Wasserkraftwerk

Technische Gegebenheiten von Wasserkraftwerken

Beim Wasserkraftwerk wird Wasser auf einem hohen Niveau gestaut, um mit dem herabstürzenden Wasser eine Turbine oder ein Rad anzutreiben. Nach der Höhe des Stauniveaus werden Hochdruck-, Mitteldruck- und Niederdruckkraftwerke unterschieden. Historisch gesehen kann man Mühlen als Vorbild für die grundlegende Technik sehen.

Während Laufwasserkraftwerke nur bescheidenen Einfluss auf das Volumen des zu stauenden Wasser nehmen, steuern Speicherkraftwerke den Pegel des zu stauenden Wasser aktiv. Pumpspeicherwerke pumpen zunächst Wasser auf ein höheres Niveau, damit sie in der Folge auch Spitzenanforderungen von Strom bedienen können. Um die Energie aus der Turbinenbewegung in entsprechende Stromnetze unter Hochspannung einspeisen zu können, schließen Wasserkraftwerke im Regelfall auch Umspannnetzwerke ein. Große Stauseen sorgen dafür, dass Energie je nach Bedarf der Stromnetze zwischengespeichert werden kann. Wasserkraftwerke decken Leistungsbereiche zwischen einigen Kilowatt und, wie bei chinesischen Großwerken, Gigawatt-Größen ab.

Spezialfall Wasserkraft aus dem Meer

In den 1960er Jahren wurden Techniken entwickelt, um Wasserkraft aus dem Meer zu nutzen. Die Basistechnik wurde bis heute immer weiter fortentwickelt. Meeresströmungskraftwerke machen sich die Fließkräfte der Gezeiten zunutze. Die kleinen Wellenkraftwerke werden seit den 1990er Jahren gebaut. Ihre Konzeption sieht vor, den Seegang und damit das Heben sowie Senken der Wasseroberfläche zur Energiegewinnung zu nutzen. Speziell ist auch das Gletscherkraftwerk, das die Energie aus dem Schmelzwasser des Gletschers gewinnt.

Wirtschaftliche Bedeutung: Wasserkraft als zuverlässiger Stromlieferant

2012 trug Wasserkraft mit über 16 Prozent zur weltweiten Stromproduktion bei. Führende Länder in diesem Bereich sind China, Brasilien, Kanada, die USA und Russland. In Europa sind unter anderem Schweden und Norwegen sehr engagiert. Deutschland produziert weniger als 10 Prozent der Energie aus Wasserkraft.

Während Laufwasserkraftwerke den natürlichen Wasserdurchfluss zur kontinuierlichen Stromerzeugung nutzen und damit zur Deckung der Grundlastnachfrage beitragen, kann in Speicherwasser- und Pumpspeicher-Kraftwerken Strom zu Spitzenlastzeiten produziert werden. In Deutschland ist bereits der Großteil aller größeren, technisch realisierbaren und umweltverträglich nutzbaren Projekte ausgebaut. So verfügt so gut wie jeder Fluss und jeder See über ein Wasserkraftwerk.

Vor- und Nachteile von Wasserkraftwerken

Grundsätzlich gilt Wasserkraft als umweltfreundlicher als viele andere Energieträger. Allerdings ist der Eingriff in die natürliche Umwelt und Gewässer durch Großkraftwerke nicht zu unterschätzen. Dies zeigen vor allem Beispiele in China wie der Drei-Schluchten-Damm. In einem gewissen Umfang wird auch in den Wasserhaushalt eingegriffen, die Flora und Fauna wird gestört. Die Stauseen fördern die Bildung von CO2und Methangasen, diese wiederum gelten als Ursache des Treibhauseffekts. Durch moderne technische Vorrichtungen können allerdings viele Negativeffekte abgeschwächt werden.

Internationales Potential der Wasserkraft

International hingegen bietet die Wasserkraft noch einiges an Potenzial für die regenerative Energiegewinnung. Vor allem in Entwicklungsländern sind Wasserkraftprojekte auf dem Vormarsch. Allerdings stehen die Projekte oft in schlechtem Ruf, da Umweltstandards nur selten eingehalten werden und tausende Menschen von Zwangsumsiedelungen betroffen sind. Ein Beispiel hierfür ist der Bau des chinesischen Drei-Schluchten-Damms, dem aktuell größten Wasserkraftwerk weltweit.

Wichtigste Länder nach Anteil am weltweiten Wasserkraftverbrauch im Jahr 2015 (Quelle: BP)

• China: 28,5%
• Kanada: 9,7%
• Brasilien: 9,1%
• USA: 6,4%
• Russland: 4,3%
• Norwegen: 3,5%
• Indien: 3,2%
• Japan: 2,4%
• Venezuela: 1,9%
• Schweden: 1,9%
• Türkei: 1,7%
• Vietnam: 1,6%
• Frankreich: 1,4%
• Kolumbien: 1,1%
• Italien: 1,1%