Wasserkraft

Wasserkraft ist eine Form der erneuerbaren Energie, bei der die Bewegungsenergie von Wasser in elektrische Energie umgewandelt wird. Sie zählt zu den ältesten Methoden der Energiegewinnung und wurde zunächst mechanisch genutzt, zum Beispiel in Mühlen. Mit der technischen Entwicklung konnten Wasserkraftwerke entstehen, die Strom für Haushalte und Industrie liefern. Die Energieerzeugung erfolgt durch Turbinen, die durch fließendes oder fallendes Wasser angetrieben werden. Anschließend wird die mechanische Energie der Turbine in einem Generator in elektrische Energie umgewandelt. Wasserkraft ist grundlastfähig und kann kontinuierlich Strom liefern, solange ausreichend Wasser vorhanden ist.

Funktionsweise

Die grundlegende Funktionsweise von Wasserkraftwerken basiert auf der Nutzung der potenziellen Energie von Wasser. In einem Stausee oder Fluss wird Wasser gestaut und durch eine Druckleitung zu einer Turbine geleitet. Die Turbine wandelt die Energie des strömenden Wassers in Drehbewegung um. Über einen Generator wird diese mechanische Energie in elektrischen Strom transformiert. Es gibt verschiedene Bauformen von Wasserkraftwerken, darunter Laufwasserkraftwerke, Speicherkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke. Während Laufwasserkraftwerke die natürliche Strömung von Flüssen nutzen, speichern Speicherkraftwerke Wasser in Becken, um die Stromproduktion zeitlich zu steuern. Pumpspeicherkraftwerke dienen zusätzlich als Energiespeicher.

Vorteile

Wasserkraft bietet mehrere Vorteile als Energiequelle. Sie ist emissionsfrei, produziert also keinen direkten CO₂-Ausstoß während der Stromerzeugung. Durch die Möglichkeit, den Wasserfluss zu regulieren, kann sie schnell auf Schwankungen im Stromnetz reagieren. Pumpspeicherkraftwerke unterstützen zudem die Netzstabilität, indem sie überschüssigen Strom speichern und bei Bedarf wieder ins Netz einspeisen. Wasserkraftwerke haben lange Lebensdauern und können mehrere Jahrzehnte Strom liefern. In Regionen mit geeigneten geographischen Gegebenheiten stellt sie eine verlässliche und nachhaltige Energiequelle dar. Darüber hinaus können Stauseen auch der Trinkwasserversorgung, Bewässerung und Hochwasserschutz dienen.

Nachteile und Umweltaspekte

Trotz der Vorteile hat Wasserkraft auch Nachteile. Der Bau großer Stauseen kann Ökosysteme erheblich verändern, Flussläufe beeinträchtigen und Lebensräume für Pflanzen und Tiere zerstören. Fischwanderungen können behindert werden, was lokale Artenvielfalt beeinträchtigt. Zudem können Überschwemmungen von Landflächen und Umsiedlungen von Menschen notwendig werden. Pumpspeicherkraftwerke benötigen zusätzliche Fläche und haben vergleichsweise hohe Investitionskosten. Veränderungen im Sedimenttransport können die Wasserqualität und die Flussmorphologie beeinflussen. Daher müssen Projekte sorgfältig geplant und ökologische Maßnahmen, wie Fischtreppen oder Mindestabflüsse, umgesetzt werden, um negative Auswirkungen zu minimieren.

Bedeutung weltweit

Wasserkraft ist eine der wichtigsten erneuerbaren Energiequellen weltweit. Besonders in Ländern mit großen Flüssen oder Gebirgsregionen wird sie intensiv genutzt. China ist weltweit führend in der installierten Leistung, gefolgt von Brasilien, den USA und Kanada. In Europa spielt Norwegen aufgrund seiner gebirgigen Landschaft und reichlichen Niederschläge eine führende Rolle. Deutschland produziert einen Teil seines Stroms aus Wasserkraft, allerdings nur einen vergleichsweise geringen Anteil im europäischen Vergleich, da geografische Gegebenheiten die Nutzung begrenzen. Insgesamt trägt Wasserkraft entscheidend zur Reduzierung fossiler Energiequellen und zur Stabilisierung von Stromnetzen bei.

Stromproduktion aus Wasserkraft nach Ländern (2023)

Land	Stromproduktion aus Wasserkraft (TWh)
China	1.300
Brasilien	400
Kanada	380
USA	280
Russland	210
Norwegen	150
Frankreich	80
Venezuela	70
Italien	45
Deutschland	25