E.ON Vattenkraft. Vattenkraft. Den förnybara energin

Transkript

1 E.ON Vattenkraft Vattenkraft Den förnybara energin

2 2

3 3 E.ON Vattenkraft E.ON Vattenkraft ansvarar för all vattenkraftverksamhet inom E.ON Nordic-koncernen. Produktionen sker i 76 hel- och delägda vattenkraftverk, som är lokaliserade från Lycksele i norr till Kristianstad i söder. Kraftverken har en samlad effekt på cirka MW och producerar ett normalt år cirka 8 TWh. Antalet anställda är cirka 125. Huvudkontoret ligger i Sundsvall.

4 4 En förnybar energikälla Solens värme får vatten på marken, i sjöar, älvar och hav att av dunsta och stiga uppåt, för att sedan kondenseras när luften blir kallare på högre höjd och bilda moln. Molnen ger sedan nederbörd i form av regn eller snö. Avdunstningen är störst i södra Sverige och minst i fjällområdena, där den största delen av nederbörden kommer i form av snö. Snön smälter under våren och rinner ner till vattendragen. En del av vattnet samlas i magasin för att, främst under den följande vinterperioden, användas i kraftverken. Allt upprepas år efter år med vissa variationer för mängden nederbörd. Man talar om torrår, normalår och våtår.

5 5 Vattenkraft och miljö All elproduktion påverkar miljön i någon form, det gäller även vattenkraften. Den största miljöpåverkan sker lokalt i samband med att ett vattendrag byggs ut för kraftproduktion. Miljöpåverkan från driften av vattenkraftverk är betydligt mindre. Vattenkraften bidrar till en global miljönytta genom att producera förnybar, nästan helt utsläppsfri el. Att utnyttja den befintliga vatten kraften på bästa sätt är därför viktigt ur ett miljöperspektiv. E.ON genomför därför ett flertal upprustnings- och effektiviseringsprojekt i befintliga kraftverk. För att ytterligare minska miljöpåverkan från våra anläggningar arbetar vi aktivt med teknikutveckling, som förbättrar miljöprestandan och minskar riskerna för hälsa och miljö. Vi byter ut mineralolja till syntetisk ester, som är en nedbrytbar miljöanpassad olja för såväl smörjning som hydraulsystem, vi går över till att använda vatten i hydraulsystemen istället för olja och byter oljesmorda löphjul till oljefria. En annan åtgärd som successivt genomförs i våra kraftverk är övergång till högtryckshydraulik som kraftigt reducerar mängden olja, ofta med så mycket som 90 procent och därmed minskar miljöriskerna. Vi gör både egna och oberoende externa revisioner för att säkerställa att vi lever upp till våra egna och omvärldens krav. Vårt arbetssätt är certifierat enligt ISO Olika mätetal och system hjälper oss att förebygga och minska miljöpåverkan, risker och olyckor. Vi har flera frivilliga överenskommelser om olika miljöåtgärder i de utbyggda vattendragen till fördel för natur-, sportfiske- och friluftsintressen. I exempelvis Mörrumsån, som är ett av landets mest populära sportfiskevatten, har omlöp byggts förbi två kraftverk och därmed tillgängliggjort stora reproduktionsområden för vandringsfisk. I samarbete med Falkenbergs kommun har vi initierat ett forskningsprojekt, som leds av forskare vid Karlstads universitet och syftar till att förbättra förutsättningarna för ålen i Ätran. Fiskvägarna som byggts i Mörrumsån, vid Hemsjö övre och nedre kraftverksdammar, är ett bra exempel på när miljöhänsyn och elproduktion går hand i hand. De kom till stånd genom ett samarbete mellan E.ON, Fiskeriverket, Naturvårdsverket och Länsstyrelsen i Blekinge. Fiskvägarna har gjort att reproduktionsområdet för lax och havs öring utvidgats avsevärt. Vattenkraftproduktionen i de aktuella kraftverken anpassas också för att underlätta laxen och öringens upp- och nedvandring.

6 6 Framtidens kraftslag De flesta är idag överens om att klimatfrågan är en av de största utmaningarna för vår planet. Att producera förnybar el utan utsläpp av koldioxid är en viktig del av klimatarbetet, och här är vattenkraften värdefull. Utsläppen av bland annat koldioxid påverkar klimatet och en stor andel av jordens CO 2 -utsläpp kommer från energisektorn. Minskade utsläpp och en global omställning av energisystemen är nödvändig för att bryta den negativa utvecklingen. Ju mer el som produceras från vattenkraft desto mindre el behöver produceras från källor med större miljöpåverkan, som till exempel olja och kol. Därför är det viktigaste miljöarbetet att se till att vattenkraftverken är i bra skick och kan producera så mycket el som möjligt. E.ON satsar därför på att effektivisera befintliga vattenkraftverk där det är möjligt. Genom att till exempel byta gamla turbiner mot nya, eller sätta in ytter ligare turbiner, används vattnet effektivare. Elproduktion och reglerförmåga ökar utan att påverka miljö belastningen. Den ökade reglerförmågan förbättrar dessutom förutsättningarna för en storskalig utbyggnad av vindkraften. Detta är ett viktigt bidrag för att nå nationella och internationella miljö- och klimatmål.

7 7

8 8 Så fungerar det Vattenmängden i älvarna och landskapets höjdskillnader skapar förutsättningar för vattenkraftverk. Vattendrag som är bäst lämpade för kraftproduktionen har antingen hög fallhöjd eller stort vattenflöde. Energin som kan utvinnas ur ett vattenkraftverk står i direkt förhållande till fall höjden och vattenmängden. Därför är det också lätt att förstå varför den största andelen vattenkraft produceras i de norrländska älvarna. Vattenkraftproduktion innebär vanligtvis att älven regleras. Vattnet som krävs för elproduktion lagras i vattenmagasin och kan användas i exakt den mängd som behövs för stunden

9 9 1 Vattnets lägesenergi utnyttjas för elproduktion. Energi och effekt När vattnet släpps på turbinen faller det nedåt genom en tilloppstunnel eller trycktub. Vattnets tyngd och rörelse får turbinen och generatorn att rotera. Lägesenergi omvandlas till rörelseenergi. Generatorn omvandlar rörelseenergin från turbinen till elektricitet. Utloppstunneln leder vattnet tillbaka till älven. Från generatorn förs kraften ut till en transformator där den transformeras upp till en hög spänning innan den distribueras ut till kunderna via stora kraftledningar och med små förluster vid överföringen. Energi kan inte förbrukas eller förstöras, utan bara omvandlas till andra energiformer. Energi kan exempelvis mätas i kilowattimmar (kwh). Energi per tidsenhet benämns effekt. Effekt kan mätas i watt (W). För att få fram den totala energianvändningen multiplicerar du effekten med tiden. Exempel: en spisplatta som har effekten watt (en kilowatt) och är påslagen en timme har förbrukat en kilowatttimme (kwh) elenergi. Volt och Watt V (volt) anger den elektriska spänningen. kv (kilovolt) volt. W (watt) anger effekt (energi per tidsenhet). kw (kilowatt) watt. MW (megawatt) watt. GW (gigawatt) watt. TW (terawatt) watt. 1 kwh (kilowattimme) 1 kilowatt under en timme. 1 MWh (megawattimme) kilowattimmar. 1 GWh (gigawattimme) kilowattimmar. 1 TWh (terawattimme) kilowattimmar.

10 10 Vattenkraften balanserar elsystemet Vattenkraften är inte bara förnybar och utsläppsfri, den spelar också en viktig roll för balansen i elsystemet. El kan inte lagras utan produceras i samma ögonblick som den används. Förbrukningen av el är inte jämnt fördelad utan varierar mycket. Efterfrågan på el har både ett snabbt och ett långsamt förändringsmönster. De långsamma förändringarna av energibehovet påverkas av stora industrier, konjunktursituation och årstid. De snabba variationerna är kopplade till samhällets aktiviteter vid olika tider under dygnet eller plötsliga förändringar i produktionsapparaten, exempelvis driftstopp i ett kärnkraftverk. De ständiga variationerna i elförbrukningen måste följas upp av motsvarande variationer i elproduktionen. Det klarar vattenkraften av. Regleringen är möjlig eftersom vattnet går att lagra. Under snösmältningen på våren och försommaren sparas stora mängder vatten i vattenmagasin. Magasinen tappas sedan under de delar av året då vattentillrinningen är liten och elbehovet stort. Man kan därför säga att vattenkraften har två roller. Den ena är att producera energi på ett säkert och tillfredsställande sätt. Den andra rollen är att i varje ögonblick producera rätt mängd energi i förhållande till efterfrågan. I ett framtida energisystem, där fossilt bränsle allt mer ersätts av förnybar energi, spelar vattenkraften en viktig roll. Magasinen i en älv gör att vattenflödet jämnas ut över året. Därför blir det färre översvämningar i en reglerad älv. Stora regnmängder på hösten kan dock ge höga vattenflöden även i reglerade älvar. Vattendomar reglerar hur kraftbolagen ska köra kraftverken, till exempel hur magasinen får utnyttjas. Förbrukning Årsvariationer Milj. kwh/vecka Förbrukning Dygnsvariationer Vintertid Sommartid Sommartid behövs mindre el än på vintern. Vintertid är behovet av el störst Maj Juli Sept Nov Jan Mars Kl Årsproduktion TWh, Sverige normalår (65)

11 11 Dammsäkerhet För att utnyttja fallhöjden i ett kraftverk behöver fallhöjden längs en älvsträcka samlas ihop med hjälp av dammbyggnader eller tunnelsystem. Dammbyggnaderna kan variera i höjd och byggnadssätt. De är konstruerade för att vara ytterst stabila, till exempel är dammarnas luckor byggda för att klara extrema vattenflöden. De svenska dammarna är bland de säkraste i världen. Merparten är byggda på svenskt urberg. I Sverige har vi lång erfarenhet och ett stort byggtekniskt kunnande när det gäller vattenkraft och konstruktion av dammar. Tillgången till omfattande hydrologisk statistik spelar också en väsentlig roll för dammsäkerheten. Inom branschen finns gemensamma riktlinjer för hur dammsäkerhetsarbete ska bedrivas. Svenska Kraftnät är den myndighet som har det centrala ansvaret för tillsynsvägledning gällande dammsäkerheten i Sverige. Länsstyrelserna ansvarar för det operativa tillsynsarbetet. Dammarnas status kontrolleras på flera olika sätt, allt ifrån veckovis rondering till så kallade fördjupade dammsäkerhetsutvärderingar, FDU. En FDU är det mest kvalificerade steget i E.ONs dammsäkerhetsprogram och genomförs vart 15, 24 eller 30 år, beroende på dammens karaktär. I en FDU görs genomgripande analyser av dammsäkerheten, ända ned till förutsättningarna för dammens konstruktion. I våra större dammar har vi dessutom bevakningssystem som kontinuerligt mäter exempelvis rörelser och läckage. För att säkerställa att vårt dammsäkerhetsarbete håller högsta internationella klass genomförs även granskningar där oberoende specialister från hela världen synar vårt dammsäkerhetsarbete. Dammarnas konstruktion, övervakningsoch kommunikationssystem, underhåll, beredskapsplaner samt E.ONs organisation och kompetens inom dammsäkerhetsområdet granskas då grundligt. E.ON gör kontinuerligt omfattande investeringar inom dammsäkerhetsområdet. Under perioden 2010 till 2015 investeras cirka 2,5 miljarder kronor för att bibehålla och förbättra dammsäkerheten i våra kraftverk. Dammen i Storfinnforsen är med sina 800 meter Sveriges största betongdamm. Här och i kraftverket nedströms, Ramsele genomför E.ON omfattande åtgärder som syftar till att förbättra dammarnas stabilitet och täthet. Projektet pågår till 2015 och investeringen uppgår till cirka en miljard kronor. När åtgärderna är klara är dammsäkerheten säkerställd för en överskådlig framtid, kanske så länge som 100 år innan några större åtgärder måste genomföras.

12 12 Styra och övervaka E.ONs vattenkraftverk styrs och övervakas från drift - centralen i Sundsvall med dygnet-runt-bemanning. Där har man en samlad överblick över hela älvsystemen. Driftcentralen är vatten kraftens hjärna och här planeras också kraftproduktionen så att de olika kraftverken nyttjas på bästa sätt. Larm av olika slag går automatiskt till både driftcentral och personal som har beredskap vid kraftverket inte minst viktigt med tanke på säkerheten. Kommunikationssystemet mellan driftcentralen och samtliga kraftverk går via satellit. Satellitkommunikation är ett stabilt system som inte påverkas av förhållandena på marken, som ett markbundet system gör. Tekniken erbjuder också betydligt högre kapacitet, vilket innebär att man i dag kan åtgärda larm från driftcentralen som tidigare krävde en person på plats i anläggningen. Den nya tekniken möjliggör en effektiv, flexibel och miljövänlig arbetsmetod. Några av kraftverken är så kallade effektstationer. Dessa är särskilt värde fulla för snabba regleringar när elbehovet ökar eller minskar. Vattenkraften utgör ett stabilt system efter - som produktionen är fördelad på många kraftverk. Det totala kraftsystemet påverkas därför inte nämnvärt vid tillfälliga avbrott i enskilda kraftverk.

13 13 I driftcentralen får operatörerna kontinuerlig information från anläggningarna om vatten nivåer, produktion, driftsstörningar med mera.

14 14 Vattenkraftens historia Konsten att använda vatten som energikälla sträcker sig långt tillbaka i tiden. Redan under antiken användes vattenhjul för att utföra betydande mekaniska arbeten. Jordabalken i Äldre Västgötalagen från 1200-talet innehåller ett avsnitt med rubriken Huru miulna skal gaerea, det vill säga hur kvarnen ska byggas. Redan under 300- talet lär de första vattenkvarnarna tagits i bruk, men det skulle dröja ända fram till slutet av talet innan vattenkraften nyttjades i större skala. Här är några milstolpar i vattenkraftens och elektricitetens historia: 1663 Den första primitiva elektricitetsmaskinen för så kallad statisk elektricitet genom gnidning, byggs av tysken O von Guericke. Han upptäcker också att elektriciteten kan ledas genom metaller och genom kroppen Premiär för elektrisk belysning i Sverige vid två sågverk i Dalarna och Hälsingland får Malmö Ylle fabrik belysning med såväl båglampor som yllelampor Den amerikanske uppfinnaren och industrimannen Thomas Alva Edison grundar The Edison Electric Lighting Company, som utvecklar teknik för elektrisk belysning som sedan ersätter den olje-, fotogen- och gasbelysning som då användes Den 4 september klockan tre på eftermiddagen börjar kraftverket på Pearl Street, Manhattan, New York, att producera el. I samma ögonblick tänder Thomas Alva Edison ljuset på kontoret på Wall Street. Edison, glödlampans uppfinnare, når sitt stora mål. El distribueras via ledningar till hushåll och näringsidkare. I Sverige används samma år vattenkraft för första gången för elproduktion. Den första vattendrivna generatorn med en effekt på tre hästkrafter börjar snurra vid Viskan.

15 Lagom till stadens 300-årsjubileum invigs Europas första elektriska gatubelysning i Härnösand Den första längre kraftöverföringen i Sverige står klar: från Hällsjön 15 kilometer bort till Grängesberg Sverige tar som första land i världen ett eldrivet tåg i drift Sydsvenska Kraftaktiebolaget senare Sydkraft bildas med Malmö, Halmstad, Helsingborg, Landskrona och Lund som ägare Utbyggnaden av större kraftverk inleds genom Hemsjö Övre i Mörrumsån Sydkraft köper kraftbolaget Graninge och vattenkraften utökas därmed med cirka 3 TWh Sydkraft byter namn till E.ON. Hälften av den vattenkraft som tillkom genom Graningeaffären säljs till norska Statkraft I en affär med Statkraft övergår en tredjedel av E.ON Vattenkrafts tillgångar 40 kraftverk, 4 TWh till Statkraft Upprustningen av Sveriges största betongdamm vid Storfinnforsens kraftverk i Faxeälven startar. Investeringskostnaden uppgår till cirka 1 miljard kronor och arbetena beräknas pågå till Projektet innefattar även dammen vid Ramsele kraftverk, nedströms Storfinnforsen Bålforsens Kraftaktiebolag, Båkab, bildas Båkab Energi köps upp av Sydkraft Båkab Energi byter namn till Sydkraft Vattenkraft. Årsproduktionen i kraftverken är den högsta någonsin. Sydkraft Vattenkraft övertar ansvaret för koncernens vattenkraft i Bergslagen.

16 E.ON Vattenkraft Sverige AB Box Sundsvall T vattenkraft@eon.se eon.se Layout: Fredrik Collijn AB. Tryck: Holmbergs, Malmö.