Wasserkraft: Die größten Wasserkraftwerke und wie Dein Strom daraus wird

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Um aus Wasser Strom werden zu lassen, braucht es die technischen Errungenschaften der Neuzeit. Mithilfe von Wasserkraft wird ökologischer Strom produziert. Oder ist dieser gar nicht so ökologisch verträglich?

Informationen zu Wasserkraft und Strom: Wasserkraftwerke wandeln Energie

Die Nutzung der Wasserkraft soll dazu beitragen, erneuerbare Energien weiter auf den Vormarsch zu bringen und sauberen Strom zu produzieren.

Die Menschheit nutzte schon vor vielen Tausend Jahren Wasserkraft, um zum Beispiel Mühlen oder Sägewerke anzutreiben. Heute wird Strom produziert, der aus dem Wasserkraftwerk in die Steckdose kommt.

Wie arbeitet ein Wasserkraftwerk?

In einem Wasserkraftwerk wird die Kraft des Wassers zu Strom umgewandelt. Das heißt, dass die kinetische bzw. die potenzielle Energie (zum Beispiel des Fallwassers) genutzt und umgewandelt wird. Das geschieht über Turbinen, die durch die Wasserkraft angetrieben werden. Diese wiederum treiben einen Generator an.

Die Bewegungsenergie bzw. die potenzielle Energie des Wassers wird nun zu elektrischer Energie, das heißt zu Strom. Wasserkraftwerke sind an ein Umspannwerk gekoppelt, sodass der erzeugte Strom direkt in das Stromnetz eingespeist werden kann. So steht er zur Nutzung frei. Freilich ist es beim Endverbraucher nicht mehr zu merken, ob der Strom aus Wasserkraft stammt, ob andere erneuerbare Energien genutzt wurden oder Atomkraft.

Das folgende Video zeigt noch einmal die Funktionsweise der Wasserkraftwerke:

Video: Aus Wasserkraft Strom produzieren.

Welche Wasserkraftwerke gibt es?

Um einen Nutzen aus der Wasserkraft ziehen zu können, wurden verschiedene Wasserkraftwerke gebaut. Es gibt zum einen das Laufwasserkraftwerk, bei dem die Fließbewegung der Gewässer genutzt wird. Die Funktionsweise der Laufkraftwerke entspricht der oben beschriebenen. Leider sind diese Wasserkraftwerke nicht regulierbar und werden rund um die Uhr betrieben.

Das heißt, sie können auch nicht auf einen veränderten Bedarf reagieren. Anders ist es bei einem Gezeitenkraftwerk. Dieses steht an Meeren, an denen Ebbe und Flut vorkommen, genutzt wird die Bewegungsenergie der Gezeiten. Es kann mehr Strom produziert werden, je größer die Unterschiede zwischen Ebbe und Flut sind.

Bei einem Speicherkraftwerk wird mit gestautem Wasser gearbeitet, ein derartiges Wasserkraftwerk lässt sich gut regulieren und somit auf den jeweiligen Bedarf anpassen. Das Wasser aus Fluss, Becken oder See wird hier angestaut, die Turbinen sind mit Röhren verbunden.

Besteht ein erhöhter Strombedarf, werden die Röhren geöffnet und das Wasserkraftwerk produziert Strom. Eine ähnliche Funktionsweise besitzen Pumpspeicherkraftwerke, bei denen das Wasser aus einer tiefer gelegenen Ebene nach oben gepumpt wird.

Momentan noch in der Erprobung befindlich sind Wellenkraftwerke, bei denen die Kraft der Wellen genutzt werden soll. Hier stehen verschiedene Möglichkeiten der Stromerzeugung zur Wahl, es gibt noch keine abschließenden Testurteile.

Das Umweltministerium der Bundesregierung hatte vor einiger Zeit eine Studie in Auftrag gegeben, um das Potenzial der Wasserkraft für die Energiewende zu untersuchen. ( Foto: Shutterstock-Preechar Bowonkitwanchai)

Das Umweltministerium der Bundesregierung hatte vor einiger Zeit eine Studie in Auftrag gegeben, um das Potenzial der Wasserkraft für die Energiewende zu untersuchen. ( Foto: Shutterstock-Preechar Bowonkitwanchai)

Wasserkraft in der Energiewende

Das Umweltministerium der Bundesregierung hatte vor einiger Zeit eine Studie in Auftrag gegeben, um das Potenzial der Wasserkraft für die Energiewende zu untersuchen. Dabei kam heraus, dass dieses bereits annähernd ausgeschöpft ist. Die entsprechenden Informationen dazu wurden durch das Umweltministerium selbst veröffentlicht.

Können Wasserkraftwerke die Energiewende unterstützen?

Sicherlich können Wasserkraftwerke dazu beitragen, weniger Strom aus Atomkraft oder Braunkohle zu benötigen. Dennoch brachte die Studie des Umweltministeriums hervor, dass das nutzbare Potenzial der Wasserkraft kaum noch erhöht werden kann. Lediglich durch eine Modernisierung der bestehenden Anlagen sowie durch eine teilweise Erweiterung kann das Potenzial weiter erhöht werden.

Die Wasserkraft in Deutschland wird nur einen geringen Beitrag zur Energiewende leisten können, denn sowohl das technische als auch das ökologische Potenzial sind größtenteils ausgeschöpft. Informationen finden sich diesbezüglich nur spärlich.

Sicherlich ist Wasserkraft eine erneuerbare Energie und von diesem Standpunkt aus positiv zu bewerten. ( Foto: Shutterstock- DedMityay )

Sicherlich ist Wasserkraft eine erneuerbare Energie und von diesem Standpunkt aus positiv zu bewerten. ( Foto: Shutterstock- DedMityay )

Ökologische Auswirkungen der Wasserkraft

Um aus Wasserkraft Strom zu produzieren, sind freilich Eingriffe in die Ökologie nötig und daran zeigt sich deutlich: Wasserkraft hat nicht nur positive Seiten! Ökosysteme von Fließgewässern und Auen werden verändert, daher wird der Neubau der Wasserkraftwerke vor allem von Umweltschützern kritisch gesehen. Die Modernisierung und Erweiterung bereits bestehender Anlagen sind daher die bessere Wahl.

Sicherlich ist Wasserkraft eine erneuerbare Energie und von diesem Standpunkt aus positiv zu bewerten. Doch naturbelassene Flüsse bieten nicht über das ganze Jahr verteilt ein gleichmäßiges Wasserangebot. Außerdem muss die Fallhöhe des Wassers möglichst hoch sein, um so viel Strom wie möglich zu bekommen.

Folgende Nachteile sind mit der Nutzung der Wasserkraftwerke verbunden:

  • biologische und morphodynamische Prozesse der Fließgewässer werden unterbrochen
  • Organismen werden geschädigt, dadurch Gefährdung ganzer Populationen
  • Stauwerke führen zu geringem Wasserabfluss im restlichen Gewässerbett

Wasserkraftwerke in Deutschland

Mehr als dreißig Pumpspeicherkraftwerke sind in Deutschland vertreten, wobei das Pumpspeicherwerk Goldisthal in Thüringen das größte ist. Es wurde im Jahr 2003 fertiggestellt und bringt rund 1.060 Megawattstunden. Bis zu 8,5 Gigawattstunden Strom können gespeichert werden. Der Bau wurde allerdings von Umweltschützern angeprangert, weil für die Schaffung des Oberbeckens der Gipfel des Großen Farmdenkopfes abgetragen werden musste.

Ebenfalls zu den größten Wasserkraftwerken in Deutschland zählt das Pumpspeicherkraftwerk Geesthacht, welches seit 1958 genutzt wird. Es handelt sich um das größte Wasserkraftwerk dieser Art in Norddeutschland. Deutschlandweit gesehen sind aber auch die folgenden Kraftwerke relevant: Pumpspeicherwerk Markersbach, Kavernenkraftwerk Wehr, Kavernenkraftwerk Waldeck II und das Kavernenkraftwerk Bad Säckingen.

Auch wenn die Nutzung der Wasserkraft für Strom in Deutschland nahezu ausgeschöpft ist, steht die Bundesrepublik damit doch an vierter Stelle der größten Stromproduzenten in Europa:

Stromerzeugung aus Wasserkraft in Europa
Land Stromerzeugung aus Wasserkraft (GWh, 2013)
Norwegen 128.477 GWh
Frankreich 70.489 GWh
Schweden 61.361 GWh
Italien 52.773 GWh
Österreich 41.977 GWh
Schweiz 39.308 GWh
Spanien 36.780 GWh
Jugoslawien 24.637 GWh
Deutschland 22.998 GWh
Rumänien 14.957 GWh

Wasserkraftwerke in der Welt

Das Wasserkraftwerk Drei Schluchten in China erbringt eine Nennleistung von rund 22.500 Megawattstunden und ist damit das größte der Welt. Auch Baihetan und Xiluodu (beide China) sowie Itaipú (Brasilien), sind ganz vorn in der Welt dabei. Tucurui wird ebenfalls genannt und bringt immerhin 8,37 Gigawattstunden. Die folgende Tabelle zeigt die größten Wasserkraftwerke der Welt und ihre Leistung:

Die größten Wasserkraftwerke der Erde
Name des Kraftwerks Leistung in MW Fertigstellung In welchem Land liegt das Wasserkraftwerk? An welchem Fluss steht das Kraftwerk?
Drei Schluchten 22.500 MW 2008 Volksrepublik China Jangtsekiang
Baihetan 16.000 MW geplant 2021 Volksrepublik China Jangtsekiang
Itaipú 14.000 MW 1983 Brasilien, Paraguay Río Paraná
Xiluodu 13.860 MW 2014 Volksrepublik China Jangtsekiang
Turuchansk 12.000 MW in Planung Russland Untere Tunguska
Belo Monte 11.233 MW 2019 Brasilien Xingu
Guri (Simón Bolívar) 10.235 MW 1986 Venezuela Río Caroní
Wudongde 8.700 MW geplant 2020 Volksrepublik China Jangtsekiang
Tucuruí 8.370 MW 1984 Brasilien Rio Tocantins
Tasang 7.110 MW Bau 2016 gestoppt[1] Myanmar Saluen
Grand Coulee 6.809 MW 1942 USA Columbia River
Grand Ethiopian Renaissance 6.450 MW geplant 2022[2] Äthiopien Blauer Nil
Xiangjiaba 6.448 MW 2014 Volksrepublik China Jangtsekiang
Longtan 6.426 MW 2009 Volksrepublik China Hongshui He
Sajano-Schuschensker Stausee 6.400 MW 1985 Russland Jenissei
Krasnojarsk 6.000 MW 1972 Russland Jenissei
Nuozhadu 5.850 MW 2014 Volksrepublik China Mekong
Robert-Bourassa 5.616 MW 1978 Kanada La Grande Rivière
Churchill Falls 5.428 MW 1971 Kanada Churchill River
Jinping II 4.800 MW 2014 Volksrepublik China Yalong Jiang
Wasserkraftwerke arbeiten überaus effizient und erreichen einen sehr hohen Wirkungsgrad. Experten gehen davon aus, dass zwischen 75 und 90 Prozent der kinetischen Energie des Wassers in elektrische Energie und damit in Strom umgewandelt werden können. ( Foto: Shutterstock-Opra)

Wasserkraftwerke arbeiten überaus effizient und erreichen einen sehr hohen Wirkungsgrad. Experten gehen davon aus, dass zwischen 75 und 90 Prozent der kinetischen Energie des Wassers in elektrische Energie und damit in Strom umgewandelt werden können. ( Foto: Shutterstock-Opra)

Häufig gestellte Fragen zum Wasserkraftwerk

Wie wird aus Wasser Energie?

Aus Wassern muss keine Energie werden, denn Wasser besitzt selbst kinetische und potenzielle Energie. Diese muss aber in elektrische Energie gewandelt werden, um sie als Strom nutzen zu können. Im Wasserkraftwerk wird mithilfe einer Turbine ein Generator angetrieben, der wiederum für die Umwandlung der Energie in Strom sorgt.

Welche Energieform hat Wasser?

Wasser kann sowohl kinetische Energie als auch potenzielle Energie haben. Erstere ist bei allen Fließgewässern vorhanden, Letztere entsteht durch Fallwasser, was einen Wasserfall oder Rohre herabströmt bzw. generell von einer oberen auf eine untere Ebene fließen kann. Diese Energieformen werden dann in elektrische Energie umgewandelt.

Wie effizient sind Wasserkraftwerke?

Wasserkraftwerke arbeiten überaus effizient und erreichen einen sehr hohen Wirkungsgrad. Experten gehen davon aus, dass zwischen 75 und 90 Prozent der kinetischen Energie des Wassers in elektrische Energie und damit in Strom umgewandelt werden können.

Wie viel Strom erzeugt ein Wasserkraftwerk?

Pro Jahr können die Wasserkraftwerke in Deutschland etwa 95 Millionen Kilowattstunden Strom erzeugen. Insgesamt können damit etwa 27.000 Haushalte versorgt werden, wenn diese maximal 3.500 kWh im Jahr verbrauchen.

Über den Autor

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Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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