Wasserenergie – eine unschätzbare Chance zur klimafreundlichen Stromerzeugung

Worin liegen die Vorteile der Wasserenergie?

Der Strombedarf in der Schweiz wird heute zu über fünfzig Prozent durch Wasserkraft gedeckt. Ihr Anteil an den erneuerbaren Energien beträgt sogar mehr als neunzig Prozent. Die Vorteile dieser Art der Energiegewinnung liegen klar auf der Hand:

• Stromerzeugung setzt kein CO2 frei
• Nutzung der Wasserkraft ist – im Gegensatz zu Solaranlagen und Windparks – wetterunabhängig
• Wasser ist regional verfügbar
• Stauanlagen dienen gleichzeitig dem Hochwasserschutz

Die Wasserkraft im eigenen Land sorgt überdies für eine Unabhängigkeit von der globalen Stromerzeugung. Das betrifft vor allem die politisch oft unsichere Situation auf dem Weltmarkt für fossile Brennstoffe.

Welche Nachteile für die Natur bringt die Wasserkraft mit sich?

Am heftigsten kritisiert wird immer wieder der massive Eingriff in die Ökologie, den der Betrieb von Wasserkraftanlagen nach sich zieht. Der Bau solcher Stauwerke verbraucht meist enorme Naturflächen. Die Natur ist ein sensibles Ökosystem, das empfindlich auf Veränderungen reagiert. Aufgrund von aufgestauten Flüssen und Seen werden artenreiche Uferbereiche überflutet. Das bedeutet am Boden die Zerstörung von Brutgebieten, Laichplätzen und Feuchtwiesen. Viele Insektenarten wie etwa Schmetterlinge und Libellen verlieren dadurch ihre natürlichen Lebensräume. Durch die Staumassnahmen entzieht man den Flüssen ausserdem oft hohe Mengen an Wasser. Ein grosses Problem ist auch die Verschlammung am Boden der Stauseen. Sie kann eine erhebliche Störung des natürlichen Grundwassersystems zur Folge haben.

Wie nutzte man früher die Wasserenergie – im Gegensatz zu heute?

Die Nutzung der Wasserkraft als Energiequelle spielt für uns Menschen schon seit dem Altertum eine grosse Rolle. Zunächst wurde das Wasser hauptsächlich zum Betrieb von Mühlen und Schöpfrädern zur Bewässerung der Felder eingesetzt. Bereits die Römer kannten jedoch schon wasserbetriebene Maschinen im Bereich von Handwerk und Landwirtschaft. 1767 gelang es dem britischen Ingenieur John Smeaton, das erste gusseiserne Wasserrad herzustellen. Die damit verbundene Leistungssteigerung markierte einen grossen Schritt auf dem Weg ins Industriezeitalter. Die Erfindung des Generators durch Werner von Siemens 1866 machte schliesslich die elektrische Stromerzeugung möglich.

Auf welche Weise kann man mit der Kraft des Wassers Strom produzieren?

Zur Energiegewinnung durch Wasserkraft wird die Bewegungsenergie des Wassers in elektrischen Strom umgewandelt. Diese Energie erhält das Wasser indirekt über die Einstrahlung der Sonne. Das ständige Wechselspiel von Sonneneinstrahlung, Verdunstung und Regen lädt das Wasser in der Natur mit potentieller Energie auf. Ein Wasserkraftwerk erzeugt mithilfe von Wasserenergie Strom, der dann ins Stromnetz eingespeist werden kann.

Wie genau funktioniert ein Wasserkraftwerk?

Bei den meisten Wasserkraftwerken ist es so, dass durch Stauanlagen grössere Mengen an Wasser zurückgehalten werden. Dieses Wasser führt man in kontrollierter Dosierung über Turbinen oder ein Wasserrad. Die Bewegungsenergie des Wassers treibt über ein Getriebe einen Generator an. Dieser wandelt die Wasserenergie in elektrische Energie um. Anschliessend wird die Energie – also der elektrische Strom – über ein angegliedertes Umspannwerk auf das Stromspannungsnetz übertragen.

Welche verschiedene Arten von Kraftwerken zur Stromproduktion gibt es?

Generell unterscheidet man zwischen den folgenden Anlagen:

• Speicherkraftwerke: Zur Gewinnung von Strom wird das Wasser in Stauseen oder Rückhaltebecken gespeichert. Die Leistung des Kraftwerks kann man hier gezielt an den Strombedarf anpassen. Der Wasserspeicher gleicht wiederum den erhöhten Stromverbrauch im Winter aus.
• Laufwasserkraftwerke: Sie arbeiten mit der Energie des fliessenden Gewässers. Dieses nutzt man durch Stauwehre, in denen kein oder nur begrenztes Speichervolumen zur Verfügung steht. Dafür kommen Laufwasserkraftwerke mit weniger Platz aus.
• Strömungskraftwerke: Hier wird der elektrische Strom mithilfe der Fluss- oder Meeresströmung erzeugt. Diese Art von Wasserkraftwerk erreicht als Energiequelle eine hohe Leistungsfähigkeit, besonders bei Nutzung der Meeresströmung. Der technische und finanzielle Aufwand ist allerdings enorm.

Was für eine Bedeutung hat die Wasserkraft als regenerative Energiequelle?

Der wichtigste Vorteil einer Wasserkraftanlage ist ihre Flexibilität. Das hat sie den anderen erneuerbaren Ressourcen bei der Gewinnung von Strom voraus. Ein Wasserkraftwerk lässt sich ganz gezielt steuern und regeln. So wird es beispielsweise zu Spitzenzeiten (etwa in den frühen Morgenstunden) zugeschaltet. Genauso können die Anlagen aber komplett abgeschaltet werden, wenn gerade kein Strom produziert werden muss. Dieses Prinzip liegt auch den sogenannten Pumpspeicherkraftwerken zugrunde, von denen heute oft die Rede ist. Sie bestehen meist aus zwei miteinander verbundenen Becken, die Energie wird durch dazwischen liegende Rotoren erzeugt. Mit dem Vormarsch der nachhaltigen Energieerzeugung kommt den Speicherwerken damit eine wichtige Funktion zu. Eines der ältesten Pumpspeicherkraftwerke der Welt wurde übrigens 1863 in Gattikon an der Sihl in Betrieb genommen. Die Anlage wurde erst in den 1980er Jahren demontiert.