De flesta av Sveriges stora och medelstora vattendrag är påverkade av dammar och någon form av reglering för produktion av vattenkraft. Bara några få stora älvar är outbyggda. Dessa fyra nationalälvar är skyddade enligt Miljöbalken:
- Torneälven
- Kalixälven
- Piteälven
- Vindelälven
Princip för vattenkraftproduktionen
El skapas genom att det rinnande vattnet får passera en turbin, som genererar elström (benämnd kraftverk i bilden ovan). Ofta leds vattnet via rör eller tunnlar till turbinerna/kraftverket, för att få så bra energiutbyte som möjligt.
Vattnet leds från en dämd sjö eller en anlagd damm som kallas regleringsmagasin.
En viss mängd vatten ska ofta rinna genom det naturliga vattendraget. Detta kallas minimivattenföring. Om det blir för mycket vatten i regleringsmagasinet leds vattnet inte genom kraftverket utan ned i det naturliga vattendraget via utskov. Dessa kan ses som systemets säkerhetsventil och kallas spillvatten.
Hur mycket el som skapas beror av mängden vatten och höjd över turbinen. Det blir alltså lika mycket el av måttlig vattenföring och stor fallhöjd som med hög vattenföring och måttlig fallhöjd. Som exempel är lägesenergin hos 10 kubikmeter vatten på en höjd av 40 m cirka 1 kilowattimme (kWh).
I många reglermagasin finns fastställda gränser mellan vilka vattennivån får variera under året. Den nedre gränsen kallas sänkningsgräns och den övre dämningsgräns. Skillnaden mellan dessa är regleringens amplitud.
Stor skillnad mellan vattenkraftproduktionen i norra Sverige och i södra
Det är främst i älvarna i Norrland samt i Dalälven och i Göta älv som vattenkraftproduktionen är storskalig. I Götaland och Svealand söder om Dalälven är vattenkraftproduktionen annorlunda. Här finns många småkraftverk som inte har så stor produktion eller påverkan på vattenföringen. De innebär dock ändå dämningar och vandringshinder i vattendragen. Vattenkraftproduktionen i söder, är inte heller samordnad på det sätt som elkraftproduktionen är i norr.
I storskalig vattenkraftproduktion används de flesta större sjöarna i ett älvsystem, som reglermagasin, så att vattenkraften kan optimeras. Här kan långa sträckor i vattendragen vara torrlagda på grund av att vattnet leds via tunnlar, eller att korttidsregleringar gör att vattenföringen hastigt varierar.
Beroende på regleringsmagasinets storlek och utnyttjande brukar man skilja på korttidsmagasin, årstidsmagasin och flerårsmagasin. Regleringsgrad är hur stor del av årsvattenföringen, som kan magasineras i vattendragets regleringsmagasin. Regleringsgraden kan räknas för ett enskilt magasin eller för alla magasin i ett vattendrag.
| Utbyggd effekt (MW) | Regleringsvolym (Mm³) | Regleringsgrad för hela avrinningsområdet (%) | |
|---|---|---|---|
| Luleälven | 4,290 | 11,070 | 66 |
| Ångermanälven | 2,650 | 6,150 | 36 |
| Indalsälven | 2,100 | 5,440 | 36 |
| Umeälven | 1,760 | 3550.00 | 24 |
| Dalälven | 1,160 | 2,750 | 24 |
| Göta älv | 1,050 | 3,490 | 52 |
| Skellefteälven | 1,003 | 2,880 | 53 |
| Ljusnan | 820 | 1,580 | 21 |
| Ljungan | 600 | 1,180 | 27 |
| Motala Ström | 160 | 1,130 | 38 |
| Norrström | 110 | 900 | 16 |
| Piteälven | 40 | 220 | 4 |
| Gavleån | 25 | 195 | 29 |
Källa
- Utbyggd Effekt: Energiföretagen
- Regleringsvolym och Regleringsgrad: S-HYPE 2016 och SVAR_2016_3
Vattenkraftens påverkan på vattenföringen
Vattenkraftproduktionen kan ske på flera olika sätt. Många av de mindre kraftverken är så kallade strömkraftverk. De har i princip inget reglermagasin utan producerar kraft från det rinnande vattnet i vattendragen.
I de större älvarna norr om Dalälven innebär vattenkraften en kraftig omfördelning av flödet, då vatten sparas från vår, sommar och höst för att utnyttjas vintertid och för korttidsreglering.
Figuren nedan är ett exempel på detta och visar vattenföringen i ett vattendrag i Umeälvens avrinningsområde.
Vattenkraftens miljöpåverkan
Vattenkraftutbyggnaden är utan tvekan det störst mänskliga ingreppet i de svenska vattendragen. Utbyggnaden har skapat ett komplicerat system av vattenmagasin och kraftverk.
Vattenkraften har den stora fördelen att produktionen snabbt kan regleras. Den spelar därför en viktig roll för att anpassa den totala elkraftproduktionen till kortsiktiga variationer i efterfrågan från samhället och tillgången på övriga energislag.
Vattenkraftverkens lokala påverkan är dock betydande. Vid utbyggnaden kunde stora stora områden dämmas. De stora regleringsmagasinen har ofta regleringsamplituder på tiotals meter. Vattennivån i dessa varierar alltså mycket. Torrlagda sträckor skapas också mellan intaget till kraftverket och dess utlopp. Dammarna utgör ofta hinder för fiskvandring.
Till de olika regleringsmagasinen och kraftverken finns vattendomar. I dessa kan det finnas gränser för hur vattennivån får variera i sjön under olika årstider eller krav på minsta tappningar (minimivattenföringar) förbi kraftverket. Krav kan också finnas på att anlägga fisktrappor och sätta ut fisk som kompensation för den uteblivna fiskvandringen.
Regeringen beslutade 2020 om Nationell plan för omprövning av vattenkraft. Enligt den ska vattendomar omprövas för att skapa mer moderna miljövillkor.