Professor Ole Gunnar Dahlhaug og postdoktor Wolf Ludwig Kuhn ved NTNU ønsker seg 3 ting: Å forstå problemet med ved vannkraftverkene, løse det, og være med og rette opp feil begått gjennom mer enn 100 år med vannkraftproduksjon.
Vannkraft: Bare delvis bærekraftig
– Vannkraften er kjent som ren og bærekraftig, men så viser det seg at den verken er helt ren eller helt bærekraftig. Dette må vi prøve å finne løsninger på, sier Ole Gunnar Dahlhaug.
Problemet er at mange vannkraftverk kan true fisk og bunndyr som lever nedstrøms i elver, magasiner eller fjorder. Når det er for mye luft oppløst i vannet kan dyrene få gassblæresyke, som er i slekt med hos mennesker.
Dykkersyk fisk og bunndyr
Skadelige og dødelige luftbobler kan dannes inni kroppen. Som hos den vesle ørreten som ble funnet i elva Otra nedenfor en av Norges største kraftstasjoner for noen år siden.
Sotrasambandet: – Det legger seg som et fint lag i vannet. Det forsvinner ikke
Overmetning kan oppstå når luft suges inn gjennom inntaket tunnelene på oversiden av vannkraftverk. Trykket blir så høyt at luften løses opp i vannet på ferden ned til turbinene. Når det slippes ut på nedsiden av kraftverket, ligner vannet skummet melk på grunn av store mengder gassbobler. Gassovermetning oppstår oftest ved flommer og høy vannføring.
Våtere klima øker faren
Flere steder er lange strekk av nedstrøms elveløp nærmest rensket for liv, som i Otra som reguleres av Brokke Kraftverk i Agder. Beregninger gjort av blant andre forskningsinstituttet Norce LFI (Laboratorium for ferkvannsøkologi og innlandsfiske) viser at mange av Norges 1 800 kraftverk kan rammes av overmetningsproblemet. Nær 30 prosent er i høyrisiko-klassen. Det er de største anleggene med utløp til elver som har høyest risiko for å skade det akvatiske miljøet. Det finnes knapt 200 slike i Norge.
– Vi vet at klimaendringene fører med seg mer flom, så vi tror at problemet bare blir verre. Derfor bør vi ta det mer på alvor, sier vannkraft-professor Dahlhaug.
Patent på lyd som løser opp luft
Dette har vært målet til DeGas-prosjektet han har ledet de siste fem årene. Her har maskiningeniører fra NTNU Institutt for energi og prosessteknikk gått sammen med biologer fra Norsk institutt for naturforskning (Nina) og Sintef -forskere.
Nå har Wolf Ludwig Kuhn og Ole Gunnar Dahlhaug søkt patent på en ny teknologi, sammen med Bjørn Winther Solemslie fra Nina og Ulrich Pulg fra Norce.
Ved hjelp av en akustisk transduser, et sylinderformet apparat som kan skyte lydbølger gjennom vann, har de greid å fjerne oppløst luft i elvevann. Egentlig dreier det seg om kraft-ultralyd. Trykkbølgene fra apparatet får vannet til å fordampe lokalt, og luftmolekylene flytter seg inn i sonene der vannet er fordampet. Der danner de bobler. Boblene vokser seg større mens de stiger opp til overflaten og til slutt løses opp.
Så langt viser testene at metoden virker. De startet i en spesialbygd, 20 meter lang og 36 centimeter dyp renne i vannkraftlaboratoriet på NTNU.
I de første forsøkene var vannføringen på 4 liter i sekundet. Nå har de økt farten til 600 liter per sekund ved å teste utstyret ved et småkraftverk utenfor Trondheim. De største kraftverkene kan ha en gjennomstrømning på så mye som en million liter vann i sekundet.
– Neste steg er 2000 liter, og etter hvert øker vi til 100 000 liter per sekund, forklarer postdoktor Wolf Ludwig Kuhn.
Mangler et marked
Forskerne mener metoden er effektiv, og relativt billig å installere og drifte. Minst to ting må på plass før dette kan blir en kommersiell knoppskyting fra NTNU: Mer testing og et marked som vil bruke teknologien.
– Markedet vil ikke være der før myndighetene innfører krav og fakta kommer på bordet, sånn at vi vet hva som faktisk skjer rundt norske vannkraftverk, sier Dahlhaug.
Advart om vannkraft for 60 år siden
Det er snart 60 år siden forskere første gang avdekket problemer ved store elvekraftverk med dammer i USA og Canada. Tiltak ble gjort, men ikke i Norge. Høydeforskjellene er større her, noe som gjør norske kraftverk mer utsatt. Likevel har dykkersyke dyr fått fortsette å flyte under radaren til eiere og regulerende myndigheter.
Jo høyere luftmetning, jo høyere dødelighet. Insekter, larver og andre smådyr flyter opp og dør allerede ved 110 prosent metning. Dette er også tålegrensen for fisk, men det kommer også an på hvor lang tid fisken er utsatt. På nordamerikanske og kinesiske kraftverk er det målt verdier på maksimalt 150-160 prosent luftmetning. En studie fra NORCE LFI viser at det kan være en overmetning på nær 230 prosent ved enkelte norske kraftverk.
– Vi har dermed et større problem her, fordi vi ikke bør ligge over 100 prosent, slår Ole Gunnar Dahlhaug fast.
NVE: : Forventer betydelig kraftutbygging framover
Ni tonn fisk døde på en helg
I dag finnes det ingen krav til kraftselskapene om å overvåke eller begrense gassovermetning. Forskningen har vist at problemet kan gjelde mange flere kraftverk enn tidligere antatt. Flere tusen nye dammer er under planlegging i verden. NTNU-forskerne mener flere bør vite om problemene.
– En rapport fra et nytt kraftverk i Brasil viser at de drepte 9 tonn fisk i løpet av en test-helg. De visste ikke at de hadde slike utfordringer. Det viser at vi må være bevisst, og tilpasse kraftverkene i plan-fasen, sier Wolf Ludwig Kuhn.
NTNU-forskerne stiller seg i rekken av forskere som mener at politikere og Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE) bør kreve at kraftverkseierne setter i gang overvåkning. Det vil gi klarhet i hvilke kraftverk som har problemer.
– Det holder med ett enkelt år for å få fakta på bordet, sier Kuhn, mens Dahlhaug føyer til at tiltaket vil koste forsvinnende lite for kraftselskapene.
– Flere dyr dør enn det vi ser
– Nå har vi jo hatt villere og våtere vær i flere år, ser vi allerede at fisk og bunndyr lider og dør?
– Det finnes ikke forskning eller tellinger, men blant andre NORCE antar at det trolig er flere enn vi får med oss. Blant annet fordi fisk eller dyr som flyter opp på grunn av for mye gass vil fort bli plukket opp og spist av andre dyr. Og det er vel de færreste av oss som vil kunne se smådyrene som ligger igjen på bunnen, eller insekter som flyter opp og forbi oss fordi de har gassbobler i seg, sier Ole Gunnar Dahlhaug.
Referanser:
Kuhn, Wolf Ludwig; Hihn, Jean-Yves; Solemslie, Bjørn Winther; Dahlhaug, Ole Gunnar (2025). Comparing and combining methods that enhance liquid–gas mass transfer in a batch reactor: Ultrasonic degassing, aeration by gas bubbling, and liquid agitation. Ultrasonics sonochemistry
Kuhn, Wolf Ludwig; Solemslie, Bjørn Winther; Hihn, Jean-Yves; Dahlhaug, Ole Gunnar (2025). Methods to prevent or mitigate total dissolved gas supersaturation in the waterways downstream hydropower plants. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (EES)
Artikkelen ble først publisert på Gemini.no.
Norsk Hydro: Største vannkraftprosjekt på 20 år
