Wasserkraft

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Wasserkraft ist eine bewährte und zuverlässige Methode zur Energieerzeugung, die saubere und erneuerbare Energie liefert

Die Technologie der Wasserkraft verbesserte sich über die Jahre und stellt nun effizientere und zuverlässigere Energielösungen bereit. Wasserkraft hilft, den CO2-Ausstoß zu verringern und Unternehmen dabei, ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Wasserkraft - Erneuerbare Energieerzeugung

Wasserkraft
Voraussetzungen
Technische Grundlagen

Wasserkraft

Die Größe von Wasserkraftwerken variiert stark, von kleineren Anlagen, die nur wenige Kilowatt erzeugen, bis zu großen Staudämmen, die Tausende von Megawatt an Leistung produzieren.

Im Allgemeinen kann man Wasserkraftwerke in drei Kategorien einteilen:

Kleine Wasserkraftwerke
Mittelgroße Wasserkraftwerke
Große Wasserkraftwerke.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Größe eines Wasserkraftwerks nicht immer ein Indikator für seine Effizienz oder Wirtschaftlichkeit ist. Auch kleinere Anlagen sind in bestimmten Situationen sehr nützlich, insbesondere in abgelegenen Gebieten, wo sie als autonome Stromversorgung dienen.

Voraussetzungen

In Deutschland gelten für den Betrieb von Wasserkraftwerken verschiedene Voraussetzungen. Diese hängen von der Art und Größe des Kraftwerks sowie der Lage und Beschaffenheit des Gewässers ab.

Hier sind einige wichtige Aspekte, die zu berücksichtigen sind:

Genehmigungsverfahren: Wasserkraftwerke benötigen in der Regel eine Genehmigung, die von den zuständigen Behörden erteilt wird. Dies betrifft vor allem den Wasserrechtlichen Planfeststellungsbeschluss, der durch das Landesamt für Umwelt in den Bundesländern erteilt wird.
Umweltverträglichkeitsprüfung: Für größere Wasserkraftwerke ist häufig eine Umweltverträglichkeitsprüfung erforderlich, um sicherzustellen, dass das Kraftwerk keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt hat. Hierbei werden verschiedene Aspekte wie beispielsweise der Schutz von Fischbeständen, die Vermeidung von Erosion und die Vermeidung von Lärm berücksichtigt.
Wasserrechtliche Erlaubnis: Wasserkraftwerke benötigen eine wasserrechtliche Erlaubnis, die von den zuständigen Behörden erteilt wird. Hierbei wird geprüft, ob das Kraftwerk die Wasserverfügbarkeit nicht einschränkt oder die Wasserqualität nicht verschlechtert.
Technische Anforderungen: Wasserkraftwerke müssen den technischen Anforderungen entsprechen, die in der Wasserkraftverordnung (WHV) festgelegt sind. Hierbei geht es vor allem um die Sicherheit des Kraftwerks, den Schutz von Menschen und Umwelt sowie die Energieeffizienz.
Nutzung von Wasserkraftpotentialen: Bei der Planung von Wasserkraftwerken müssen die Potentiale der Wasserkraftnutzung im jeweiligen Gebiet berücksichtigt werden. Hierbei ist auch zu prüfen, ob der Fluss für die geplante Nutzung ausreichend Wasser führt und wie hoch die zu erwartende Energieausbeute ist.
Berücksichtigung von Naturschutz- und Landschaftsschutzgebieten: Wasserkraftwerke müssen sich auch an den Vorgaben von Naturschutz- und Landschaftsschutzgebieten orientieren und sicherstellen, dass diese Gebiete nicht beeinträchtigt werden.

Die genauen Voraussetzungen für den Betrieb von Wasserkraftwerken variieren je nach Bundesland und örtlichen Gegebenheiten. Es ist daher wichtig, sich im Vorfeld bei den zuständigen Behörden und Experten zu informieren.

Technische Grundlagen

Die "technischen Grundlagen" beschreiben die verschiedenen Möglichkeiten, die zur Steigerung der Stromerzeugung aus Wasserkraft dienen. Eine Möglichkeit ist die Modernisierung bestehender Kraftwerkstechnik mit modernen Turbinen und anderen technischen Innovationen, um den Energieertrag zu erhöhen. Eine andere Möglichkeit ist der Ausbau bestehender Anlagen, um größere Wassermengen zu nutzen. Eine dritte Möglichkeit ist der Bau neuer Anlagen oder die Reaktivierung bestehender Anlagen. Bei der Nutzung der Wasserkraft müssen jedoch Aspekte des Gewässerschutzes beachtet werden, da diese die Gewässerökologie beeinflussen können. Maßnahmen zur Verbesserung der ökologischen Verträglichkeit könnten die Wirtschaftlichkeit der Wasserkraftnutzung beeinflussen.

Ausblick

Entwicklung der Stromerzeugung und der installierten Leistung von Wasserkraftanlagen

Die Nutzung der Wasserkraft zeigt ihr größtes Potenzial in den südlichen Bundesländern, da das Gelände der Voralpenregion ein günstiges Gefälle bietet. Die Bundesregierung strebt eine Leistungssteigerung der Wasserkraftanlagen an, die gleichzeitig die gewässerökologische Situation verbessert und alle Umweltanliegen ausgewogen berücksichtigt. Die wesentlichen Potenziale bestehen im Ersatz, der Modernisierung und Reaktivierung vorhandener Anlagen sowie im Neubau an bestehenden Querbauwerken. Es gibt eine Unterscheidung entsprechend der Einteilung in kleine (kleiner als 1 MW) und große Anlagen (größer als 1 MW). Von den großen Wasserkraftanlagen in Deutschland machen 20% Speicherkraftwerke und 80% Laufwasserkraftwerke aus.

Perspektiven der Wasserkraft

Größenordnung	Erläuterungen
Kleinwasserkraftwerke	Es besteht ein Potenzial zur Erweiterung von Kleinwasserkraftanlagen, insbesondere durch die Modernisierung und Reaktivierung bestehender Anlagen oder durch vereinzelten Neubau an bestehenden Querbauwerken. Die Berücksichtigung von Naturschutz- und Gewässerökologie-Anliegen ist dabei von Bedeutung. Kleinwasserkraftwerke können im Inselbetrieb oder netzgekoppelt betrieben werden und liefern aufgrund kleinerer Fallhöhen und Wassermengen nur geringere Leistungen. Die Kosten für den Bau von Wasserkraftanlagen hängen von der installierten Leistung, der Fallhöhe, den Standortbedingungen und den erforderlichen ökologischen Maßnahmen ab.
Speicherkraftwerke	Speicherkraftwerke nutzen das hohe Gefälle und die Speicherkapazität von Talsperren und Bergseen zur Stromerzeugung. Talsperren-Kraftwerke befinden sich am Fuß der Staumauer, während Bergspeicherkraftwerke über Druckrohrleitungen einen in der Höhe liegenden See mit der im Tal liegenden Kraftwerksanlage verbinden. Speicherkraftwerke können zur Deckung der Grundlast und im Spitzenlastbetrieb eingesetzt werden. Pumpspeicherkraftwerke speichern elektrischen Strom als potenzielle Energie des Wassers und füllen sich nicht durch natürliche Wasservorkommen auf.
Laufwasserkraftwerke	Laufwasserkraftwerke nutzen die Strömung eines Flusses oder Kanals zur Stromerzeugung. Sie zeichnen sich durch eine niedrige Fallhöhe bei oft jahreszeitlich schwankender Wassermenge aus und werden aus wirtschaftlichen Gründen oft in Verbindung mit Schleusen gebaut.

Weiterführende Informationen hierzu findet man in den folgenden Literaturstellen:

Schlussbericht: Potentialermittlung für den Ausbau der Wasserkraftnutzung in Deutschland als Grundlage für die Entwicklung einer geeigneten Ausbaustrategie (PDF, 4 MB)
Kurzfassung: Potentialermittlung für den Ausbau der Wasserkraftnutzung in Deutschland (PDF, 476 KB)
Marktanalyse Wasserkraft (PDF, 163 KB)
Studie: Marktanalyse - Wasserkraft (PDF, 3 MB)