. Detta resulterar ofta i översvämningar på intilliggande mark.

Fastigheter och mark som är vattendränkta medför höga kostnader för markägarna, både känslomässigt och ekonomiskt.

Skador på vilda djur och växter

När vattnets naturliga flöde avbryts kan effekten på ekosystem, vilda djur och växter och livsmiljöer vara enorm.

Som vattenrörelsen avbryts höjs temperaturen på ett naturligt sätt. Tyvärr är detta skadligt för fiskar, vilket leder till att många dör.

Dammar hindrar också vissa fiskars vandringsmönster.

Förstörelse av naturen

De lämpligaste platserna för att bygga dammar och kraftverk är i områden med enastående skönhet. Det krävs stora mängder byggnadsarbete, inte bara för att uppföra dammen utan också för att installera en understation och master för att transportera elektriciteten.

Det måste också finnas ett trafikerat vägnät på plats.

Alt detta byggnadsarbete resulterar ofta i en värdeminskning av omgivande mark och egendomar.

Det är kanske inte så utsläppsfritt som man trodde

När växtlighet förfaller släpper den ut koldioxid. Översvämningar och vattenmoln ökar snabbt den hastighet med vilken rötning sker, vilket kan leda till att den skadliga gasen kommer in i atmosfären i närheten av/till HEP-anläggningar.

Dyrt byggande

Byggandet av alla typer av kraftverk är dyrt, inklusive ett vattenkraftverk.

Detta kompenseras till viss del av noll bränslekostnader, färre anställda och låga underhållskostnader.

Dygn

Vattenkraftproduktion och energipriser är direkt kopplade till tillgången på vatten. Långvarig torka kan få potentiellt katastrofala effekter på produktionskapaciteten.

Sluttliga tankar

Alla energier, förnybara och icke förnybara, har sina positiva och negativa sidor, vattenkrafts för- och nackdelar är inget undantag.

Och även om föreslagna platser är svåra att få tag på på grund av bristen på tillgängliga reservoarer och de exorbitanta initiala kostnaderna, ökar vattenkraften ändå i popularitet år efter år.

Detta beror troligen på att den passar bra ihop med andra förnybara energikällor, att den är ren och att den klarar av att möta toppar i efterfrågan.