Energie aus Wasserkraft

Alte Wasserkraftanlage, die aussieht wie eine Brücke bei Whylenzum Vergr??ern anklicken
Die Potenziale der Wasserkraft sind in Deutschland weitgehend ausgesch?pft
Quelle: Naumann / UBA

Die Nutzung der Wasserkraft hat eine jahrhundertealte Tradition. Früher wurde die Energie des Wassers direkt mechanisch genutzt: zum Beispiel in Mühlen. Heute wird die gewonnene Energie mit Generatoren in Strom umgewandelt. Die Wasserkraft hat seit Jahrzehnten einen wichtigen Beitrag zur Stromversorgung geleistet. Heute ist das technische Potenzial jedoch weitestgehend ausgesch?pft.

Inhaltsverzeichnis

 

Vom Wasser zum Strom

Physikalisches Grundprinzip bei der Nutzung der Wasserkraft ist die Umwandlung der Bewegungsenergie (Str?mung) sowie der potenziellen Energie, (d.h. die H?hendifferenz an Aufstauungen) in nutzbare Energie. Dazu werden Turbinen eingesetzt, deren Bauform dem jeweiligen Einsatzgebiet angepasst ist.

Prinzipiell wird zwischen Laufwasserkraftwerken und Speicherkraftwerken unterschieden. Das Laufwasserkraftwerk nutzt die natürliche Str?mung von Flüssen und B?chen. Um die potenziell nutzbare Energie zu erh?hen, findet meist auch eine Aufstauung durch ein Wehr statt.

Demgegenüber nutzen Speicherkraftwerke Wasser aus einem Stausee zur Stromerzeugung. Aufgrund der topografischen Bedingungen in Deutschland ist der Anteil der Speicherkraftwerke an der gesamten Wasserkraft hier jedoch relativ gering. Eine Sonderform der Speicherkraftwerke sind die sogenannten Pumpspeicherkraftwerke. Sie pumpen das Wasser in ein h?her gelegenes Speicherbecken. Dort k?nnen sie diese potenzielle Energie im Bedarfsfall wieder abrufen. Pumpspeicherkraftwerke dienen somit als Speicher von elektrischer Energie.

 

Die Rolle der Wasserkraft bei der Energiewende

Um das zus?tzliche nutzbare Potenzial der Wasserkraft in Deutschland abzusch?tzen, hat das Umweltministerium eine Studie in Auftrag gegeben. Die Studie kommt zu dem Schluss, dass das nutzbare Potenzial bereits weitestgehend ausgesch?pft ist. Eine Erh?hung der Stromerzeugung aus Wasserkraft kann insbesondere durch die Modernisierung und Erweiterung bestehender Anlagen erreicht werden.

In den letzten Jahren wurden die Rahmenbedingungen einer vollst?ndig auf erneuerbaren Energien basierenden Stromversorgung in Deutschland in verschiedenen Studien analysiert, so auch in der Studie "Energieziel 2050" des Umweltbundesamtes. Sowohl die progressiven als auch die konservativen Szenarien unterscheiden sich hinsichtlich der künftigen Entwicklung der Wasserkraft nur geringfügig. Demnach wird die Wasserkraft keinen gro?en Beitrag zur deutschen Bruttostromerzeugung leisten. Alle Szenarien zeigen einheitlich, dass die Wasserkraft ihr technisch-?kologisches Potenzial im gro?en Ganzen bereits aussch?pft.

 

Auswirkungen der Wasserkraftnutzung auf die ?kologie

Die energetische Nutzung unserer Gew?sser ist mit erheblichen Eingriffen in Natur und Landschaft verbunden. Dies ver?ndert das ⁠?kosystem⁠ von Flie?gew?ssern und Auen. Deshalb ist der Neubau von Wasserkraftanlagen kritisch zu bewerten. Die Modernisierung und Leistungserh?hung an vorhandenen Standorten ist vorzuziehen.

Die Stromproduktion aus Wasserkraft ist umso effizienter, je mehr Wasser m?glichst gleichm??ig über das Jahr verteilt zur Verfügung steht und desto gr??er die Fallh?he des Wassers ist. Naturbelassene Flüsse bieten diese Voraussetzungen nicht. Sie müssen für die moderne Wasserkraftnutzung durch den Bau eines Querbauwerkes aufgestaut werden, bevor die erste Kilowattstunde Strom produziert werden kann. Mit diesem und anderen notwendigen Eingriffen in Natur und Landschaft sind folgende, besonders gravierende ?kologische Beeintr?chtigungen verbunden, die oftmals die Erreichung der Umweltziele im Gew?sserschutz gef?hrden:

  • die Unterbrechung der biologischen und morphodynamischen Durchg?ngigkeit der Flie?gew?sser
  • die direkte Sch?digung von Organismen, welche die Turbinenanlage passieren. Mehrere aufeinander folgende Wasserkraftwerke an einem Flusslauf stellen eine erh?hte Gefahr dar und k?nnen zur Gef?hrdung von Populationen führen
  • die Ver?nderung des Lebensraumes unterhalb von Stauwerken durch zu geringen Wasserabfluss im verbleibenden Gew?sserbett
 

Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft

Das Umweltbundesamt empfiehlt daher Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft:

  • Es müssen strategische Konzepte zur Nutzung der Wasserkraft entwickelt und angewendet werden. Sie sollen erstens Auskunft über erschlie?ungswürdige Wasserkraftpotenziale geben. Zweitens sollten gew?sser?kologisch sensible Gebiete und wichtige Entwicklungskorridore ausgewiesen werden, die für den Gew?sserschutz ausschlaggebend sind. Auf dieser Grundlage sollte eine Planung des weiteren Ausbaus bzw. der Rückbau der Wasserkraftnutzung stattfinden.
  • Bei der Festlegung von Ma?nahmen zur Verbesserung des ?kologischen Zustands an Wasserkraftstandorten sollte das gesamte betroffene Flussgebiet berücksichtigt werden. Dies ist insbesondere von Bedeutung, wenn sich mehrere aufeinander folgende Wasserkraftwerke am Flusslauf befinden.
  • Es sollten alle geeigneten Ma?nahmen umgesetzt werden, welche zur Minderung der genannten Umweltauswirkungen beitragen. Die Voraussetzungen an jedem Standort sind im Einzelfall zu beurteilen. Zu den wichtigsten Minderungsma?nahmen z?hlen die Herstellung von Anlagen zum Fischauf- und -abstieg, zum Fischschutz,, morphologische Verbesserungsma?nahmen und die Abgabe eines ?kologisch wirksamen Mindestwasserabflusses.