STROM AUS WASSERKRAFT SCHONT UMWELT UND ROHSTOFFE
Sonne und Wind halten als Naturkräfte den ständigen Kreislauf des Wassers in Gang. Wasserkraft ist daher Solarenergie. Aus der Kraft des fließenden Wassers werden in Deutschland rund 22 Milliarden Kilowattstunden sauberer Strom gewonnen. Weitere 11 Mrd. kWh könnten unter Beachtung ökologischer Gesichtspunkte zusätzlich noch gewonnen werden. Auf diese stets erneuerbare Energie als Schatz der Natur kann der Mensch nicht verzichten.
Jahrhundertelange Erfahrungen ließen die Wasserkraftanlagen zum Kraftwerkstyp mit höchstem Wirkungsgrad und längster Nutzungsdauer werden. Der Erntefaktor, eine weitere Maßzahl für die Wirtschaftlichkeit, gibt das Verhältnis der in vielen Jahren erzeugten Energie zum Energieaufwand für den Bau und Betrieb an. Wasserkraft hat mit einem Erntefaktor von rd. 60 den besten Energienutzen, gefolgt von der Windkraft. Bei der Steinkohle und Kernenergie dagegen ist im Verhältnis zum Energiegewinn ein hoher Einsatz erforderlich.
Im Energiemix der erneuerbaren Energien steht die Wasserkraft rund um die Uhr zur Verfügung. Bei der Stromerzeugung mit Photovoltaik- und Windkraftanlagen kann die Wasserkraft eine Art Energiespeicherung für Ausfallzeiten stellen. Dies ist beispielsweise mittels Pumpspeicherwerken oder durch Erzeugung von Wasserstoff möglich. Die Erzeugungskosten bei Wasserkraftanlagen liegen bei rd. 17 – 40 Pfg/kWh.
Globale Umweltprobleme durch Anstieg der Schadstoffe in der Atmosphäre erfordern rasches Handeln. Ein wichtiger Ansatzpunkt, drohende Klimaveränderungen durch Eindämmung des Schadstoffausstosses zu stoppen, ist die Steigerung der Energieerzeugung aus Sonne, Wind- und Wasserkraft sowie Biomasse.
Wasserkraftstrom in der Welt
Weltweit werden derzeit durch die Wasserkraft pro Jahr rund 2.300 Milliarden kWh erzeugt. Dies entspricht der Energieproduktion von rd. Weltweit werden derzeit durch die Wasserkraft pro Jahr rund 2.300 Milliarden kWh erzeugt. Dies entspricht der Energieproduktion 400 Kernkraftwerken. Riesige Wasserkraftreserven mit rd. 15.000 Milliarden kWh/a liegen noch brach. Mit diesem Potential von 17.300 Mrd. kWh könnte der Weltstrombedarf gedeckt werden.
WASSERKRAFT, NOCH JAHRMILLIARDEN NUTZBAR
Die Bevölkerung der Erde nimmt Jahr für Jahr um zweistellige Millionensummen zu. Experten schätzen, daß sie sich bereits im Jahr 2050 auf über 10 Milliarden verdoppelt haben wird. Ebenso nehmen die anthropogenen Naturkatastrophen zu. Ferner werden in immer größerem Maße wertvolle Rohstoffe rücksichtslos zur Befriedigung der Energiebedürfnisse der Menschen unwiederbringlich vernichtet. Öl, Gas und Uran werden deshalb nur noch wenige Jahrzehnte zur Verfügung stehen und die Kohle in einigen Jahrhunderten verbraucht sein.
Diese Entwicklungen machen es notwendig, einen ressourcen- und umweltfreundlichen Energiemix zu finden. Die erneuerbaren Energien stellen im zukunftsorientierten Energiemix einen wichtigen Stellenwert dar. Nur sie stehen für weitere Jahrmilliarden den Menschen zur Nutzung zur Verfügung.
Die Wasserkraft ist als bedeutendste erneuerbare Energie im Energiemix ein Juwel, denn sie ist umweltfreundlich, da ressourcenschonend und emissionsfrei, sicher verfügbar und preiswert. In Verbindung mit dem Bau von ökologisch orientierten Wasserkraftwerken werden sogar erhebliche Verbesserungen für die Umwelt erreicht, wie im folgenden dargelegt wird.
Nur beispielhaft sei genannt:
Bei der Energieerzeugung aus Wasserkraft werden keine umweltbelastenden Schadstoffe oder abgebrannten Kernstäbe erzeugt. Die unwiederbringliche Vergeudung von Rohstoffen wird vermieden. Wasserkraft ist damit uneingeschränkt umweltfreundlich. Wasserkraftanlagen arbeiten weitgehend lärmfrei und es können in der Nähe dazu z. B. Wohnhäuser errichtet werden. Die Wasserkraft hat wegen der ausgewogenen Abflußdauerlinien eine hohe Verfügbarkeit. Sie ist im Vergleich mit anderen Energieträgern preiswürdig, unter Berücksichtigung voller Kosten und externer Effekte, wie der Vermeidung von Gesundheits-, Gebäude- und Umweltschäden. Die Mühlbäche von Ausleitungskraftwerken bilden besonders bei Hochwasser und Wasserarmut Rückzugsbereiche für Fische und andere Wassertiere. Die Energie der Hochwässer wird in den mit den Stauanlagen der Wasserkraftwerke verbundenen Energievernichtungsbauwerken (Tosbecken) konzentriert umgewandelt, die Hochwasserspitzen können gebrochen werden. Durch die Turbinen wird Sauerstoff ins Gewässer eingebracht und damit die Selbstreinigungskraft des Gewässers erhöht. Die Flüsse werden durch die Rechenreinigungsanlagen der Wasserkraftwerke von Unrat und Wohlstandsmüll gesäubert. Wasserkraft bildet bei Ausfall von großräumigen Stromversorgungssystemen eine Notstromversorgung des Landes für Krankenhäuser, Schulen usw. Sie schützt als dezentrale Stromversorgung vor weitwirkenden Sabotageakten, welche bei zentralen Großkraftwerken eine Gefahr darstellen. Durch Übertragung der Gewässerunterhaltung im Einflußbereich der Wasserkraftwerke auf den Kraftwerksbetreiber wird der Steuerzahler entlastet. Wasserkraft ist als heimische Energiequelle importunabhängig. Sie steht als regenerative Energie auf unendliche Zeit zur Verfügung. Jedenfalls so lange noch, wie unsere Sonne -ein 4,5 Milliarden Jahre junger gelber Zwergstern – dem blauen Planet Erde Energie spendet. Dies ist nach Expertenschätzungen noch gut vier Milliarden Jahre in der heutigen Strahlungsstärke der Fall. Nur ein Kilowatt aus erneuerbaren Energien erzeugt in diesem Zeitraum rd. 32 Mrd. Kilowattstunden.
Reaktivierung, Modernisierung und Neubau von Wasserkraftwerken ist ein Gebot der Zeit
Der Mensch nutzt die treibende Kraft des Wassers bereits seit Jahrtausenden. Beispiele dafür sind Mühlen und Schöpfräder zur Bewässerung. Wo heute Strom für die umliegende Bevölkerung erzeugt wird, stand früher oft eine Hammermühle oder ein Sägewerk. Die Betriebsanlagen wurden im Laufe der Zeit mit ihren Mühlbächen zu wertvollen Bestandteilen unserer Kulturlandschaften.
In den vergangenen Jahrzehnten wurden aufgrund einer falsch verstandenen Energiepolitik Wasserkraftanlagen sogar stillgelegt. Es ist zur verstärkten Erschließung notwendig, daß Tausende Wasserkraftwerke modernisiert werden.
Weiterhin sind Tausende flußbaulich notwendiger und bereits vorhandener Wehre heute energetisch ungenutzt. Um 1900 waren noch 70.000 vorwiegend kleine Wasserkraftwerke in Betrieb, heute sind es nur noch rund 10 Prozent davon. Der überwiegende Teil der stillgelegten Wasserkraftwerke wartet auf den Prinzenkuß zu ihrer Wiedererweckung. Ein wichtiger Meilenstein zur Erschließung der erneuerbaren Energien stellt die Erhaltung des Stromeinspeisungsgesetzes (StrEG) dar. Der große Erfolg des StrEG liegt darin, daß eine erhebliche Steigerung regenerativer Stromerzeugung erreicht wurde. Bei der Wasserkraft betrug diese allein von 1991 – 1995 gerechnet 40 Prozent.
ÖKOLOGISCH ORIENTIERTE WASSERKRAFT – WERTVOLLE TEILE UNSERER KULTURLANDSCHAFT
In der Kulturlandschaft hat der Mensch seit vielen Jahrhunderten zur Vermeidung von Hochwässern versucht, den Flüssen ihren eigenen Raum zuzuweisen. Siedlungen entstanden entlang der Flüsse, da der Mensch sich den Energieadern der Natur anschließen mußte. Mit dieser unumkehrbaren Entwicklung tieften sich die Flüsse mehr und mehr ein. In der Folge daraus sank das Grundwasser ab, Unterspülungen und Gefahren für die Uferdämme entstanden. Eine Stabilisierung der Gewässersohle war daher angezeigt. Mit Querbarrieren zum Fluß konnte die Eintiefung der Gewässersohle gestoppt und der Grundwasserstand wieder gehoben werden. Die mit diesen flußbaulich notwendigen Maßnahmen einhergehende Wassergefällsunterschiede können in idealer Weise zur Stromerzeugung genutzt werden.
Der Großteil der rd. 7.200 Wasserkraftwerke in Deutschland sind Ausleitungskraftwerke(1). Bei ihnen wird das Flußwasser in einem Nebenarm (2) (z. B.Mühlbach) des Hauptgewässers zu den Turbinen geleitet und später dem Unterlauf (3) wieder zugeführt. Moderne, ökologisch ausgerichtete Wasserkraftwerke beachten beispielsweise durch eine naturnahe Gestaltung der Uferbereiche (6) und durch Fischpässe (7) dort wo es möglich ist die Belange der Natur.
Die Mühlbäche bilden, ähnlich wie die weitverzweigten Nebenarme in der Urflußlandschaft, eine wertvolle Bereicherung der Flußsysteme. Im Mutterbett soll eine für die dortige Flora und Fauna ausreichende Wassermenge (4) verbleiben (z. B. 1/7 MNQ), die durch seitliche Zuflüsse (5) ergänzt wird. In Flußkraftwerken (8) wird das Wasser auf eine kurze Strecke über die Turbinen geleitet und unmittelbar danach dem Fluß wieder zugeführt (9). Die Durchgängigkeit des Flusses wird, wenn es möglich ist, mit Umgehungsgewässern (10) sinnvoll aufrecht erhalten.
Die flußaufwärts gelegenen Bereiche (11) geringerer Fließgeschwindigkeit heben den Grundwasserstand und ermöglichen vielfach eine wertvolle Revitalisierung der Auenlandschaft (12).
Das Geschiebe wird durch Kiesschleusen (13) in den Unterlauf vertriftet (14). Die im Bild dargestellten ökologisch orientierten Wasserkraftnutzungen zeigen auf, wie negative Entwicklungen der Vergangenheit (lineare Betonbauweisen etc.) verbessert werden können.
Wasserkraft intelligent und ökologisch einfühlsam genutzt, stellt daher ein Geschenk der Natur dar, auf das der Mensch nicht verzichten soll.