Wasserwissen: Ruhr verstehen!

Wasserkraft

 

Foto: “Creative Commons” von Konrad Hädener. Lizenz CC BY 2.0

Heute ist Wasserkraft weltweit die am intensivsten genutzte der erneuerbaren Energien. Erneuerbar deshalb, weil bei dieser Art der Stromgewinnung im Prinzip keine Rohstoffe verbraucht werden. Durch den Kreislauf des Wassers aus Verdunstung und Niederschlag steht es als Energiequelle immer wieder zur Verfügung.

Potentielle Energie steckt im Wasser oberhalb des Meeresspiegels überall. Wo es ein Gefälle gibt, kann diese Energie genutzt werden – die Bewegung des Wassers treibt dann mechanische Geräte wie beispielsweise Laufräder an. Lässt man das Wasser durch Turbinen strömen, werden diese in Bewegung gebracht. Mithilfe von Generatoren kann solche mechanische Bewegungsenergie dann in elektrischen Strom umgewandelt werden.

Wie gut sich die Kraft des Wassers zur Energiegewinnung nutzen lässt, hängt von den landschaftlichen Voraussetzungen vor Ort ab. So ist neben Höhenunterschieden etwa die regionale Niederschlagsmenge dafür von Bedeutung. Mit dem Niederschlag ändert sich der Wasserstand eines Flusses und damit auch seine Nutzbarkeit zur Energiegewinnung. Trocknet ein Fluss im Sommer aus, kann er auch keine Laufräder oder Turbinen mehr antreiben. An Wasserkraftanlagen setzt man daher Staustufen ein, die einen ausreichenden Wasserstand aufrechterhalten. Zugleich können solche Wasserreservoire als Trinkwasserspeicher genutzt werden. An den Stauseen der Ruhr wird so mithilfe des Wassers elektrischer Strom erzeugt.

Ein Vorteil der Wasserkraft gegenüber anderen Arten der Energiegewinnung ist ihr hoher Wirkungsgrad, das heißt, dass ein großer Teil der Energie auch tatsächlich verlustfrei genutzt werden kann. Außerdem zeichnet sich die Wasserkraft durch gute Speicherbarkeit aus – wird das Wasser gestaut, kann es im Bedarfsfall kurzfristig zur Stromproduktion genutzt werden. Nicht zuletzt ist die Wasserkraft verglichen mit der Verbrennung fossiler Energieträger arm an Abfallprodukten wie Kohlendioxid oder radioaktiven Abfällen.

Auch mit der Wasserkraft sind jedoch ökologische Schwierigkeiten verbunden. Durch den Neubau eines Wasserkraftwerks beziehungsweise eines dazugehörigen Staubeckens in einem Fluss, wird dessen Wasserhaushalt verändert. Das hat etwa Auswirkungen auf Temperatur und Sauerstoffkonzentration des Wassers sowie auf den Nährstofftransport in Flüssen. Das Bauwerk selbst stellt für die Tiere in einem Fluss ein Hindernis dar, das ihre natürlichen Wanderwege blockiert.

Um solchen negativen Folgen entgegenzusteuern, können Ausgleichsmaßnahmen ergriffen werden. Dazu gehört der Bau von Fischtreppen, die den Tieren ermöglichen, am Kraftwerk vorbei zu wandern. Auch eine möglichst naturnahe Gestaltung der Staubereiche kann die ökologischen Folgen abmildern, ebenso Turbinen, die das Wasser wieder mit Sauerstoff anreichern.

Ein Eingriff in die Flusslandschaft bleibt der Bau eines Wasserkraftwerks dennoch. Insbesondere bei Großprojekten kann das mit erheblichen ökologischen und sozialen Problemen verbunden sein. Ein Beispiel hierfür ist der Dreischluchtenstaudamm in China. Auf der anderen Seite können Stauseen, die der Wasserkraft dienen, auch zum Hochwasserschutz beitragen, weil sie den Wasserstand regulieren helfen. Die Aufgabe der Wasserkraft bleibt, einen sinnvollen Kompromiss zu suchen zwischen dem Bedürfnis Energie zu gewinnen und dem Schutz der natürlichen Gewässer.

 

Foto: “Creative Commons” von Konrad Hädener. Lizenz CC BY 2.0

Heute ist Wasserkraft weltweit die am intensivsten genutzte der erneuerbaren Energien. Erneuerbar deshalb, weil bei dieser Art der Stromgewinnung im Prinzip keine Rohstoffe verbraucht werden. Durch den Kreislauf des Wassers aus Verdunstung und Niederschlag steht es als Energiequelle immer wieder zur Verfügung.

Potentielle Energie steckt im Wasser oberhalb des Meeresspiegels überall. Wo es ein Gefälle gibt, kann diese Energie genutzt werden – die Bewegung des Wassers treibt dann mechanische Geräte wie beispielsweise Laufräder an. Lässt man das Wasser durch Turbinen strömen, werden diese in Bewegung gebracht. Mithilfe von Generatoren kann solche mechanische Bewegungsenergie dann in elektrischen Strom umgewandelt werden.

Wie gut sich die Kraft des Wassers zur Energiegewinnung nutzen lässt, hängt von den landschaftlichen Voraussetzungen vor Ort ab. So ist neben Höhenunterschieden etwa die regionale Niederschlagsmenge dafür von Bedeutung. Mit dem Niederschlag ändert sich der Wasserstand eines Flusses und damit auch seine Nutzbarkeit zur Energiegewinnung. Trocknet ein Fluss im Sommer aus, kann er auch keine Laufräder oder Turbinen mehr antreiben. An Wasserkraftanlagen setzt man daher Staustufen ein, die einen ausreichenden Wasserstand aufrechterhalten. Zugleich können solche Wasserreservoire als Trinkwasserspeicher genutzt werden. An den Stauseen der Ruhr wird so mithilfe des Wassers elektrischer Strom erzeugt.

Ein Vorteil der Wasserkraft gegenüber anderen Arten der Energiegewinnung ist ihr hoher Wirkungsgrad, das heißt, dass ein großer Teil der Energie auch tatsächlich verlustfrei genutzt werden kann. Außerdem zeichnet sich die Wasserkraft durch gute Speicherbarkeit aus – wird das Wasser gestaut, kann es im Bedarfsfall kurzfristig zur Stromproduktion genutzt werden. Nicht zuletzt ist die Wasserkraft verglichen mit der Verbrennung fossiler Energieträger arm an Abfallprodukten wie Kohlendioxid oder radioaktiven Abfällen.

Auch mit der Wasserkraft sind jedoch ökologische Schwierigkeiten verbunden. Durch den Neubau eines Wasserkraftwerks beziehungsweise eines dazugehörigen Staubeckens in einem Fluss, wird dessen Wasserhaushalt verändert. Das hat etwa Auswirkungen auf Temperatur und Sauerstoffkonzentration des Wassers sowie auf den Nährstofftransport in Flüssen. Das Bauwerk selbst stellt für die Tiere in einem Fluss ein Hindernis dar, das ihre natürlichen Wanderwege blockiert.

Um solchen negativen Folgen entgegenzusteuern, können Ausgleichsmaßnahmen ergriffen werden. Dazu gehört der Bau von Fischtreppen, die den Tieren ermöglichen, am Kraftwerk vorbei zu wandern. Auch eine möglichst naturnahe Gestaltung der Staubereiche kann die ökologischen Folgen abmildern, ebenso Turbinen, die das Wasser wieder mit Sauerstoff anreichern.

Ein Eingriff in die Flusslandschaft bleibt der Bau eines Wasserkraftwerks dennoch. Insbesondere bei Großprojekten kann das mit erheblichen ökologischen und sozialen Problemen verbunden sein. Ein Beispiel hierfür ist der Dreischluchtenstaudamm in China. Auf der anderen Seite können Stauseen, die der Wasserkraft dienen, auch zum Hochwasserschutz beitragen, weil sie den Wasserstand regulieren helfen. Die Aufgabe der Wasserkraft bleibt, einen sinnvollen Kompromiss zu suchen zwischen dem Bedürfnis Energie zu gewinnen und dem Schutz der natürlichen Gewässer.