Vannkraft er vannfallsenergi som er omgjort til nyttige formål som mekanisk arbeid eller elektrisitet.

I dag brukes begrepet vannkraft mest om elektrisk energi som produseres fra vannfallsenergi, men vannkraften har spilt en viktig rolle lenge før elektrisiteten ble oppdaget.

Allerede i antikken ble vannhjul brukt i Romerriket til å male korn. Senere, i middelalderen, spredte teknologien seg til større deler av Europa og under den industrielle revolusjonen på begynnelsen av 1800-tallet var den med på å gi nødvendig mekanisk energi til tekstil- og maskinindustrien.

Først i 1870-årene begynte man å utnytte vannkraft til produksjon av elektrisk energi. Dette representerte et viktig skille i vannkraftens historie. Mens en enkel mekanisk utnyttelse av vannkraften forutsetter at energien blir utnyttet i umiddelbar nærhet til energikilden (vannfallet), kan elektrisiteten transporteres over store avstander via kraftledninger. Vannkraften kunne dermed stilles til disposisjon til nye brukergrupper uavhengig hvor de var lokalisert.

Elektrifiseringen som fulgte på begynnelsen av 1900-tallet var i stor grad basert på produksjon av vannkraft. Med økt forbruk ble det nødvendig å supplere med andre former for kraftgenerering, men fremdeles yter vannkraften et betydelig bidrag til verdens elektrisitetsproduksjon. I 2011 var vannkraftproduksjonen 3 566 TWh som utgjorde 16,1 prosent av verdens samlede produksjon av elektrisitet. Det gjør vannkraften til den klart største fornybare energikilden for elektrisitetsproduksjon.  

Produksjon av vannkraften er en moden teknologi, men fremdeles finnes det et stort vannkraftpotensial som ikke er utnyttet. Det er gjort beregninger i regi av IEA som tyder på at det økonomisk utnyttbare potensialet i verden er om lag 8 000 TWh. Mesteparten av det som ikke er utnyttet finnes i Afrika, Asia og Sør-Amerika. I Europa og Nord-Amerika er de aller fleste vannkraftressursene bygd ut

Vannkraftens andel av verdens samlede energiproduksjon var i 2011 2,3 prosent. Det er ventet at verdens produksjon av vannkraft vil øke med cirka 1,8 prosent per år fram til 2030 slik at andelen av den samlede energiproduksjon vil forbli uforandret rundt 2 prosent.

Kina er verdens største produsent av vannkraft med en årsproduksjon på 699 TWh. Tabellen nedenfor er fra 2011 og viser de største vannkraftnasjonene i verden. For hvert land viser tallene årsproduksjon, andel av verdens samlede vannkraftproduksjon og andel vannkraft i landets egen kraftproduksjon.  

Land TWh % av verden % vannkraft i landet
Kina 699 19,6 14,8
Brasil 428 12,0 80,6
Canada 376 10,5 59,0
USA 345 9,7 7,9
Russland 168 4,7 15,9
India 131 3,7 12,4
Norge 122 3,4 95,3

Kide: IEA

Vannfallsenergi er en fornybar energikilde som kan betraktes som evigvarende, men i likhet med andre fornybare energikilder, er den prisgitt naturgitte og varierende forhold. Energikilden må dermed i utgangspunktet anses som upålitelig og ikke alltid tilgjengelig når behovet er til stede. Produksjonen av vannkraft skjer i dag i vannkraftverk. Disse utformes slik at de variasjoner som utspilles i naturen et stykke på vei blir kompensert. Til forskjell fra for eksempel vindkraft, der produksjonen må skje momentant når vinden er til stede, kan vannet samles opp i magasiner og tas ut når behovet er der. Dette gir dagens vannkraft en pålitelighet og regulerbarhet som andre fornybare energikilder ikke har.

Vannkraftverkene er også konstruert slik at endringer i ytelsen til kraftverket kan skje svært hurtig. Det gjør at produksjonen kan tilpasses raske variasjoner i forbruket, til forskjell fra ordinære, store varmekraftverk som bare langsomt kan tilpasses endringer i forbruket. Denne egenskapen gjør at vannkraften i Europa i stor grad brukes til produksjon av regulerkraft, mens varmekraftverkene forbeholdes rollen som grunnlastverk. I Norge derimot blir vannkraften brukt både til produksjon av regulerkraft og grunnlast. Dette har sammenheng med at vannkraften står for nesten 100 prosent av landets kraftproduksjon. Vannkraftverkene er derfor bygd ut med store vannmagasiner som gjør det mulig å fordele produksjonen over hele året, og til dels også over flere år (se flerårsmagasin). 

Norge har spesielt gode naturgitte forutsetninger for utbygging av vannkraft. Landarealet har en gjennomsnittlig høyde på rundt 400 over havet. Dette gir stillingsenergi til nedbøren som faller ned på bakken. I tillegg kommer det stedvis svært mye nedbør. Årsnedbør på 1000 til 3 000 mm i kyststrøkene er vanlig. På Vestlandet er terrenget bratt som gjør at fallhøyden blir stor også over korte strekninger og det gjør det lettere å utnytte vannfallet.

Disse forholdene har gjort at Norge nå er Europas største og verdens syvende største vannkraftprodusent, med totalt 976 vannkraftstasjoner i drift. Norges totale teknisk-økonomisk nyttbare vannkraftpotensial er per 1. januar 2012 beregnet til cirka 214 TWh per år. Da er avrenningen beregnet ut fra tilsigsperioden 1981–2010. Av dette er 50,4 TWh unntatt fra kraftutbygging av vernehensyn.

Det økonomiske potensial som ikke er vernet mot vannkraftutbygging er kategorisert i Samlet plan for vassdrag (SP). I SP er det lagt vekt på å bygge ut de minst konfliktfylte og billigste prosjektene først. Økende motstand mot inngrep i vassdrag skaper usikkerhet om hvor mye som kan bygges ut.

TWh/År
Totalt vannkraftpotensial 214,2
Utbygd 130
Vernet mot vannkraftutbygging 50,4
Prosjekter som kan vurderes for/er under utbygging 32,7

Tall fra 2012. Kilde: NVE

I utgangspunktet er vannkraft en fornybar og forurensningsfri form for kraftproduksjon med minimale utslipp av klimagasser. Derimot krever bygging av vannkraftverk store inngrep i naturen i form av oppdemming eller senking av vann, endret vannføring og bygging av veier og kraftledninger. Dette skaper store sår i en ellers frodig vassdragsnatur med mange høye fosser, stryk og innsjøer. Norge har 10 av verdens 27 høyeste fossefall og de fleste er nå regulert til vannkraftproduksjon. Det antas at rundt 70 prosent av Norges vassdrag er berørt av kraftutbygging. Inngrepene betyr mye for landskapet, men har også betydning for fiske og det biologiske mangfold. På den annen side kan en regulering av vassdrag ha en positive side ved at den kan bidra til redusert flomfare og gi grunnlag for tapping av vann til irrigasjon. De samlede miljøvirkninger har gjort at fortsatt vannkraftutbygging er omstridt. 

Foreslå endringer i tekst

Foreslå bilder til artikkelen

Kommentarer

Har du spørsmål om artikkelen? Skriv her, så får du svar fra fagansvarlig eller redaktør.

Du må være logget inn for å kommentere.