Menschen nutzen die Kraft des Wassers schon seit Hunderten von Jahren. Mit der Zeit wurde die Technologie immer ausgereifter, sodass die Wasserkraft heute einer der wichtigsten Teile der erneuerbaren Energie ist. Im Gegensatz zu Wind und Sonne steht Wasser immer zur Verfügung. Daher kann mit Wasserkraft witterungsunabhängig rund um die Uhr klimaschonend Strom produziert werden. Doch wie funktioniert die Wasserkraft und welche Vor- und Nachteile hat sie?

Die Wasserkraft

In Deutschland gibt es ca. 7.300 Wasserkraftwerke, wobei die Wasserkraft neben der Solarenergie die wichtigste Quelle für erneuerbare Energie ist. Wasser kann große Kräfte freisetzen und jeder der schon einmal eine Raftingfahrt durch ein Gewässer unternommen hat, hat diese unbeschreiblichen Kräften am eigenen Leib erfahren. Wasserkraftwerke nutzen diese Energie für die Gewinnung von Strom. Je nach Gefälle und Bauart des Kraftwerks kann so unterschiedlich viel Strom erzeugt werden.
Die Art der Energiegewinnung hat aber sowohl ihre Nachteile, als auch ihre Vorteile.

Nachteile von Wasserkraft

Durch die Aufstauung des Flusswassers verringert sich die Restwassermenge im Fluss, was wiederum einen negativen Einfluss auf das ökologische Gleichgewicht der Flora und Fauna des Gebiets haben kann. Zudem können kleinere Fische und andere Flusslebewesen in die Turbine gezogen und getötet werden. Auch der Grundwasserspiegel kann durch die Aufstauung des Wassers abnehmen und bei einem Dammbruch besteht die Gefahr, dass Lebensraum in der Region des Kraftwerks überflutet und zerstört wird.

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Ist somit Wasserkraft wirklich Umweltfreundlich? Nachhaltig, aber nicht ökologisch. Ebenso wie bei Energie aus Windkraft, kommen Lebewesen zu schaden. Nur Solar- und Photovoltaikanlagen sind wirklich vegan und aus Sicht der Umwelt vertretbar.

Wasserkraftwerke

Der prinzipielle Aufbau von Wasserkraftwerken ist immer gleich und ähnelt dem Prinzip des klassischen Wasserrads. Es gibt einen Damm, der das Wasser zurückhält und ein Wasserreservoir schafft. Das angestaute Wasser wird anfangs in einem Oberbecken gespeichert. Wird Strom benötigt, so wird der Einlasskanal zur Turbine geöffnet. Diese wird durch die Kraft des Wassers angetrieben und leitet ihre Energie an den Generator weiter. Der Generator wandelt die Energie anschließend in Strom um. Letztendlich fließt das Wasser wieder zurück und der erzeugte Strom kann in das Stromnetz eingespeist werden.

Strom durch Wasserkraft

Laufwasserkraftwerke

Laufwasserkraftwerke sind der am weitesten verbreitete Typ von Wasserkraftwerken, wobei 80 % aller deutschen Wasserkraftwerke Laufkraftwerke sind. Sie nutzen für die Erzeugung von Strom das fließende Gewässer und ein natürliches oder künstliches Gefälle. Laufkraftwerke werden dabei an Flüssen errichtet und ihre Kraft kann mithilfe einer Wehranlage gesteigert werden. Hierbei wird das Flusswasser gestaut, wodurch ein Höhenunterschied, die sogenannte Fallhöhe, entsteht. Je höher diese Fallhöhe ist, desto größer ist die Kraft des Wassers, welches zur Energiegewinnung genutzt werden kann.
Das Flusswasser wird dann durch Rohre oder Stollen zum Kraftwerk geleitet, wo das Wasser große Turbinen in Bewegung setzt. Diese Turbinen treiben ihrerseits Generatoren an, die die mechanische Energie der Turbinen in Strom umwandeln und den erzeugten Strom im Nachgang in das Stromnetz einspeisen. So kann Strom für Hunderttausende Haushalte erzeugt werden.

Speicherkraftwerke

Speicherkraftwerke erkennt man sehr einfach anhand ihrer großen Stauseen. Sie funktionieren ähnlich wie Laufkraftwerke, jedoch können sie die Energie des Wassers speichern, wodurch sie effizienter sind. Dank des Wasserreservoirs im Stausee kann das Wasser je nach Bedarf durch das Kraftwerk geleitet werden. Im Gegensatz zu Laufkraftwerken fließt das Wasser somit nicht kontinuierlich, sondern nur dann, wenn Wasser benötigt wird. Mit einem Speicherkraftwerk lässt sich Strom somit auf Knopfdruck produzieren.

Pumpspeicherkraftwerke

Noch effizienter als Speicherkraftwerke sind die sogenannten Pumpspeicherkraftwerke. Ihre Hauptaufgabe besteht jedoch nicht darin, Strom zu erzeugen, sondern Strom zu speichern. Da elektrischer Strom nur schlecht gespeichert werden kann, nutzen Pumpspeicherkraftwerke Wasser als Speichermedium.
Um das zu erreichen, werden große Wassermengen eines Flusses oder eines Stausees in einem Oberbecken aufgestaut. Im Gegensatz zu anderen Speicherkraftwerken fließt das Wasser, nachdem es das Kraftwerk passiert hat, allerdings nicht zurück in den Fluss, sondern in ein weiteres Becken, das sogenannte Unterbecken. Nachts, wenn weniger Strom benötigt wird, gibt es für gewöhnlich überschüssigen Strom im Stromnetz. Dieser wird dann in das Pumpspeicherkraftwerk geleitet. Die Pumpen transferieren das Wasser danach wieder zurück in das obere Becken, wo das Wasser bei Bedarf erneut durch das Kraftwerk geleitet werden kann. Auch hier gilt, je höher das Gefälle, desto mehr Kraft entwickelt das Wasser und desto mehr Strom kann erzeugt werden.

Gezeitenkraftwerke

Wasserkraftwerke, die die Kraft von Ebbe und Flut nutzen, werden Gezeitenkraftwerke genannt. Man findet diese Art von Kraftwerken häufig an großen Flussmündungen und am Meer. Im Gegensatz zu klassischen Kraftwerken können Turbinen in Gezeitenkraftwerken von Ebbe und Flut in beide Richtungen angetrieben werden. Diese Art von Kraftwerken hat jedoch den Nachteil, dass sie nicht kontinuierlich Strom erzeugen können, da sie auf die Gezeiten angewiesen sind.

Umweltaspekte

Wasserkraft gilt gemeinhin als eine überaus umweltfreundliche Technologie. Sie verbraucht keine Rohstoffe und bei der Produktion von Strom wird kein schädliches CO2 freigesetzt. Das genutzte Wasser kann nach Gebrauch wieder zurück in das Meer oder den Fluss fließen. Die Nutzung dieser schonenden Technologie unterscheidet sich allerdings innerhalb Europas von Land zu Land sehr stark. So werden in der Schweiz und in Österreich mehr als 50 % des Strombedarfs mit Wasserkraft gedeckt. In Deutschland beträgt der Anteil an Strom aus Wasserkraft nur knapp über 3 %. Dabei sind Wasserkraftwerke nicht nur ökologisch sinnvoll, sondern auch einfach regelbar, sodass die Stromproduktion flexibel angepasst werden kann.

Vorteile von Wasserkraft

Strom, welcher durch Wasserkraft erzeugt wird, schont die Ressourcen und trägt zum Klimaschutz bei. Zudem gelten Stauseen gleichzeitig als Speicher für Trinkwasser und auch die Anlageteile der Kraftwerke sind nach Ende ihrer Betriebszeit recycelbar. Im Gegensatz zu Atomkraftwerken entsteht somit kein problematischer Restmüll am Ende der Laufzeit. Die erzeugten Strommengen können überdies sehr gut reguliert werden, sodass ein Überschuss an Strom vermieden werden kann.

Nachteile von Wasserkraft

Durch die Aufstauung des Flusswassers verringert sich die Restwassermenge im Fluss, was wiederum einen negativen Einfluss auf das ökologische Gleichgewicht der Flora und Fauna des Gebiets haben kann. Zudem können kleinere Fische und andere Flusslebewesen in die Turbine gezogen und getötet werden. Auch der Grundwasserspiegel kann durch die Aufstauung des Wassers abnehmen und bei einem Dammbruch besteht die Gefahr, dass Lebensraum in der Region des Kraftwerks überflutet und zerstört wird.
Ist somit Wasserkraft wirklich Umweltfreundlich? Nachhaltig, aber nicht ökologisch. Ebenso wie bei Energie aus Windkraft, kommen Lebewesen zu schaden. Nur Solar- und Photovoltaikanlagen sind wirklich vegan und aus Sicht der Umwelt vertretbar.

Fazit

Wasserkraft leistet einen wichtigen Beitrag zur Stromerzeugung. Weltweit betrachtet ist Wasserkraft sogar Spitzenreiter im Bereich der erneuerbaren Energien und eine ökologisch sinnvolle Alternative zu Kernenergie, Kohle oder Erdgas.