Staustufe am Neckar in Heidelberg.
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Wasserkraft

Wasserkraft

Wasserkraft ist eine bewährte erneuerbare Energiequelle. Sie unterliegt viel weniger Schwankungen als Wind- und Solarkraft – und liefert damit verlässlicher Strom.

Früher wurden vor allem Mühlen mit der Kraft von fließendem Wasser betrieben, heute sind es Turbinen, die mittels eines Generators Strom erzeugen. Die Stromproduktion aus Wasserkraft ist effizient und unterliegt deutlich weniger Schwankungen als Wind- und Solarkraft – sie kann also verlässlicher in das gesamte Stromversorgungssystem eingeplant werden.

Während Wasserkraft in einigen Ländern eine sehr große Rolle spielt, ist ihr Beitrag zur Energiewende in Deutschland begrenzt. Das liegt vor allem an fehlenden Standorten, die sich zur Nutzung von Wasserkraft eignen und gleichzeitig nicht in Konflikt mit dem Gewässerschutz stehen.

Es gibt Laufwasserkraftwerke, die die Kraft fließender Gewässer nutzen, und Speicherwasserkraftwerke, bei denen Wasser – in der Regel durch eine Talsperre – aufgestaut und dann kontrolliert und in Abhängigkeit vom Bedarf zu den Turbinen geleitet wird. Mit Abstand die meisten Wasserkraftwerke in Deutschland sind Laufwasserkraftwerke.

Auch Wellenkraftwerke, die die Energie von Meereswellen zur Stromproduktion nutzen, und Gezeitenkraftwerke, die – in Meeresbuchen oder Flussmündungen installiert – die Veränderung des Wasserstands zwischen Ebbe und Flut nutzen, gehören zu den Wasserkraftwerken.

Wasserkraft Pumpspeicherwerk Waldeck II, Edersee

Strom speichern mit Hilfe von Wasser

Pumpspeicherkraftwerke dienen dazu, Strom zu speichern, der zum Zeitpunkt der Erzeugung nicht gebraucht wird. Mit dem Strom wird Wasser aus einem niedrigen in ein höher gelegenes Becken gepumpt. Auf dem Rückweg treibt das Wasser eine Turbine an und produziert wieder Strom. Trotz der Verluste, die durch die zweifache Energieumwandlung entstehen, lohnen sich Pumpspeicherkraftwerke. Und je weiter der Ausbau erneuerbarer Energien voranschreitet, insbesondere von Wind- und Solarkraft, umso wichtiger werden Speichermöglichkeiten.

Pumpspeicherkraftwerk Waldeck II

Rund 620 Wasserkraftwerke in Hessen

In Hessen waren Ende 2019 621 Wasserkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 92 Megawatt (MW) in Betrieb. Die große Mehrzahl dieser Anlagen wird über das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergütet. Es handelt sich überwiegend um kleine Laufwasserkraftwerke, die ehemalige Mühlenstandorte nutzen. Hinzu kommen rund ein Dutzend größerer Anlagen mit einer Leistung von mehr als einem MW. Das größte Laufwasserkraftwerk in Hessen ist das Kraftwerk in Frankfurt-Griesheim mit einer Nennleistung von 6,8 MW.

Zu den Großanlagen gehören auch die beiden Pumpspeicherkraftwerke Waldeck I und Waldeck II , die der Energieversorger Uniper an der Eder im Landkreis Waldeck-Frankenberg betreibt. Zusammen kommen sie auf eine Leistung von 620 MW. Beide Pumpspeicherwerke benutzen den Affolderner See als Unterbecken und ein jeweils eigenes – künstlich angelegtes – Oberbecken.

Insgesamt trägt die Wasserkraft nur einen sehr kleinen Teil zur Stromversorgung aus erneuerbaren Energien in Hessen bei: 2019 waren es 2,6 Prozent. Neue Kraftwerke kommen kaum hinzu. Zum einen begrenzen die topografischen Gegebenheiten – vorhandene Gewässer, Gefälle etc. – die Möglichkeiten der Wasserkraftnutzung. Zum anderen macht der Gewässerschutz die Installation weiterer Anlagen schwierig. Eingriffe an Fließgewässern, die etwa dem Fischschutz entgegenstehen oder die Durchgängigkeit beeinträchtigen, sind nicht genehmigungsfähig. In der Praxis bedeutet das, dass sich der Ausbau in Hessen auf bestehende Querbauwerke – quer zur Fließrichtung erstellte Stauanlagen oder Sohlenstufen – konzentriert, die nicht zurückgebaut werden können. Der Fischschutz wird dort mit Auf- bzw. Abstiegsanlagen oder Bypässen sichergestellt.

Mehr Leistung durch modernere Anlagen

Staudamm der Diemeltalsperre in Helminghausen am Edersee, Sauerland.
© istock/Meindert van der Haven

Die installierte Wasserkraftleistung kann jedoch durch eine Modernisierung vorhandener Anlagen erhöht werden. Viele der Klein- und Kleinstkraftwerke in Hessen sind schon viele Jahre alt und müssen dringend technisch saniert werden. Durch den Einsatz von moderner Technik und neuen Turbinen, die einen höheren Wasserdurchfluss haben, sind deutliche Effizienzsteigerungen möglich. Insgesamt schätzen Expertinnen und Experten das Ausbaupotenzial für die Wasserkraft in Hessen auf etwa plus 23 Prozent.

„Wasserkraftanlagen-Aspekte“

Zur Beurteilung, ob ein Neubau oder die Modernisierung einer Wasserkraftanlage sinnvoll ist, hat die Universität Kassel im Rahmen einer Studie für das Hessische Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz das Planungswerkzeug „Wasserkraftanlagen-Aspekte“ entwickelt. Es enthält alle Daten zu hessischen Wasserkraftanlagen (Stand 2011) und ermöglicht die Durchführung von Simulationen und die energetisch-wirtschaftliche Analyse von Einzelfällen.

Bericht zur Studie (PDF)

Publikationen

Faktenpapier Wasserkraft in Hessen

Faktenpapier Wasserkraft in Hessen

Erscheinungsdatum

01.03.2016

Themenfeld

Beratung, BürgerinBürger, Energiepolitik, ExpertinExperte, Kommune, Wasserkraft

herunterladen (PDF, 6,35 MIB)

Faktenpapier Wasserkraft in Hessen - Kurzfassung

Faktenpapier Wasserkraft in Hessen - Kurzfassung

Erscheinungsdatum

01.03.2016

Themenfeld

Beratung, BürgerinBürger, Energiepolitik, ExpertinExperte, Kommune, Wasserkraft

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