Vattenkraft i modern tid: Ångmaskinen och vattenkraftverk

Magneter ger elström

Redan när ångmaskinerna år 1820 var på väg att bli viktigare än vattenhjulet gjordes nya upptäckter, som till sist skulle göra ångmaskinen föråldrad.

1820 upptäckte den danske fysikern Örsted att en kompassnål gjorde utslag nära en ledning där elektrisk ström passerar. Elektricitet skapade alltså ett magnetiskt fält.

Den engelske vetenskapsmannen Michael Faraday kom på tanken att det också kunde vara tvärtom: att magnetism skapade elektricitet. 1831 kunde han visa att det verkligen var så. Faraday byggde den första enkla generatorn. Det var en kopparskiva som snurrade mellan ändarna på en magnet som var formad som en hästsko. På kopparskivan var små kontakter fästade. Från dem kunde ström ledas bort så länge skivan snurrade.

Därifrån var steget inte så långt till att koppla ihop roterande maskiner med generatorer för att skapa elström. Vattenhjulen hade gett människan en viktig kraftkälla. Nu skulle det visa sig att det fanns ännu mer kraft att hämta från flodernas och forsarnas strömmande vatten.

Den kraft som en flod utvecklar är häpnadsväckande. Beräkningar visar att Columbiafloden i norra USA på en enda timme frigör dubbelt så mycket energi som den atombomb som släpptes över Hiroshima i slutet av andra världskriget.

I slutet av 1800-talet började det ena vattenkraftverket efter det andra att växa upp. Det allra första togs i bruk i Wisconsin i USA år 1879.

I Sverige byggdes det första vattenkraftverket 1882 i ån Viskan i Halland. På 1910-talet började Sverige bygga ut vattenkraften på allvar. Kraftverk anlades i älvar och forsar. En stor del av Sveriges elektricitet kommer från vattenkraften.

Mer fallhöjd ger mer kraft

Förenklat fungerar ett vattenkraftverk så att det strömmande vattnet driver en turbin, en sorts förfinat vattenhjul. Turbinen driver i sin tur en generator. I generatorn roterar magneter inne i spolar av koppartråd och bildar elektrisk ström.

Den effekt man kan få ut från ett vattenkraftverk beror dels på fallhöjden, dels på hur mycket vatten som strömmar igenom under en bestämd tidsrymd, exempelvis en minut. Fallhöjden är skillnaden mellan den punkt där vattnet börjar falla och den punkt där det stannar igen. För att det ska löna sig att bygga ett vattenkraftverk måste fallhöjden vara minst fem meter. Men ju högre fallhöjd, desto bättre blir effekten.

För att få höga fallhöjder är det vanligt att bygga dammar i floder och älvar. Bakom den höga dammens vägg däms vattnet upp, och man kan skapa ett konstgjort fall, ofta flera hundra meter högt.

Vattenkraften är på flera sätt skonsam mot miljön. Det bildas inga farliga utsläpp som när man bränner olja eller kol. Det blir inget miljöfarligt avfall som i kärnkraftverk. Men vattenkraften kan påverka miljön på andra sätt.

Assuandammen - dröm med brister

Den stora Assuandammen som byggdes i Nilen 1959-1971 ger en rad exempel på brister.

Dammen skulle användas i ett vattenkraftverk, men man hoppades också kunna kontrollera Nilens översvämningar och därmed göra det möjligt att odla upp nya landområden. Bakom dammen bildades den väldiga Nassersjön, världens största konstgjorda sjö, 34 mil lång.

Men dammen har skapat en rad problem. I tusentals år har Nilen fört med sig bördigt slam som lämnats kvar på åkrarna efter översvämningarna. Nu samlas det mesta slammet i dammen. Det betyder att bönderna måste köpa dyr konstgödsel från utlandet. Dessutom gör slammet dammen grundare och grundare, och om några hundra år kanske dammen är helt fylld av slam och obrukbar.

Att Nilen inte längre svämmar över gör att böndernas jord inte sköljs igenom ordentligt. Därför blir jorden långsamt saltare. Precis det som drabbade de bönder i Mesopotamien som vi berättat om i en tidigare artikel. Slammet har också sedan urminnes tider använts till tegelstenar, det enda som funnits att bygga av i det trädfattiga Egypten. Nu har myndigheterna tvingats förbjuda tegeltillverkning för att det lilla slam som finns ska räcka till åkrarna.

Dammen har också geografiska konsekvenser. Tidigare byggde Nilens slam upp en barriär vid Medelhavet. Den barriären nöttes tidigare ner av havet, men eftersom det hela tiden kom nytt slam gjorde det inte så mycket. Nu kan havet ostört nöta ner de landhinder som skyddar Nildeltat från översvämning. Skulle Medelhavet tränga in där, skulle stora områden översvämmas.

Assuandammen har också gjort slut på sardinfisket i sydöstra Medelhavet. I flodens slam trivdes tidigare alger som var en del i det näringssystem där sardinerna ingick. Nu är slammet och algerna borta - och med dem sardinerna. Men Assuandammen har också gjort det möjligt att odla upp mer mark och att ta flera skördar per år. Många frågar sig ändå om inte dammen har skapat mer problem än fördelar.

Problemen vid Assuandammen och flera andra stora dammar har gjort att man på många håll börjat fundera på om de jättelika dammarna verkligen är det bästa sättet att utnyttja floderna.