sou · H1B369 · 2013-10-04 00:00:00 — Den ovan redovisade statistiken innebär att utöver de 3 654 vattenkraftverk och regleringsdammar som har tillstånd enligt VF, ÄVL eller VL finns det cirka 3 800 vattenkraftverk och dammar som saknar tillstånd. Sammanlagt finns det således i vart fall drygt 7 000 vattenkraftverk och dammar som inte har tillstånd enligt MB. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön * Siffran avser både vattenkraftverk och dammar. 8Länsstyrelsen i har uppgett att det finns vattenkraftverk vid 55 av dammarna. 9Länsstyrelsen i har uppgett att det finns 82 vattenkraftverk och 980 dammar registrerade i databasen för länet. Antalet vattenkraftverk och dammar som har tillstånd enligt VF, ÄVL, VL eller MB uppgår till 142 stycken. När det gäller övriga vattenkraftverk och dammar saknas uppgift om tillstånd. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön 4.3Vattenkraftens funktion och betydelse Utredningens förslag i detta delbetänkande avser i stora delar vatten- kraftsanknutna verksamheter och anläggningar. I detta avsnitt kommer utredningen därför i första hand att fokusera på vatten- kraftverk och dammar. Vattenkraftverk använder den fallhöjd som finns i våra vattendrag. Elproduktionen i ett vattenkraftverk sker då vatten strömmar genom kraftverkets turbin som snurrar. Den snurrande turbinen driver en generator som omvandlar energin i vattnet till el. Avgörande för hur mycket el som kan produceras är hur stor fallhöjden är och hur mycket vatten som passerar turbinen.10 Vattenkraftsanläggningar kan se mycket olika ut vad gäller dammkonstruktion, turbinens placering, intag och utskov m.m., men principen för kraftutvinning är densamma, se figur 4.2. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Källa: Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraftens påverkan på akvatiska ekosystem – en litteratur- sammanställning, rapport 2013:10, s. 10. Vattenkraften är central i den svenska elproduktionen. uppgick vattenkraftsproduktionen till . Detta motsvarade av den totala elproduktionen i som uppgick till . Den genomsnittliga vattenkrafts- produktionen åren 1986–uppgick till . Det kan jämföras med kärnkraft som står för en årlig elproduktion av 50 TWh11 och vindkraft som står för en årlig elproduktion av 6,1 TWh12. Enligt förnybarhetsdirektivet ska andel förnybar energi vara . beslutade , med direktivet som utgångspunkt, att målet för den svenska energipolitiken är att 11www.energikunskap.se (FAKTABASEN/Energi i /Energitillforsel/Tillforsel av el och fjarrvarme), siffran avser . 12Siffran avser , se noten ovan. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön andelen förnybar energi ska vara av den totala energianvändningen.13 Av den förnybara energi som används i står vattenkraften för cirka 45 procent.14 Detta visar vattenkraftens centrala roll när det gäller kraven avseende förnybar energi. I byggdes de första vattenkraftverken . Den stora utbyggnaden av vattenkraften skedde fram till 1970-talet.15 finns det cirka 2 000 vattenkraftverk i med en total installerad effekt på cirka 16 200 MW. Drygt 200 vattenkraftverk har en effekt som uppgår till 10 MW eller mer. Störst är Harsprånget i Lule älv med en effekt om 830 MW. Där produceras drygt el.16 Källa: Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraften i vattenförvaltningen – några resultat från statistiska analyser, presentation . Av tabell 4.2 framgår att drygt 200 vattenkraftverk, med en installerad effekt som uppgår till 10 MW eller mer, står för av den totala vattenkraftsproduktionen. finns cirka 1 900 vattenkraft- verk med en effekt som understiger 10 MW. De svarar sammantaget för av landets vattenkraftsproduktion. Huvud- delen av dessa anläggningar, cirka 1 700 stycken, är småskaliga, med en effekt under 1,5 MW, och dessa generar sammantaget av vattenkraftsproduktionen i . 2008/09:163, bet. 2008/09:NU25, rskr. 2008/09:301. 14www.enerigmyndigheten.se (Forskring/Kraftförskning/Vattenkraft). 15Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraftens påverkan på akvatiska ekosystem – en litteratursammanställning, rapport 2013:10, s. 10 och . Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Källa: Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraften i vattenförvaltningen – några resultat från statistiska analyser, presentation . Flest vattenkraftverk finns i , se figur 4.3. Den största vattenkraftsproduktionen sker dock i , se figur 4.4. I , , , , , , , Ljusnan och sker av vattenkraftsproduktionen i Sverige.17 17 Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraften i vattenförvaltningen – några resultat från statistiska analyser, presentation . Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Källa: Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraften i vattenförvaltningen – några resultat från statistiska analyser, presentation . Utvecklingspotentialen för den storskaliga svenska vattenkraften finns beskriven i en rapport till utvecklingspotential i befintliga anläggningar.18 I rapporten ges följande sammanfattande bedömning. Den svenska vattenkraften befinner sig i ett omfattande renoverings- och uppgraderingsskede. Möjligheterna är därför stora att förbättra effektiviteten och att möta framtidens krav på körsätt och miljöanpassning. Det är möjligt att öka energi- och effektproduktionen i de befintliga kraftstationerna genom åtgärder framför allt på turbin- och generatorområdena. Genom turbinbyte och modifieringar av strömningsvägarna uppskattas att /år på lång sikt kan 18 , , , , , , och vid och , Vattenkraftens utvecklingspotential i befintliga anläggningar, Rapport till . Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön tillföras elkraftsystemet, medan åtgärder på generatorsidan kan ge ytterligare . Kvalitet och tillgång på data om vattendragen och vattenkraft- stationerna behöver förbättras för att mer precisa slutsatser ska kunna dras om storleken på utvecklingspotentialen, inte minst som verifikat i samband med elcertifiering. Vattenkraftens roll som regulator av elkraftsystemet kommer troligen att öka på grund av införandet av andra energislag. Detta kommer att leda till ökad förslitning. Metoder för övervakning och tillståndskontroll blir allt viktigare för att kunna hålla samma höga tillgänglighetsgrad som . Vattenkraft är till skillnad från andra energislag lagrings- och reglerbar. Genom att dämma upp vatten i magasin och släppa vattnet genom kraftverket kan el produceras vid behov. Man kan på så sätt löpande balansera den samlade produktionen mot den varierande elförbrukningen. Allt vatten som släpps från magasinen i en älv måste hanteras på ett kontrollerat sätt genom alla nedströms liggande magasin och kraftstationer tills det når havet. Vattenhushållningsbestämmelsernas tillåtna nivåer och variationer av magasinens vattenytor och vatten- flödet i älvsträckorna är i vart fall i många av de större vattenkrafts- anläggningarna reglerade i domar. Varje ägare till en vattenkrafts- anläggning är skyldig att se till att utnyttjandet sker inom de bestämda gränserna. Inom dessa gränser sker sedan en kontinuerlig planering för att kunna utnyttja vattnet så att el kan produceras när behovet är som störst. I de älvar där kraftstationer som har olika ägare utnyttjar samma vatten sker den nödvändiga samordningen genom särskilda samägda regleringsföretag. El behöver konsumeras i samma stund som den produceras. Elproduktionen kan något förenklat delas in i bas- respektive reglerkraft. Baskraften producerar en mer eller mindre mängd el. Vid ett större behov av el än vad baskraften kan leverera krävs att det finns reglerkraft. Elsystemet måste kunna balansera pro- duktionen av el i förhållande till konsumtionen. Den balanseringen sker i ett brett tidsperspektiv mellan årsvisa variationer ner till Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön sekundsnabba regleringsingrepp i akuta situationer. Ett fungerande elsystem förutsätter således att det finns såväl bas- som reglerkraft. För ett reglerkraftverk lagras vatten i ett magasin i syfte att öka eller minska flödet när det är mest fördelaktigt att producera el. Ett mått på hur mycket man kan lagra av den årliga tillrinningen till magasinet kallas för regleringsgrad. Ett vattenkraftverk med hög regleringsgrad kan lagra en stor del av tillrinningen till en bestämd period. I vissa fall kan även tillrinningen lagras från till ett annat. Magasinen med de största volymerna finns i allmänhet i de övre delarna av de vattenkraftsproducerande älvarna. Det är dock inte alla vattenkraftverk som kan reglera produk- tionen. De småskaliga vattenkraftverken är ofta s.k. strömkraftverk. Med strömkraftverk avses de kraftverk som har en liten reglerings- grad. De har inte några vattenmagasin för att reglera vattenflödet utan utvinner energi från det naturligt framrinnande vattnet. Ett strömkraftverk kan emellertid ligga i ett reglerat vattendrag och påverkas då av den reglering som sker i de storskaliga vatten- kraftverken. , med uppgifter som samlats in av länsstyrelserna, innehåller cirka 11 000 dammobjekt.19 Som redan nämnts finns det dammar kopplade till vattenkraft- produktion. Dammar byggs för att kunna lagra vatten och för att öka fallhöjden. Vattnet lagras i magasin, som däms upp av en eller flera dammar, och används sedan för att producera el. De större dammarna i har huvudsakligen byggts för vattenkrafts- ändamål och de flesta av dessa finns i de stora reglerade älvarna i . Som vi kommer att återkomma till i avsnitt 4.4 kan dammar utgöra vandringshinder för fisk och andra djurarter. Av Miljöprocess- utredningens betänkande framgår att cirka 6 400 fiskvandrings- hindrande dammar saknar fiskvägar.20 20SOU 2009:42 s. 84. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Dammar kan dock ha uppförts för andra ändamål än vatten- kraftproduktion och kan indelas på många olika sätt. De vanligaste indelningarna görs med avseende på ändamål, användning och byggnadsmaterial. Indelning med hänsyn till ändamålet med eller användningen av dammbyggnaden: Kraftverksdamm – damm som sammanför fallhöjd för ett kraftverk Regleringsdamm – damm som magasinerar vatten och är försedd med utskov Intagsdamm – damm som magasinerar vatten och är försedd med ett kraftverksintag Gruvdamm – damm som magasinerar restprodukter från malmhantering. Industridamm – damm som magasinerar restprodukter från industriell verksamhet. Spärrdamm – damm över lågpunkter i terrängen och som saknar utskov eller intag. Spegeldamm – damm vars syfte är att skapa en vattenspegel. Fångdamm – tillfällig damm för att utföra arbeten i torrhet. Invallningsdamm – damm eller vall som hindrar vatten att över- svämma ett markområde. Kanaldamm – damm, ofta långsträckt, som håller upp vattenytan i en kanal och hindrar vattnet att strömma ut över omgivande mark. En kanaldamm för transportändamål innehåller oftast en eller flera slussar. Kvarndamm – damm i anslutning till en kvarn. Vattenförsörjningsdamm – damm vars syfte är att magasinera dricksvatten. Flottningsdamm – damm som används i samband med flottning. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Indelning med avseende på huvudsakligt byggnadsmaterial: Fyllningsdammar indelas i sin tur i jordfyllningsdammar och beroende på om stödfyllningen består av jord (grus) eller sten (sprängsten). Betongdammar indelas efter konstruktions- princip, såsom valvdamm, lamelldamm och gravitationsdamm.21 4.4Vattenkraftens effekter på vattenmiljön Vattenkraft medför direkta och indirekta effekter på miljön i de vattensystem som exploateras. Dammar, överdämning, torrläggning och kanalisering innebär fysiska förändringar av vattendrag och reglerade sjöar. Barriäreffekter innebär att djurs rörelser hindras såväl upp- som nedströms i systemet och att även nedströmstransport av andra organismer försvåras eller omöjliggörs. Regleringen av vattnet och driften av kraftverket innebär ändrade flödesmönster och vattennivåer. Totalt sett leder detta till konsekvenser lokalt i anslutning till anläggningarna, men också på vattensystemnivå, där mer storskaliga processer förändras.22 21Svenska kraftnät, Dammsäkerhet - och tillsyn, 2013, s. 9 ff. 22Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraftens påverkan på akvatiska ekosystem – en littera- tursammanställning, rapport 2013:10, s. 20. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Källa: Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraftens påverkan på akvatiska ekosystem – en litteratur- sammanställning, rapport 2013:10, s. 20. Detta avsnitt är en sammanfattning och i vissa delar en direkt avskrift av rapporten på akvatiska ekosystem – en litteratursammanställning.23 För ett mer utförligt resonemang och källhänvisningar hänvisas till nämnda rapport. Rapporten har tagits fram av i på uppdrag av Vattenmyndigheterna och Havs- och vattenmyndigheten. Rapporten avser att övergripande sammanfatta nuvarande kunskaps- läge och redovisa de viktigaste effekterna av vattenkraftens miljö- påverkan, i första hand sett ur ett svenskt perspektiv. Den internationella vetenskapliga litteraturen som berör vatten- kraftens miljökonsekvenser är mycket omfattande och rapporten gör inte anspråk på att vara en sammanställning av all litteratur på 23 Havs- och vattenmyndigheten, Vattenkraftens påverkan på akvatiska ekosystem – en littera- tursammanställning, rapport 2013:10. Utredningen har under arbetet med delbetänkandet, genom Havs- och vattenmyndighetens försorg, fått tillgång till rapporten i form av utkast. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Rapporten bygger främst på en rad kunskapssamman- ställningar, såväl på skandinavisk som på internationell nivå.24 Rapporten baseras också på resultat och slutsatser från enskilda skandinaviska undersökningar publicerade i referee-granskade veten- skapliga tidskrifter. I viss utsträckning redovisas även erfarenheter från vetenskapliga undersökningar genomförda i övriga och i samt resultat från skandinaviska rapporter publi- cerade av myndigheter, universitetsinstitutioner eller motsvarande. Utredningen vill särskilt betona att avsnittet bygger endast på den aktuella rapporten och att utredningen inte besitter nödvändig kompetens inom de naturvetenskapliga och tekniska områdena för att kritiskt kunna granska innehållet. Denna kompetens finns emellertid inom de myndigheter som tagit fram rapporten och utredningen har därför funnit att den kan utgöra underlag för beskrivningen. Mot bakgrund av den omfattande vetenskapliga litteraturen på området och att ny kunskap tillkommer till följd av forskning är det dock rimligt att utgå från att alla inte är överens om vattenkraftens effekter på vattenmiljön. 24 De kunskapssammanställningar som avses är t.ex. Petts, G.E. Publishers, , , , J., , N. & M. Seddon. The Biodiversity Impacts of Large Dams. Report for the IUCN-The World Conservation Union and the World Commission on Dams. 82 p., , , , C. & M. Acreman. Ecosystem impacts of large dams. Report for the IUCN- The World Conservation Union and the World Commission on Dams. 74 p., , G., , M., Dugan, P., McNeely, J. & M. Acreman. Dams, Ecosystem Functions and II.1, World Commission on Dams, , , Pringle, C.M. Hydrologic connectivity and the management of biological reserves: a global perspective. Ecological Applications 11: 981-998., , S.E. Basic principles and ecological consequences of altered flow regimes for aquatic biodiversity. 30: 492-507., , B. & s. Rundle. Threats to the running water ecosystems of the world. 29: 134-153., Kampa, E. & N. Kranz. WFD and Hydromorhology. 17-19 October 2005, . Workshop summary report., CIS-report 2006. Hydromorphology drafting group: Good practice in managing the ecological impacts of hydropower schemes; flood protection works; and works designed to facilitate navigation under the Water Framework Directive. 65 p., Saltveit, S.J. Ökologiske forhold i vassdrag – konsekvenser av vannföringsendringer. Vassdrags- og Energi- direktorat., , R. Bedömning av ekologisk potential i utbyggda vattendrag i . Rapport till i Bottenviksdistriktet. , Miljö och Geovetenskap, . 41 s., Malm-Renöfält, B., , R. & C. . Effects of hydropower generation and opportunities for environmental flow management in Swedish riverine ecosystems. Freshwater Biology 55: 49-67. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Den viktigaste fysiska förändringen som en följd av vattenkrafts- utbyggnad är tillkomsten av dammar. De innebär att barriäreffekter uppstår, det vill säga att förutsättningar för uppströms förflyttning av fisk och andra organismer samt nedströms transport av sediment och dött och levande organiskt material i systemet, begränsas eller hindras. Barriäreffekter är ett av de största miljöproblemen i ström- vatten. De medför att vattendraget fragmenteras, vilket innebär en uppdelning av vattendraget i mindre enheter utan eller med begränsad kontakt sinsemellan. Med hydrologi avses läran om vattnet på jordens landområden, dess kretslopp, förekomst, fördelning och beskaffenhet.25 Vattenkraft har en omfattande inverkan på flödesförhållandena i vattensystemet. Regleringen av nivåer och flöden i dammar och kraftverk påverkar bl.a. flödesmönster, flödesstorlek och flödes- hastighet. Vattendragets lutning tillsammans med flödet skapar energin i vattnet vilken är motorn för alla fysiska processer. De i sin tur formar morfologi och habitat, vilka utgör förutsättningen för olika ekosystem. Ett vattenkraftverk med en damm kommer därför alltid ge en fysisk påverkan oavsett storleken och typ av vattenkraftverk. Den morfologiska effekten kan dock variera avsevärt beroende på drift, kraftverkskonstruktion, vilken morfologisk typ vattendraget tillhör och vattendragets känslighet för fysisk påverkan. Även kan påverkan variera betydligt. I vissa fall blir reaktionen snabb medan det i andra fall kan ta decennier innan en effekt är märkbar. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Flödesmönster och omvänd vattenföring Flödets säsongsvariationer är en av de viktigaste drivkrafterna för olika processer i ett oreglerat vattendrag. Bästa sättet att bevara vattensystemets biodiversitet och produktivitet är att i så stor utsträckning som möjligt bibehålla den naturliga flödesvariationen, såväl sett över år och säsong som när det gäller specifika flödes- situationer. I grunden är tillrinningen avgörande för flödessituationen i vattendrag, men i hårt reglerade system styrs flödena i stället av kraftproduktionens behov. Energiproduktionens årscykel innebär vanligen omvänd vatten- föring i de reglerade älvarna där huvuddelen av årets flöde passerar , medan vårfloden reduceras eller uteblir och flödena och höst är lägre än under oreglerade förhållanden. Överhuvudtaget varierar flödet i mindre utsträckning och flödestoppar är mer ovanliga. Däremot är minimiflöden mer frekventa och lägre i reglerade vatten än i oreglerade. Som en följd av korttidsregleringen ökar också antalet tillfällen när flödes- förändringen vänder dvs. går från stigande till sjunkande och vice versa. Skillnaden mellan reglerade och oreglerade vatten såvitt gäller flödesmönster och omvänd vattenföring har visat sig vara mindre i jämfört med situationen i de norrländska vattnen. Om en damm byggs i ett vattendrag koncentreras fallhöjden på en längre sträcka i vattendraget till dammläget och en dämning skapas. När områden däms över sjunker vattenhastigheten och den vattentäckta ytan ökar. I stället för att utgöra en strömsträcka med hög energi kan dämningsområdet i dessa fall ofta mer liknas vid ett lugnflytande, flackt vattendrag. I de mer extrema dammarna över- går vattendraget till att helt fungera som en sjö. Dammarna kan dock variera starkt till sin karaktär. Vissa har lite större lutning, högre vattenhastigheter och kan delvis likna de tidigare selpartierna i den oreglerade älven. Andra är mer indämda, har liten fallhöjd och är mer sjöliknande. Skillnader i vattennivå över året är dock små (ofta <1 meter) jämfört med under oreglerade förhållanden då vattennivån kan fluktuera flera meter. Nivåerna ändras dock med hög frekvens vilket leder till erosion av stränder m.m. Hur långt dämningen sträcker sig uppströms beror på vattendragets lutning, dämningshöjden och förekomst av bestämmande sektioner. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön vattenkraftverk och regleringsdammar i övre delen av avrinnings- området har ofta en dämmande effekt som når relativt kort sträcka uppströms, ibland . I meandrande vattendrag kan det däremot röra sig om många kilometer uppströms. I de mindre kraftverksanläggningarna, som framför allt finns i är effekterna av dammen i form av överdämning och reglering, oftast mindre omfattande än i storälvarna. Förutom i själva älv- eller åfåran anläggs dammar i sjöars utlopp. Ofta byggs de så att man kan hålla en vattennivå över ursprungliga högsta-nivå samt sänka sjön/magasinet så att nivån hamnar under lägsta lågvattennivån. Grundprincipen för huvuddelen av de års- reglerade sjöarna är att vatten samlas och hålls inne under vår, sommar och höst för att sedan släppas ut . Skillnaderna i vattennivå är därmed avsevärda jämfört med oreglerade förhållanden. Störst regleringsamplitud och regleringsgrad har de stora magasinen i norrlandsälvarnas övre delar. Nivåskillnaderna i dessa magasin kan vara mycket stora (> ) med en dämningsgräns betydligt över den naturliga maximala nivån och sänkningsgräns under mini- minivån. Många sjöar i landets mellersta och södra delar regleras på ett likartat sätt som i norr. Amplituden i dessa sjöar är dock betydligt lägre (< ). Vidare kommer en stor del av vinter- nederbörden som regn i landets södra delar, vilket innebär ett annorlunda tillrinningsmönster och mer variabla vattennivåer . Reducerad vattenföring och torrfåror I många fall leds vatten i tub, tunnel eller kanal till ett kraftverk placerat på kortare eller längre avstånd från damm eller intag. I och med att det mesta vattnet förs genom kraftverket reduceras flödet i den naturliga fåran i vattendraget. förs allt vatten via kraftverket. Då torrläggs vattendraget helt och hållet och en s.k. torrfåra bildas. I anslutning till vissa anläggningar är fåran permanent torrlagd medan den i andra har vatten delar av året, framför allt i samband med vårfloden eller högflödesperioder då flödet överstiger turbinernas slukförmåga. Den torrlagda fårans längd är beroende av avståndet mellan kraftverk och intag och/eller avståndet mellan kraftverk och utskovsvattnets sammanflöde med den gamla fåran. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön rör det sig om en kortare sträcka på , men ibland är avståndet flera kilometer. I vissa fall leds vattnet över till ett annat delavrinningsområde. Dessa större överlednings- projekt, som framför allt genomförts i de norrländska huvudälvarnas övre delar, har lett till torrläggning av milslånga sträckor. I många stora och medelstora kraftverk ger tillstånden rätt till kort- tidsreglering. Korttidsregleringen innebär att flödet genom kraft- verket, och därmed elproduktionen, kan ändras , inom dygnet eller till och med . Som en följd av korttidsreglering ökar antalet tillfällen när flödesförändringen går från stigande till sjunkande och vice versa. Kort- tidsreglering leder således till korta flödespulser, som är betydligt större än vad som är naturligt, samt onaturligt snabba flödesvaria- tioner. Skillnaderna i flöden/produktion styrs av tillgång och efter- frågan på elmarknaden, t.ex. släpper vattenkraftverket vatten genom turbinerna och tidig kväll när vi har större behov av el. Sammantaget medför detta att regleringsintensiteten i anslutning till vissa anläggningar är hög och skillnaderna i flöde mycket stora inom korta tidsintervaller (timmar, minuter). Vissa tillstånd ger även rätt till s.k. nolltappning.