I Älvkarleby vid Dalälven ligger ett av landets drygt 2 000 vattenkraftverk som väntar på moderna miljövillkor.
Bild: Getty images

Så kan vattenkraft och fiskar samsas

Efter år av utredningar ska vattenkraften få moderna miljövillkor. Men så kom energikrisen och processen har pausats. Parallellt med det söker forskare nya vägar för fiskar och elturbiner att leva sida vid sida.

Premium
Publicerad

”Laxeleratorn” står det på dörren till en tältliknande byggnad vid Vattenfalls forskningscentrum i Älvkarleby i norra Uppland.

– Ett utslag av Göteborgshumor. Vanligtvis har labben inga namn, bara ett årtal då de togs i drift, säger Mats Billstein som leder företagets forskning inom vattenkraft.

Det som möter oss inne i det lite kyliga tältet liknar han vid en travbana, fast för fiskar. I en 30 meter lång oval ränna strömmar vatten runt, runt.

Laxeleratorn invigdes för fem år sedan och används för att utveckla nya sätt att leda fisk förbi turbinerna vid stora vattenkraftverk. Just denna januaridag är den konstgjorda forsen lugn och inga fiskar syns till. Patrik Andreasson, som är en av initiativtagarna till labbet, förklarar att försöken måste anpassas till vandringstiderna som finns inprogrammerade i fiskarnas biologiska klocka. För lax och öring innebär det att forskarna måste vänta till i maj.

– Men då kommer vi göra försök med riktiga bjässar, säger Patrik Andreasson.

Patrik Andreasson är forskare vid Vattenfalls labb i Älvkarleby.
Bild: Marie Alpman

Nappar fiskarna på flyktväg?

En ny idé ska testas i labbets bassäng för att guida vuxna laxar bort från turbinerna på väg nedströms efter leken. I många av dagens vattenkraftverk går den enda vägen för fisken genom kraftverkets turbiner, vilket gör att många skadas eller dör.

Nu ska forskarna testa om laxarna kan lockas in i en stor behållare – Patrik Andreasson kallar den ett badkar – vid sidan av strömmen. Från badkaret ska de sedan ledas via en flyktväg förbi turbinerna. En utmaning är att locka fisken till behållaren. Ett riktat vattenflöde, ett så kallat lockvattenflöde, ska attrahera fisken. Det kan också komma att behövas någon form av galler eller annan avledande barriär i strömmen. En utmaning är att för varje liter vatten som går till fiskarna så förlorar kraftverket motsvarande volym som annars hade gått genom turbinerna och genererat el.

Mats Billstein som leder Vattenfalls forskning inom vattenkraft vid ”laxeleratorn”, en 30 meter lång oval ränna som används för fiskförsök.
Bild: Marie Alpman

– Grejen med den här lösningen är att vi inte behöver spilla så mycket vatten. Det blir bra flödesförhållanden för fisken utan att vi tappar så mycket elproduktion, säger Mats Billstein.

Att hitta lösningar som är bra för både fisk och elproduktion är målet för forskningen. Och det brådskar. Förra året inleddes det som Havs- och vattenmyndigheten kallat ”ett nytt kapitel i vatten­kraftens 140-åriga historia”. För första gången ska alla Sveriges drygt 2 000 vattenkraftverk få moderna miljövillkor. Det innebär att de måste uppfylla kraven från både EU:s ramdirektiv för vatten och den svenska miljöbalken för att få fortsatt tillstånd. Men knappt hann prövningarna starta innan den nya regeringen drog i nöd­bromsen.

Miljöprövningarna har föregåtts av år av utredningar och debatt. Redan för nio år sedan skrev F&F om höjda krav från miljörörelsen på att kraftverksägarna skulle ta sitt miljöansvar. Till skillnad från annan industri regleras vattenkraftverken inte av tidsbundna tillstånd, vilket fått till följd att många stora kraftverk regleras enligt 1918 års vattenlag.

Forskning & Framsteg som ljud!

Här kan du höra inlästa versioner av våra reportage.

Lyssna!

Miljö kontra elproduktion

Striden handlar om miljö kontra elproduktion. Vattenkraften står för närmare hälften av den svenska elproduktionen. Den spelar också en allt viktigare roll i övergången till ett fossilfritt samhälle genom sin förmåga att balansera elsystemet. När vinden inte blåser kan flödet av vatten skruvas upp genom landets turbiner så att lamporna fortsätter att lysa. Ju mer vindkraften byggs ut, desto viktigare blir den här reglerande förmågan.

Samtidigt har vattenkraften rivit upp sår i landskapet i form av torra flodbäddar. Lax och annan vandrande fisk hindras av kraftverken på sin väg till och från sina lekplatser. Det naturliga flödet med vårflod har ersatts av reglerade flöden, vilket även påverkar förflyttningen av näringsämnen och sediment.

Listan över negativa miljökonsekvenser är lång, konstaterar Åsa Widén, som forskar om miljö­åt­gärder i reglerade vattendrag vid Sveriges lantbruks­universitet i Umeå. Det allvarligaste problemet anser hon vara nolltappningen, det vill säga när turbinerna står stilla och inget vatten flödar i vattendraget.

Åsa Widén är forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet.
Bild: Privat

– Det finns exempel på stora älvar där kraftverken står stilla 6 000 timmar om året, vilket skapar en väldigt onaturlig miljö. I många länder är det inte ens tillåtet med nolltappning. Om det alltid fanns ett flöde av vatten genom turbinen skulle det innebära en stor vinst för den biologiska mångfalden i de reglerade vattendragen, säger hon.

Tak för produktionsförlust

Men krav på ett ständigt minimiflöde slår mot möjligheten att balansera elsystemet genom att starta och stoppa turbinerna. Enligt den nationella plan för miljöprövningarna, som klubbades av regeringen sommaren 2020, får miljöåtgärderna inte leda till ”väsentlig påverkan” på reglerförmågan. I planen finns därför ett tak för hur mycket miljö­åtgärderna får ”kosta” mätt i elproduktion. Totalt får miljöåtgärder som minimiflöden och fiskvägar inte leda till större produktionsförluster än 1,5 terawattimmar motsvarande 2,3 procent av det som vattenkraften producerar ett normalt år.

Potten på 1,5 terawattimmar har fördelats ut mellan de olika vattendragen. Viktiga älvar med stor betydelse för elproduktionen och reglerförmågan har lägre begräsningar. I Ångermanälven tillåts bara en minskning av elproduktionen med 0,1 procent. I Luleälven är motsvarande siffra 1,1 procent medan Emån i Småland tillåts tappa 22,1 procent.

Den 1 februari förra året lämnades de första miljöprövningsansökningarna in. Bland dem fanns Skellefteå krafts fem kraftverk i Rickleån i Västerbotten.

Susanne Öhrvall är affärs­enhets­chef för vattenkraft på Skellefteå kraft.
Bild: Evalena Karlsson / Skellefteå Kraft

– Nu ligger de för yttrande hos myndigheterna så vi går i väntans tider, säger Susanne Öhrvall, affärsenhetschef för vattenkraft på Skellefteå kraft.

Företaget driver totalt 27 vattenkraftverk i Sverige, de flesta i Skellefteälven. De fem kraftverken i Rickleån står först på tur för prövning enligt tidtabellen i nationella planen. Det rör sig om tre små kraftverk i Robertsfors och två lite större längre upp i ån. De tre minsta har Skellefteå kraft bestämt sig för att riva efter att ha vägt deras energibidrag mot miljönyttan med en utrivning.

– Det skulle krävas komplicerade miljöåtgärder som skulle ge stora produktionsförluster, så det är inte värt att ha dem kvar, säger Susanne Öhrvall.

Tre klasser av vattenkraftverk

Det är framför allt mindre kraftverk som ingår i de första prövningsgrupperna och som lämnat in sina ansökningar under 2022. De svenska vattenkraftverken brukar delas in i tre olika klasser. De som är viktigast för elsystemet kallas klass 1, är 255 till antalet och finns framför allt i norra Sverige. De står för 98 procent av den totala effekten från vattenkraften. De står också för en lika stor andel av reglerförmågan i det svenska elsystemet, det vill säga möjligheten att öka och minska elproduktionen när det behövs. I klass 2 ingår 78 kraftverk som också rankas som samhällsviktiga. Övriga omkring 1 700 kraftverk utgör klass 3. De är små och räknas inte som så betydelsefulla för elsystemet.

Klassen är viktig i domstolsprocesserna. Eftersom klass 1-verken är så viktiga för elförsörjningen kan de få undantag och därmed mindre stränga krav på miljöanpassning. På vattenkraftsspråk kallas det KMV som står för ”kraftigt modifierade vatten”. I ett vatten som klassas som KMV räknas nyttan för elproduktionen så högt att miljöåtgärderna tillåts stå tillbaka. Detta är något som ska utnyttjas så mycket som möjligt, enligt både den tidigare och den nuvarande regeringen.

Mindre kraftverk kan inte få samma undantag. Här krävs att till exempel fisken ska kunna vandra förbi hindret om verksamheten ska få vara kvar. Men att bygga en fiskväg är dyrt och av de drygt 80 mindre kraftverk som ansökt om prövning ska vart femte i stället rivas enligt vattenkraftens miljöfond, en fond som bildats av de åtta största vattenkraftsföretagen för att finansiera miljöåtgärderna. Totalt har fonden tio miljarder kronor, som även bekostar rivning av mindre verk.

De två större vattenkraftverk som Skellefteå kraft har längre upp i Rickleån ska däremot drivas vidare. Den ena, Älglund, tillhör klass 1. Där föreslås inga åtgärder som påverkar elproduktionen. I stället ska fisken få en bättre miljö genom att lekplatser restaureras i närheten, en gammal damm tas bort och en fiskväg anläggs förbi ett hinder nedanför kraftverket.

Andel av elproduktionen i Sverige 2022
I Sverige finns omkring 2 000 vattenkraftverk. De 255 största står för 98 procent av den installerade effekten. 2022 stod vattenkraften för 40 procent av den svenska elproduktionen. Motsvarande siffra för 2021 var 43 procent. Källa: SCB

Susanne Öhrvall är positiv till miljöprövningen men orolig för att åtgärderna inte räcker och att domen ändå kommer att innehålla krav på exempelvis en fiskväg förbi själva kraftverket. Det skulle kunna leda till så stort produktionsbortfall att Älglund inte längre kan klassas som ett klass 1-verk.

– Det vore ett skräckscenario och om det skulle bli så i flera älvar ligger energisverige ganska pyrt till. Det gäller ju att domstolen tar hänsyn till alla miljöåtgärder i hela vattendraget. 

Regeringen pausar miljöprövningarna

Oron över vilka konsekvenser miljöprövningarna kommer att få för elförsörjningen delas av den nya regeringen. Strax före jul kallade ministrarna vid klimat- och näringsdepartementet till presskonferens, där de meddelade att miljöprövningarna kommer att pausas under ett år. Effekterna på elsystemet behöver klargöras, var budskapet. Pausen trädde i kraft den 30 januari.

Christian Borg, generalsekreterare på miljö­organisationen Älvräddarna, är kritisk. Han ser ingen poäng med att pausa nödvändiga och redan försenade miljöåtgärder.

– Det är fel att slå ut hela ekosystem för att få el under en relativt sett kort tidsperiod. Vattenkraften har funnit i 100 år. Innan dess har älvarna strömmat fritt sedan den senaste istiden för 10 000 år sedan. Någon gång kommer kraftverken och dammarna att försvinna. Då gäller det att det finns områden där de ursprungliga livsformerna finns kvar.

Kraftkälla med lång historia

Redan under medeltiden användes vattenhjul i Sverige för att mala säd.

Under slutet av 1800-talet började vattenkraften att användas för elproduktion. Till en början byggdes vattenkraftverk av lokala och regionala kraftbolag som försåg elverk och industrier med el.

1907 bildades statliga Vattenfallsstyrelsen. Vattenfall byggde under 1910-talet tre stora kraftverk i Trollhättan, Älvkarleby och Porjus.

1918 antog riksdagen en ny vattenlag som tog bort en rad hinder för utbyggnaden. Många kraftverk har fortfarande sina tillstånd baserade på denna lag.

Under 1950- och 1960-talen skedde en omfattande utbyggnad av Norrlandsälvarna. Som ett resultat av den så kallade Älvstriden skyddades Vindelälven från utbyggnad 1970. Vindelälven är en av fyra skyddade nationalälvar. De övriga är Pite-, Kalix- och Torneälven.

2004 infördes EU:s vattendirektiv i svensk lag. Efter många år av utredningar och debatt om hur vattenkraften ska uppfylla direktivet kom en ändring i miljöbalken den 1 januari 2019, som innebär att alla vattenkraftverk ska ha moderna miljövillkor.

I juni 2020 beslutade regeringen om en nationell plan för omprövning av vattenkraft. Miljöprövningen beräknas ta 20 år. I februari 2022 lämnade de första kraftverksägarna in sina ansökningar till mark- och miljödomstolen.

30 januari 2023 beslutade regeringen om att pausa miljöprövningen under ett år.

Älvräddarna är också kritiska till riktvärdet på att miljöåtgärderna får kosta max 1,5 terawattimmar, som de anser är för lågt satt. Mer rimligt vore 3–4 terawattimmar. Att Sverige vill utnyttja möjligheterna till undantag i EU-regelverket till max anser han är pinsamt.

– Vi har en bild av att vi ligger före men när det gäller vattenkraften är det uppenbart att vi ska göra så lite som möjligt. Det är bara att beklaga.

Vattenfalls labb i Älvkarleby ligger precis vid stranden till kraftverksdammen i Dalälven. Orten har präglats av vattenkraft under lång tid – kraftverket togs i drift 1915. För havsvandrande fiskarter som havsöring, lax, flodnejonöga och ål tar det stopp här cirka åtta kilometer från Östersjön, något som miljöprövningarna kan komma att ändra på.

Lösningar som funkar för både fisk och miljö

– Det gäller att lösningarna vi tar fram är till nytta för fisken och miljön, att de är effektiva och anpassade till den aktuella anläggningen, säger Vattenfalls chef för vattenkraftsforskning Mats Billstein och påpekar att det inte bara är att bygga en fiskväg. Fisken måste också hitta den, och när den väl tagit sig förbi kraftverket måste den ha någonstans att ta vägen där den kan hitta mat och lekområden.

Den största tekniska utmaningen är nedströmsvandringen. Vid små kraftverk fungerar det att sätta ut galler i dammen för att styra undan fisken. I stora dammar som den i Älvkarleby skulle det krävas mycket stora galler som är svåra att underhålla. Här testas i stället att lägga ut nät under vandringssäsongen för att styra laxen. Men nät passar inte alla arter. För ål som vandrar längs botten kan det bli aktuellt att styra med hjälp av en avskräckande ljusridå. Försök har även gjorts att locka fisk med bubblor eller skrämmas med ”dansande” plastslangar under vattnet för att på så sätt få fisken att hitta en flyktväg.

– Fiskar är intelligenta och har bra minne så de är inte lätta att lura. Det vet väl alla fiskare, säger forskaren Patrik Andreasson vid Laxeleratorn.

Bild: Johan Jarnestad

Så blir vattenkraften mindre skadlig för miljön

En annan utmaning är att även oönskade arter kan utnyttja de nya fiskvägarna. Patrik Andreasson berättar om försök att hindra den invasiva arten svartmunnad smörbult att ta sig upp för fisktrappor, men den visade sig svår att stoppa.

Olle Calles är professor i akvatisk biologi vid Karlstad universitet.
Bild: Andreas Reichberg

AI kan sortera fiskarna

Bildigenkänning med AI kan vara en lösning. I kraftverket Stornorrfors testar Vattenfall sedan några år ett system för att känna igen vilka fiskar som passerar i fiskvägen. Hittills har det lärt sig att avgöra om det är en vild eller odlad lax och om den är angripen av svamp. Nästa steg kan bli en sorteringslösning som bara släpper fram frisk, vild fisk som hör hemma i vattendraget, men stoppar övriga.

Kameror med AI kommer även att användas för att utvärdera en annan ny teknik som kommer att testas för första gången i Sverige senare i år. Det handlar om ett slags fiskvänlig turbin som ska installeras vid det lilla kraftverket Finsjö Övre i Emån. Turbinen är konstruerad så att fisk kan passera både nedåt och uppåt, berättar Olle Calles, professor i akvatisk biologi vid Karlstads universitet.

– Vi vet från tidigare installationer utanför Sverige att det passerar fisk genom turbinen, men vi ska ta reda på i vilken utsträckning. Är det bara en av 100 som åker upp eller ner så är det ganska ointressant, även om fisken inte skadas.

Om de visar sig ha god effektivitet kanske den här typen av lösningar komma att användas för fiskpassage framför allt vid små kraftverk.

F&F i din mejlbox!

Håll dig uppdaterad med F&F:s nyhetsbrev!

Beställ nyhetsbrev

Prenumerera på Forskning & Framsteg!

10 nummer om året och dagliga nyheter på webben med vetenskapligt grundad kunskap.

Beställ idag

Upptäck F&F:s arkiv!

Se alla utgåvor