Gefördert durch die
Deutsche Bundesstiftung Umwelt

Station 7: Wasser als Energieträger

Die Bedeutung der Wasserkraft

Bereits in der vorindustriellen Zeit wurde die Wasserkraft zum Antrieb von Mühlen, Hammer- und Sägewerken genutzt. In der heutigen Zeit dient diese in Deutschland vorwiegend der Stromerzeugung. Aufgrund der Topographie können in Deutschland jedoch lediglich 3,4 % des Stroms mit Wasserkraftwerken erzeugt werden. Im Jahr 2013 entsprach dies rund 22 Mrd. Kilowattstunden Strom. An der Spitze der erzeugten Strommenge aus Wasserkraft liegt Norwegen, mit einem Erzeugnis von 99 %. Weltweit erzeugt die Wasserkraft 16 % des globalen Stroms und damit den zweitgrößten Anteil der erneuerbaren Energien.

In Deutschland bestehen in den südlichen Bundesländern die größten Potenziale für die Nutzung der Wasserkraft. Vor allem der Ersatz, die Modernisierung und Reaktivierung sowie der Neubau an bereits vorhandenen Querbauwerken spielen eine übergeordnete Rolle. Bei der Umsetzung müssen sämtliche Umweltanliegen berücksichtigt werden, um das Ziel der Leistungssteigerung in Verbindung mit verbesserter Gewässerökologie zu erreichen.

Welche Arten von Wasserkraftwerken gibt es?

Es wird in folgende Wasserkraftwerke unterschieden:

Laufwasserkraftwerke

Ein Laufwasserkraftwerk nutzt die Kraft des fließenden Wassers, zum Beispiel aus einem Fluss, um Strom zu erzeugen. In Deutschland gibt es viele davon – sie sind die häufigste Art von Wasserkraftwerken.

Damit das Wasser genug Kraft bekommt, wird es mit einem Wehr (so etwas wie ein kleiner Damm) gestaut. Danach fließt das Wasser durch eine Turbine. Die Turbine wird durch die Strömung gedreht – wie ein Wasserrad.

Diese Drehung treibt einen Generator an. Der Generator verwandelt die Bewegung in elektrischen Strom. Danach wird der Strom noch mit einem Trafo (Transformator) stärker gemacht, damit er in das große Stromnetz eingespeist werden kann – also zu den Häusern und Städten gelangt.

Solche Kraftwerke gibt es zum Beispiel an großen Flüssen wie der Donau, dem Rhein oder der Isar.

Speicherkraftwerk

Ein Speicherkraftwerk macht aus Wasser Strom – genau wie ein Laufwasserkraftwerk, aber auf eine andere Weise. Es nutzt dafür den Höhenunterschied zwischen einem Stausee in den Bergen und einem Kraftwerk weiter unten im Tal.

Das funktioniert so:
Oben wird das Wasser in einem großen See oder einer Talsperre gesammelt. Wenn man Strom braucht, wird das Wasser durch dicke Rohre nach unten geleitet. Dabei gewinnt es an Geschwindigkeit und treibt unten im Kraftwerk große Turbinen an – wie ein Wasserrad. Diese Turbinen drehen einen Generator, der daraus elektrischen Strom macht.

In Deutschland gibt es 59 Speicherkraftwerke, die zusammen sehr viel Strom erzeugen können – genug für viele Haushalte.

Gezeitenkraftwerk

Ein Gezeitenkraftwerk nutzt die Bewegung des Meeres, um Strom zu erzeugen – nämlich den ständigen Wechsel von Ebbe und Flut.

Das funktioniert so:
Wenn Flut ist und das Wasser ansteigt, wird es hinter einem Damm gesammelt. Wenn Ebbe ist und das Wasser sinkt, wird das gespeicherte Wasser wieder abgelassen – dabei strömt es durch große Turbinen, die sich drehen und über einen Generator Strom erzeugen.

Das Besondere:
Im Gegensatz zu anderen Kraftwerken kann ein Gezeitenkraftwerk in beide Richtungen arbeiten – sowohl bei Flut als auch bei Ebbe! Dafür müssen die Turbinen besonders gebaut sein, damit sie sich in beide Richtungen drehen können.

Ein bekanntes Gezeitenkraftwerk steht in St. Malo in Frankreich.

Pumpspeicherkraftwerke

Ein Pumpspeicherkraftwerk funktioniert ähnlich wie ein Speicherkraftwerk:
Oben gibt es einen Stausee, und weiter unten einen Speichersee oder einen Fluss.
Wenn Strom gebraucht wird, fließt das Wasser von oben nach unten durch Turbinen, die sich dabei drehen. Diese treiben einen Generator an – so entsteht elektrischer Strom.

Das Besondere:
Ein Pumpspeicherkraftwerk kann das Wasser auch wieder zurück nach oben pumpen – zum Beispiel nachts, wenn wenig Strom gebraucht wird und er günstiger ist. So geht das Wasser nicht verloren, sondern kann immer wieder benutzt werden.

Auch wenn das Hochpumpen mehr Energie braucht, als später erzeugt wird, ist es trotzdem praktisch – denn so wird überschüssiger Strom gut genutzt.

Die größten Anlagen in Deutschland stehen zum Beispiel im Schwarzwald, in Hessen, Niedersachsen und in den neuen Bundesländern (wie Sachsen oder Thüringen).

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