» Laut Bundesverband Deutscher Wasserkraftwerke e.V. gibt es zurzeit ca. 7.300 Wasserkraftwerke in Deutschland. Die größten Potenziale zur Nutzung von Wasserkraft liegen vor allem in den südlichen Bundesländern. Hier sorgt die Nähe zu den Alpen für ein günstiges Gefälle und entsprechend hohe Erträge in der Stromproduktion. Nach Angaben des Umweltbundesamtes entstehen etwa 80 Prozent des Wasserkraftstroms in Bayern und Baden Württemberg.
Aber wie genau funktioniert eigentlich die Stromerzeugung mit der Kraft des Wassers? Welchen Beitrag kann Wasserkraft zum Umweltschutz leisten? Und welche unterschiedlichen Arten von Wasserkraftwerken erzeugen in Deutschland den Strom?
ELECTRIFY ME! gibt Ihnen einen kleinen Einblick in die Energie des Wassers.
Wasserkraft wird in Wasserkraftwerken erzeugt. Hier gibt es verschiedene Typen, die sich in ihrer Funktionsweise jedoch recht ähnlich sind. Vereinfacht könnte man sagen, dass in einem Wasserkraftwerk die potentielle bzw. kinetische Energie (= Bewegungsenergie) des Wassers in elektrische Energie umgewandelt wird. Durch die Bewegungsenergie der Wasserströmung – sei es in einem Fluss oder im Meer – wird im Kraftwerk eine Turbine angetrieben. Aus der Bewegungsenergie wird also mechanische Rotationsenergie. Im zweiten Schritt treibt die Turbine wiederum einen Generator an, der schließlich die gewünschte Elektrizität erzeugt. So entsteht Wasserkraft.
Wasserkraft ist eine weltweit etablierte, umweltfreundliche Technologie, die seit Jahrzehnten einen wichtigen Beitrag zur Stromversorgung leistet. Global betrachtet, steht die Wasserkraft auf dem zweiten Platz der erneuerbaren Energien – direkt nach der Biomasse. In Deutschland sind jedoch andere Quellen wie Wind und Solar deutlich leistungsstärker.
In 2020 wurden etwa 7 Prozent des regenerativen Stroms aus Wasserkraft gewonnen. Bezogen auf den gesamten deutschen Bruttostromverbrauch lag der Anteil der Wasserkraft bei gerade mal 3,3 Prozent. Eine Studie des Umweltbundesamtes „Energieziel 2050“ zeigt, dass Wasserkraft sein Potenzial im Wesentlichen bereits ausgeschöpft hat. Zukünftig werde Wasserkraft daher keinen großen Beitrag zur Stromerzeugung in Deutschland leisten.
Es gibt mehrere Typen von Wasserkraftwerken. Diese unterscheiden sich zwar in ihrer Bauart, produzieren den Strom jedoch immer auf die gleiche Art und Weise: Über das Wasser wird eine Turbine in Bewegung gesetzt; die Turbine treibt einen Generator an; der Generator erzeugt Strom. Die meisten Wasserkraftwerke nutzen die Seen und Flüsse der Gebirge und Mittelgebirge zur Stromproduktion. Es gibt aber auch Kraftwerke an den Küsten, die elektrische Energie aus der Kraft des Meeres gewinnen. Hauptsächlich unterscheidet man zwischen:
Laufwasserkraftwerke nutzen die natürliche Strömung von Flüssen zur Energiegewinnung. Oftmals staut man das Wasser zunächst durch ein Wehr. So können der Wasserdurchfluss und die Fließgeschwindigkeit erhöht und die Energiegewinnung entsprechend gesteigert werden. Da die Wassermenge in einem Fluss je nach Jahreszeit schwankt, kann auch die erzeugbare Menge an Strom entsprechend variieren. Rund 80 Prozent der großen Wasserkraftanlagen in Deutschland sind Laufwasserkraftwerke.
Pumpspeicherkraftwerke sind eine Sonderform der Speicherkraftwerke. Hier wird bei überschüssigem Stromangebot das Wasser in ein höhergelegenes Speicherbecken gepumpt. Wird die Energie später benötigt, leitet man das Wasser wieder nach unten. Die Energie wird auf diese Weise zwischengespeichert und kann zur Deckung von Bedarfsspitzen jederzeit wieder freigesetzt werden.
Speicherkraftwerke sammeln Wasser über einen gewissen Zeitraum in einem Stausee. Nur bei Bedarf wird das Wasser durch das Kraftwerk geleitet und somit Strom erzeugt. In einem Speicherkraftwerk steht die Energie sozusagen auf Abruf zur Verfügung.
Gezeitenkraftwerke nutzen die Wasserströmungen von Ebbe und Flut zur Energiegewinnung. Im Gegensatz zu anderen Kraftwerken dreht sich die Turbine beim Gezeitenkraftwerk logischerweise in beide Richtungen. Da die Strömungen nicht immer gleich stark sind, kann auch nicht kontinuierlich Strom produziert werden.
Ein ganz wesentlicher Aspekt beim Ausbau der erneuerbaren Energien ist der Bedarf an Standortflächen. Wo baut man die Anlagen hin? Vergleicht man den Flächenbedarf von Windenergie- und Solaranlagen, so geht die Windkraft als klarer Sieger hervor: Nach Angaben des Bundesverbands für Windenergie bringen Solaranlagen auf der dreifachen Fläche lediglich ein Drittel des Ertrags.
Bildquelle: Volkswagen AG
