Redigerer Fornybar energi (avsnitt)

=== Vannkraft ===
[[Fil:An aerial view of Shasta Dam and Lake. (51046813633).jpg|mini|[[Shasta-demningen]] og tilhørende kraftverk i elven [[Sacramento (elv)|Sacramento]] i California, USA. Kraftverket produserer årlig 1 935 GWh. {{byline|[[Bureau of Reclamation]]}}]]

[[Vannkraft]] har vært utnyttet i lang tid, blant annet kjenner en til at de gamle grekerne benyttet [[vannhjul]] til maling av korn før [[Kristi fødsel]]. I [[middelalderen]] spredte kunnskapen om vannhjul seg utover i Europa. Vannkraft var også en viktig drivkraft for [[den industrielle revolusjon]] på slutten av 1700-tallet i Storbritannia. Rundt 1870 ble vannkraft tatt i bruk for elektrisitetsproduksjon, og frem til rundt 1950 var vannkraft den viktigste kilden til elektrisk kraftproduksjon. I 2006 stod vannkraft for rundt 16 % av verdens totale elektrisitetsproduksjon. For noen land i verden er vannkraft den dominerende kilden til elektrisk kraft, blant annet i Norge.{{sfn|Fossdal|2007|p=98–100}} Vannkraft er energikilden med høyest virkningsgrad, omtrent 90 % fra vanndam til kraftnett. Tilbakebetalingsgraden ([[avkastning]]en) er også høy, dessuten er levetiden for et vannkraftverk lang, normalt helt opp til 80 år.{{sfn|Arvizu|2012|p=80–82}}

Solenergi driver [[vannets kretsløp]] på jorden, der solens oppvarming sørger for at vann fra havet og landjorden fordamper og driver inn over land som skyer. Når skyene driver inn over land, stiger de opp i høyere luftlag der vannet kondenserer og faller ned som nedbør. [[Gravitasjon]]en sørger for at vannet renner mot laveste punkt, via elver og bekker tilbake i havet.{{sfn|Fossdal|2007|p=98–100}}

Ved utgangen av 2020 var hele verdens kapasitet for fornybar vannkraft {{nowrap|1332 GW}}. Kina hadde størst installert ytelse med {{nowrap|370 GW}}, dernest følger Brasil med {{nowrap|109 GW}} og USA med {{nowrap|103 GW}}.<ref name="Renewable Capacity Statistics 2021" /> I 2005 ble en energimengde på {{nowrap|2645 TWh/år}} produsert i verdens vannkraftverk, noe som dekker 2,2 % av verdens energiproduksjon og 16 % av verdens elektriske energibehov. Dermed stod vannkraft for 90 % av verdens fornybare elektrisitetsproduksjon og 16,2 % av verdens totale fornybare energiproduksjon.{{sfn|Fossdal|2007|p=103–104}}{{sfn|Arvizu|2012|p=80}}

==== Vannkraftverk ====
[[Fil:20160605-00529-Kraftwerk-Marckolsheim.jpg|miniatyr|Marckolsheim kraftverk ved [[Rhinen]] i [[Frankrike]] er et elvekraftverk, som drives av elvens vannstrøm uten å lagre vannet i en større demning. {{byline|Thomas Berwing}}]]
Et [[vannkraftverk]] tar opp strømmende vann og benytter det til å drive [[vannturbin]]er. For å samle opp vann bygges det [[demning]]er, fra disse går det tunneler og rør som leder vannet til turbinene som igjen driver generatorer som produserer elektrisk kraft. Demningene former i noen tilfeller store vannmagasiner som kan lagre vannets energi til senere bruk. Mange av vannkraftverkene i Norge har magasiner som samler opp vann i løpet av sommer og høst, til bruk om vinteren når behovet er stort.{{sfn|Fossdal|2007|p=98–100}}

Vannkraftverk deles inn i tre hovedkategorier: [[elvekraftverk|elve-]], [[magasinkraftverk|magasin-]] og [[pumpekraftverk]]. Den første kategorien kjennetegnes av en mindre inntaksdam uten lagringskapasitet. Kraftproduksjonen er dermed avhengig av vannføringen, men om elven er meget stor kan kraftverket levere elektrisk kraft for grunnlast (jevn produksjon). Magasinkraftverk kjennetegnes av store dammer som kan samle opp og lagre vann over lang tid. Disse kan levere elektrisk kraft for både grunn- og topplast (topplast betyr høy produksjon som stiger og avtar hurtig), samt lagre energi slik at kraftverket representerer en [[regulator]] for andre typer kraftverk. Pumpekraftverk er lik magasinkraftverk, men har i tillegg [[pumpe]]r slik elektrisk kraft kan tas fra nettet og lagres for senere behov.{{sfn|Arvizu|2012|p=80–82}} Hvis for eksempel vindkraftverkene i et kraftsystem produserer mye energi, men behovet er lite, kan pumpekraftverkene lagre energien til senere bruk.

==== Muligheter og begrensninger for vannkraft ====
[[Fil:MeroweDam01.jpg|mini|Vassdragsregulering og store dammer har ulemper ved at store landarealer demmes opp. Merowe-dammen over [[Nilen]] Dar al-Manasir, Sudan.]]

Globalt er det anslått at det totale vannkraftpotensialet som teknisk er mulig å bygge ut, er rundt {{nowrap|1,8 TW}} ({{nowrap|56 EJ}}),{{sfn|Smil|2017|p=3–11}} imidlertid er det økonomiske utbyggbare potensialet {{nowrap|8 PWh/år}}. Potensialet for videre utbygging finner en i Afrika, der uutnyttede resurser er estimert til 92 %, samt Asia og Sør-Amerika.{{sfn|Fossdal|2007|p=103–104}}{{sfn|Arvizu|2012|p=80}}

Vannkraftverk har egenskaper som avhjelper utfordringer med noen av de fornybare energikilder har, som variabel produksjon. Et eksempel er Danmark, der mye energi produseres fra vindturbiner (rundt 20 % av årlig energibehov), men via sjøkabler mellom Norge og Danmark, kan vannkraft fra Norge delvis balansere ut over- og underskudd i forholdet mellom produksjon og forbruk.{{sfn|Arvizu|2012|p=82–83}}

Vannkraft er en moden teknologi, det vil si at det ikke trengs noe videre forskning og utvikling for å ta den i bruk.{{sfn|Fossdal|2007|p=104}} Det er ingen skadelige utslipp fra vannkraftverk, men inngrepene i naturen kan være store om vide landarealer blir oppdemt, det kan bli endret vannføring i elver og det er nødvendig med annen infrastruktur som veier og kraftledninger. Oppdemning av landarealer kan skade det [[Biologisk mangfold|biologiske mangfoldet]] i området. Endret vannføring i elver kan påvirke fiskebestandene, faktorer som endret vannstand, vannhastighet, skjulesteder og mattilgang spiller inn, samt at gyteplasser kan bli dårligere.{{sfn|Fossdal|2007|p=109–111}}