Mest igjen for vannkraft

Vannkraft er den mest effektive av alle energiproduksjoner. Modernisering av gamle vannkraftverk gir aller mest energi tilbake for innsatsen.

Publisert
Vannkraftverk i Tinnelva. (Foto: Ånund Killingtveit, NTNU/CEDREN)
Vannkraftverk i Tinnelva. (Foto: Ånund Killingtveit, NTNU/CEDREN)

Den såkalte Energy Payback Ratio (EPR) for vannkraft viser at man får tilbake mellom 50 og 500 ganger mer energi av et vannkraftanlegg gjennom dets nominelle levetid, i forhold til hvor mye energi som gikk med til å bygge anlegget, utvinne og transportere råstoffet og drifte anlegget.

Studien er utført ved forskningssenteret CEDREN av forskere fra Østfoldforskning og Sintef, og bekrefter det Det internasjonale klimapanelet (IPCC) konkluderte med i fjorårets Special Report on Renewable Energy Sources and Climate Mitigation (SRREN).

Av alle typer elektrisitetsproduksjon er vannkraft den teknologien som gir aller mest energi tilbake i forhold til den energien som går med til å bygge anlegget og produsere kraften.

Ekstrem forskjell

Vannkraft knuser den nest beste teknologien, vindkraft, som «bare» kan vise opp en EPR-verdi på 4–30.

Likevel er dette også veldig bra i forhold til termiske energikilder som biomasse, gass og kull, som ligger i området 2–5 ganger energien tilbake.

IPCC hadde andre tall, men tendensen er akkurat den samme: De beregnet vannkraftens EPR til å ligge i området 6–280, vind til 5–40, solceller 1–47, kull 2–20, gass 2–8 og kjernekraft 2,5–16.

Norske anlegg på topp

Rjukanfossen. (Foto: Ånund Killingtveit, NTNU/CEDREN)
Rjukanfossen. (Foto: Ånund Killingtveit, NTNU/CEDREN)

– Spriket i disse tallene skyldes nok i hovedsak forskjellig datagrunnlag, sier seniorforsker og prosjektleder Hanne Lerche Raadal hos Østfoldforskning.

– Vi mener likevel at vår studie bekrefter det IPCC konkluderte med i fjor. I tillegg viser den at norske vannkraftanlegg ligger i det øverste sjiktet når det gjelder EPR, og aller mest energieffektivt er modernisering av gamle anlegg.

Grunnen til at vannkraft kommer så godt ut i en slik studie, er at det er en typisk storskalateknologi, der anleggene har lang levetid (minst 70 år) og råstoffet kommer fram til produksjonsanlegget «gratis» når infrastrukturen først er etablert.

IPCC regner med 25 års levetid for et vind- og solkraftanlegg, mens de termiske kraftverkene har nominelle levetider på 30–40 år. I tillegg krever det svært mye energi å utvinne, raffinere og transportere råstoffet, og å behandle avfallet, for termisk elektrisitetsproduksjon.

I tillegg til å måle EPR, har forskerne også sett på to andre energiindikatorer: Net Energy Ratio (NER) og Cumulative Energy Demand (CED). Disse indikatorene viser teknologienes energieffektivitet, målt gjennom hele verdikjeden til elektrisitetsproduksjonen.

Det betyr at også primærenergien for elektrisitetsproduksjonen er inkludert, for eksempel energipotensialet i vann og vind (fornybare kilder) og kull, olje og gass (fossile kilder). Mye av denne primærenergien, mellom 40 og 60 prosent, går bort i varmetap ved termisk konvertering til elektrisitet.

EPR‐indikatoren har dermed andre systemgrenser enn NER og CED. Valg av energiindikator kan derfor påvirke rangeringen av anlegg, både mellom anlegg av samme teknologi og mellom teknologier.

Tendensen er likevel det samme som for EPR: Vannkraft kommer mye bedre ut enn de øvrige teknologiene.

Enklere å sammenlikne

– En slik studie kan tjene flere hensikter, sier Tormod Schei i Statkraft.

– For det første utvikler og finsliper man en metodikk som gjør det enklere å sammenlikne forskjellige teknologier opp mot hverandre på et objektivt grunnlag. For det andre, bidrar det til å øke kunnskaps- og faktagrunnlaget i klima- og miljødiskusjonen.

– All energiproduksjon setter fra seg våre «fotavtrykk» i økosystemene, så da kan det være greit å få klarert hva man får igjen for dette fotavtrykket, sier han.

Schei, som sitter i Statkrafts samfunnsansvarsstab, ansvarlig for konsernets klimaarbeid, var også involvert i den tilsvarende SRREN-rapporten fra IPCC i fjor.

– Disse studiene har parkert en del av spekulasjonene som kom opp for noen år siden, da noen spekulerte i og påsto at for eksempel solceller og vindkraftanlegg kostet mer energi i produksjon, enn energiutbyttet i etterkant.

– I dag kan denne metodikken brukes av for eksempel myndigheter i utviklingsland når man skal vurdere en fornybar energikilde opp mot for eksempel termisk kraftproduksjon, sier Schei.

Ikke miljøanalyse

Hanne Lerche Raadal. Foto: Sverre Christian Jarild
Hanne Lerche Raadal. Foto: Sverre Christian Jarild

Hanne Lerche Raadal understreker at energiindikatorene kun viser energieffektiviteten med hensyn til elproduksjon.

Energiindikatorer inkluderer ikke faktorer som tap av biologisk mangfold, klimagassutslipp, økonomi eller kvalitet av den leverte elektrisiteten.

– I vurderingene omkring ny kraftproduksjon, vil disse energiindikatorene representere en parameter blant flere. Dette er ikke en fullstendig miljøanalyse, men en energiindikator som må vurderes på lik linje med andre miljøindikatorer i større sammenhenger.

– Ser man på enkeltprosjekter, blir det en vurderingssak hvordan man skal vekte og prioritere mellom energiindikatorene og forskjellige miljø- og samfunnsinteresser, sier hun.

Seniorforsker Tor Haakon Bakken i SINTEF Energi understreker at energiindikatorene ikke tar hensyn til andre miljøforhold slik som tap av biologisk mangfold, reduksjon i urørte områder, endringer i forholdene for fisk og andre vannlevende organismer, regulerbarhet, utslipp av klimagasser og økonomi, som også er viktige vurderinger i beslutningssammenheng.

– Vi vil jobbe videre med metodene, spesielt i retning av hvordan fornybar primærenergi skal beregnes inn i slike indikatorer, sier Bakken.

Bakgrunn:

Studien er et forprosjekt til det nye prosjektet EcoManage i CEDREN, støttet av Norges Forskningsråds program RENERGI.

Referanse:

Raadal, Modahl & Bakken: Energy indicators for electricity production (pdf), Østfoldforskning, rapport OR.09.12.