Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

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II.7 Wasserkraft
Die Wasserkraft ist die älteste erneuerbare Form der Elektrizitätserzeugung. Heute werden weltweit ca. 16%
des Strombedarfs mit Wasserkraft gedeckt. Dabei handelt es sich nahezu vollständig um Kraftwerke mit
Fließwasser, Stauseen. Daneben gibt es Möglichkeiten, auch andere Formen der Wasserenergie zu nutzen:
• Wellenenergie,
• Meeresströmungen
• Tidenenergie
• Osmose
• Helio-Hydrokraft
• Meereswärmeenergie
7.1 Fließwasserkraftwerke, Stauseen
Die Gewinnung von Elektrizität aus Wasserkraftwerken an Flussstaustufen zur weiträumigen Verwendung
begann in Deutschland im letzten Jahrzehnt des 19. Jahrhunderts. Heute existieren in Deutschland ca. 7500
Fließwasserkraftwerke mit einer Leistung von 4.700 MW (Stromproduktion 2006: 21,6 TWh). Wasserkraft hat
in Deutschland einen Anteil von ca. 38% an der Stromerzeugung mit erneuerbaren Energien und von ca.
3,5% am Gesamtstrombedarf 1 .
Moderne Fließwasserkraftwerke erreichen typisch einen Gesamtwirkungsgrad um 94%, so dass Wirkungsgradverbesserungen
keine wesentlichen Leistungserhöhungen bewirken können.
Fließwasserkraftwerke haben einen hohen Ausbaugrad erreicht. So wird etwa das Gefälle der Mosel
zwischen Koenigsmacker (Frankreich) (149 m Höhe) und Müden (40 m Höhe) mit 14 Staustufen genutzt.
Berücksichtigt man die Belange der Fluss-Schifffahrt, so kann eine nennenswerte Erweiterung der Fließwasserkraftwerkskapazität
im deutschen Binnenland nicht erwartet werden.
Kleinere nicht schiffbare Flüsse in den Alpen und Mittelgebirgen sind in vielen Fällen mit Talsperren zu Seen
aufgestaut – in Deutschland gibt es mehr als 300 Talsperren, davon haben 86 ein Volumen >10 und 12
Anlagen >100 Millionen Kubikmeter (die größten Stauseen der Erde sind noch zehnmal größer). Sie dienen
auch anderen wesentlichen Funktionen (Trink- oder Brauchwasserversorgung, Hochwasserschutz, Niedrigwasseraufhöhung
bzw. Wasserstandsregulierung etc.). Auch bei zur Stromerzeugung genutzten Talsperren
sind in der Regel einige dieser Funktionen zusätzlich zu berücksichtigen. Gegenüber „by-pass“-Wasserkraftwerken
an größeren, befahrenen Flüssen, bei denen die Staustufen in der Regel nicht oder nur in geringem
Maß für Variationen des Wasserstandes genutzt werden können, haben Stauseen an kleineren Flüssen
ohne Schifffahrt den Vorteil, dass z.T. große Wasserstandsänderungen möglich sind. Damit lässt sich eine
Speicherung im Jahreszyklus erreichen und die Leistung an den Bedarf anpassen. Allerdings reicht das
nutzbare Volumen nicht für eine in der Größe wesentliche Langzeitspeicherung zur Stromerzeugung.
Können zwei Reservoirs auf unterschiedlichen Höhen eingerichtet werden, kann ein Pumpspeicherwerk
gebaut werden, das Elektrizität, die von anderen Quellen geliefert wird, speichern kann. In lastschwachen
Zeiten wird Wasser unter Nutzung anderweitig erzeugter Elektrizität in den oberen Stausee hochgepumpt
und steht anschließend in laststarken Zeiten für die Nutzung zur Elektrizitätserzeugung zur Verfügung.
1 Quelle: ENBW