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Wasserkraft

Wasserkraft Erklärung

Das Wasser besitzt neben der Sonne und dem Wind die größte Kraft auf der Erde. In Ozeanen, Flüssen und Seen steckt eine gewaltige Masse und damit verbunden potenzielle Energie. Norwegen beispielsweise nutzt diese Kräfte bereits seit Jahren und erzeugt nahezu seinen gesamten Strom über die Wasserkraft. Damit ist die Stromerzeugung emissionsfrei (im Betrieb) und regenerativ. Wasser ist zwar kein nachwachsender Rohstoff, doch es wird im Zuge der Energieerzeugung nicht verbraucht.

Wasserkraftwerke

In Deutschland hingegen beträgt der Anteil von Wasserkraft in der Energieproduktion etwa 5 %. Aktuell werden diese 5 % mit Hilfe von Pumpspeicherkraftwerken und Laufwasserkraftwerken erreicht, wobei die Laufwasserkraftwerke einen höheren Anteil besitzen.

Pumpspeicherkraftwerke

Pumpspeicherkraftwerke werden an Seen oder Talsperren so hoch wie möglich errichtet. Durch den Höhenunterschied von Kraftwerk zu Wasser besitzt das Wasser im Kraftwerk eine gewisse potenzielle Energie, die – wenn das Wasser abgelassen wird – Turbinen antreibt und Energie erzeugt. So lässt sich Wasser in Zeiten, wo der Strom günstig ist (z.B. nachts) nach oben ins Pumpspeicherkraftwerk pumpen und tagsüber zur Energieerzeugung ablassen. In dieser Form sind die Kraftwerke einer der wenigen Möglichkeiten, Energie zu speichern.  Pumpspeicherkraftwerke lassen sich jedoch nicht überall bauen. Zunächst benötigen sie die geeignete Umgebung, damit eine Errichtung sinnvoll ist. Die Umwelt wird beeinflusst, Ortschaften müssen umgesiedelt werden und die Gefahr eines Dammbruches ist ebenfalls nicht zu vernachlässigen.

Laufwasserkraftwerke

Laufwasserkraftwerke nutzen die Strömung der Flüsse. An geeigneter Stelle wird eine Staumauer errichtet, die das Flusswasser staut (um den Höhenunterschied zu vergrößern) und an einer Turbine vorbei leitet. Die Energie des Wassers treibt diese Turbine an und erzeugt so Strom. Da die geeigneten Stellen für Laufwasserkraftwerke in Deutschland begrenzt sind, sind weitere Neuerrichtungen nur schwer zu verwirklichen. Die Binnenschifffahrt und Ökologie würden schwer beeinträchtigt.

Möglichkeiten zur Stromerzeugung mit Wasserkraft sind in Deutschland weitestgehend ausgeschöpft. Zudem kommen die Kosten hinzu. Die Kraftwerke müssen eine sehr hohe Lebensdauer aufweisen um rentabel zu sein. Kurz- und mittelfristig ist die Stromerzeugung mit Wasserkraft sehr kostspielig. Kleinwasserkraftwerke können noch in Deutschland gebaut werden. Diese Form des Wasserkraftwerkes erzeugt vergleichsweise wenig Strom (bis 10 MW) und benötigt wenig Platz. Das Prinzip, dass Wasser durch Höhenunterschiede Turbinen antreibt ist jedoch dasselbe.

Wasserkraft – Zukünftige Methoden

Das Potenzial der Flüsse und von Pumpspeicherkraftwerken ist demnach beinahe ausgeschöpft. Neben der relativ autarken Versorgung mit Kleinwasserkraftwerken ist es in Deutschland nur noch möglich, auf das Meer auszuweichen. Die modernen Techniken erlauben vielseitige Stromerzeugung mit Hilfe des Ozeans. Fast alle Methoden sind noch im Entwicklungsstadium. Der Übersicht halber werden hier nur drei Verfahren vorgestellt.

Wasserkraft – Die Seeschlange

Die sogenannte Seeschlange ist wahrscheinlich am weitesten ausgereift: ein Wellenkraftwerk in Form eines langes Stahlrohrs (bzw. mehreren Segmenten) nutzt die Bewegung und Energie der Wellen um Energie zu erzeugen. Mit einem Wirkungsgrad von um die 30 % ist diese Methode eine sehr gute zusätzliche regenerative Energieform.

Wasserkraft – Meeresströmungskraftwerke

Analog zur Windkraftanlage ist es möglich, Meeresströmungskraftwerke auf den Meeresgrund zu setzen. Voraussetzung ist eine Mindesttiefe des Meeres, weshalb die Methode in Deutschland sehr schwer bis gar nicht umsetzbar ist. Die Auswirkungen auf die Umwelt sind durch die Rotoren und den Lärm noch zu untersuchen. Aufgrund der langsamen Rotorbewegung schließt man eine negative Auswirkung auf die Meeresbewohner weitgehend aus.

Wasserkraft – Gezeitenkraftwerk

Die letzte geeignete Methode ist das Gezeitenkraftwerk. Durch Ebbe und Flut entstehen regelmäßig hohe Energien, die durch einfache Rotoren in Strom umgewandelt werden kann. Da der Tidenhub in Deutschland maximal 2 bis 3 Meter (Nordsee) beträgt, ist eine solche Anlage eher unrentabel.

Wie man sieht, ist das Potenzial der Wasserkraft in Deutschland weitestgehend ausgeschöpft. Allein die Seeschlange ist eine Möglichkeit, mit Hilfe des Ozeans alternative Energie zu erzeugen. Alle anderen Methoden sind in Deutschland schwer umsetzbar. Weltweit ist das Potenzial des Meeres durch örtliche Gegebenheiten (Tidenhub, Strömung, Wärme) jedoch enorm. Werden die Techniken optimiert ist eine weitere Steigerung der regenerativen Energieform möglich.


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