Wasserkraft

Wasser wird schon seit über hundert Jahren zur Stromgewinnung eingesetzt. In Deutschland war Wasserkraft lange Zeit mit einem Anteil von vier Prozent an der gesamten Stromerzeugung die meist genutzte erneuerbare Energiequelle. 2002 verdrängte die Windenergie sie mit 4,7 Prozent erstmals vom Spitzenreiterplatz. Weltweit wird etwa ein Fünftel der Elektrizität aus Wasserkraft produziert.
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Wasser – die älteste vom Menschen genutzte Energiequelle

Kleinere Flusskraftwerke mit Turbinen, die durch fließendes Wasser angetrieben werden, können Strom auf umweltfreundliche Weise erzeugen. Hauptvoraussetzung für die Wasserkraftnutzung ist ein natürlich vorhandenes Gefälle oder eine künstlich geschaffene Fallhöhe, so dass das durch einen Einlasskanal oder eine Röhre in die Turbine geleitete Wasser wieder stromabwärts in den Fluss gelangt.

Kleine Wasserkraftwerke liegen meistens an Flüssen und sammeln so wenig Stauwasser an, dass es nicht notwendig ist, große Dämme oder Speicher zu bauen. Es gibt zwei große Kategorien von Turbinen:

  • Impulsturbinen, in der ein Wasserstrahl auf ein Laufrad auftrifft, das die Richtung des Strahls umkehrt und dabei Bewegungsenergie aus dem Wasser gewinnt. Diese Turbinen sind für große Fallhöhen und vergleichsweise geringe Wassermengen geeignet.
  • Reaktionsturbinen laufen mit Wasser voll und erzeugen dadurch hydrodynamische Auftriebskräfte, mit denen die Schaufeln angetrieben werden. Diese Turbinen eignen sich für mittlere bis geringe Fallhöhen und mittlere bis große Wassermengen.

Wasserkraft ist vielseitig

Wasserkraft hat einen großen Vorteil: Sie fällt immer an, kann ziemlich leicht gespeichert werden und ist daher grundlastfähig. Sie kann aber auch zur Deckung des Strombedarfs im Spitzenlastbereich eingesetzt werden, denn in Stauseen gespeichertes Wasser kann in Sekundenschnelle auf Turbinen umgeleitet werden und dadurch den Spitzenstrombedarf decken. Das größte Potenzial für die Wasserkraftnutzung in Deutschland liegt im bergigen Bayern. Allerdings ist das nutzbare Potenzial für große Wasserkraftanlagen hierzulande schon größtenteils ausschöpft. Nur durch Modernisierung ist noch eine Leistungssteigerung möglich.

Die Kraft der Wellen nutzen

Eine besondere Form der Wasserkraftwerke sind die Meeresströmungskraftwerke, die Strömungsbewegungen zur Stromerzeugung nutzen. Besonders in Großbritannien (und hier insbesondere an den schottischen Küsten) gibt es ein großes Potenzial für diese Form der Wasserenergienutzung. Im Meeresströmungskraftwerk interagieren verschiedene Bauteile mit den ankommenden Wellen und wandeln diese Energie in Strom um. Die Bauteile werden durch ein Verankerungssystem in ihrer Position gehalten oder direkt im Meeresboden oder am Ufer vertäut. Über ein Unterwasserstromkabel wird der Strom zum Meeresboden und durch ein Unterseekabel zum Ufer transportiert. Die großen Wellen, die notwendig sind, um die Technologie kostengünstiger zu machen, finden sich meist in großer Entfernung zum Ufer und machen daher teure Unterseekabel zum Energietransport erforderlich. Wellenkraft hat den Vorteil, dass sie berechenbarer ist als Windenergie.

Gezeitenkraftwerke

Die Energie des Tidenhubs kann durch den Bau eines Damms oder einer Talsperre an einer Flussmündung oder Meeresbucht mit einem Gezeitenunterschied von mindestens fünf Metern nutzbar gemacht werden. Tore in der Talsperre fangen das bei Flut hereinströmende Wasser in einem dahinterliegenden Becken auf. Dann werden die Tore geschlossen, so dass bei Ebbe das Wasser durch Turbinen geleitet und Strom erzeugt werden kann. Gezeitenkraftwerke sind an Flussmündungen in Frankreich, Kanada und China errichtet worden, doch die Mischung aus hohen Kostenerwartungen und ökologischen Bedenken bezüglich der Lebensräume an diesen Mündungen haben die weitere Entwicklung dieser Technologie gebremst.

EEG-Förderung beibehalten

Großwasserkraftwerke mit Betondämmen und riesigen Stauseen haben oft sehr negative Auswirkungen auf die Umwelt und erfordern mitunter die Überflutung von bewohnten Gebieten. Schlimmstes und größtes Beispiel ist das 2006 in Betrieb genommene Riesenwasserkraftwerk mit dem Drei-Schluchten-Staudamm am chinesischen Jangtsekiang. Für das Megaprojekt wurden mehr als eine Million Menschen umgesiedelt oder vertrieben.

Für die zukünftige Entwicklung der Wasserkraft in Deutschland müssen bestehende Wasserkraftwerke unter Berücksichtigung weitreichender Naturschutzbelange modernisiert oder revitalisiert werden. Das technische Potenzial der Wasserkraft ist in Deutschland zu etwa 70 Prozent ausgeschöpft. Bei einem Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent und weitgehend automatisierten Abläufen aufgrund moderner Technik sind die Betriebskosten für Wasserkraftwerke gering.

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