Wasserkraft: Genügt die Kraft der Flüsse, um die Welt mit Energie zu versorgen?

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Aktualisiert am: 20 Jun 2021

Wasser auf der Erde ist ständig in Bewegung: Regen strömt, Flüsse fließen, Gletscher schmelzen . All diese Bewegung bietet riesige Gelegenheiten, Energie zu gewinnen .

Image of Earthly mit Regenschirm — Earthly mit Regenschirm

Wie können wir die Bewegung von Wasser in Energie umwandeln?

Wasserkraft mit Dämmen nutzt die Energie der Flüsse, um Strom zu erzeugen .

Wasserkraft genießt zwar nicht so viel Aufmerksamkeit wie Windkraft und Solarenergie , jedoch ist sie bei weitem die größte erneuerbare Energiequelle, die wir momentan nutzen . Sie macht außerdem 16 % unserer gesamten Stromproduktion aus .

Image of Stromerzeugung aus modernen erneuerbaren Energiequellen (davon sind „traditionelle Biokraftstoffeu0022 wie Holz ausgenommen) — Stromerzeugung aus modernen erneuerbaren Energiequellen (davon sind „traditionelle Biokraftstoffeu0022 wie Holz ausgenommen)

Da die Nutzung von Wasserkraft so weit verbreitet ist, sollten wir die potenziellen Folgen genau abwägen. Zunächst schauen wir uns aber an, wie sie genau funktioniert.

Wie funktioniert Wasserkraft?

Der Großteil der Wasserkraft weltweit wird durch den Bau großer Dämme eingefangen.

Wenn wir diese Energie nutzen wollen, öffnen wir ein kleines Tor im Staudamm, um Wasser durchfließen zu lassen . Es fließt durch einen Kanal und dreht eine Turbine, die einen Generator antreibt und so Strom erzeugt (ähnlich wie bei Windturbinen). Der gesamte Prozess sieht so aus:

Image of Wasserkrafterzeugung — Wasserkrafterzeugung

Ein Kubikmeter Wasser, der einen Meter pro Sekunde fällt, kann etwa 10 kW Strom erzeugen (in einem System mit maximaler Effizienz) .

Wieso nutzen wir so viel Wasserkraft?

Es gibt viele Gründe anzunehmen, dass Wasserkraft eine gute Energiequelle ist:

Die Nutzung von Wasserkraft stößt fast immer weniger Treibhausgase aus, als das Verbrennen von fossilen Treibstoffen (dazu später mehr) .
Wasserkraft ist eineerneuerbare Energiequelle, die uns also nie ausgehen wird (zumindest solange Flüsse fließen) .
Die Staudämme habenviele weitere Funktionen neben der Stromerzeugung .

Der wichtigste Vorteil der Wasserkraft ist, dass wir den durch sie erzeugten Strom speichern können .

Während Solarenergie und Windkraft sich hervorragend dazu eignen, kohlenstoffarme Energie herzustellen, können wir sie nicht nutzen, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht . Wir haben viel mehr Kontrolle über Wasserkraft, weil wir die Energie in Dämmen speichern und Strom erzeugen können, wann immer wir ihn brauchen, ohne auf besseres Wetter warten zu müssen !

Wasserkraft kann auch sehr kostengünstig sein. Weil keine Rohstoffe benötigt werden, um sie zu nutzen, fallen nur geringe Betriebskosten an . Dämme zu bauen ist für gewöhnlich teuer , allerdings bleiben sie meistens länger erhalten als Wind- oder Solarkraftwerke . Im Großen und Ganzen sind sie also kostengünstig :

Image of Kosten für unterschiedliche Energien — Kosten für unterschiedliche Energien

Bis jetzt klingt die Wasserkraft perfekt. Allerdings gibt es auch einige ernsthafte Nachteile, die die Wasserkraft um einiges problematischer machen.

All diese Veränderungen sorgen für große Umweltschäden. Schauen wir uns sie genauer an…

Landnutzung

Der Großteil unserer Nutzung von Wasserkraft setzt das Fluten von großen Landflächen voraus. Durch Photovoltaik könnten die Vereinigten Staaten von Amerika dieselbe Menge an Strom auf nur 13 % der Fläche produzieren !

Land zu fluten, um Staudämme zu errichten, ist aus vielen Gründen schlecht. Zum Beispiel wird dabei eventuell die heimische Tierwelt zerstört, Dörfer werden häufig geflutet und Menschen werden aus ihrer Heimat vertrieben . Aber auch auf das Klima haben Flutungen unschöne Auswirkungen:

Wenn wir Land fluten, führt das dazu, dass Mikroben im Wasser langsam die überfluteten Pflanzen zersetzen und so Methan freisetzen .

Zu diesen Emissionen kommt es nicht nur, wenn der Damm anfangs geflutet wird. Sedimente (also lockeres Material wie Sand) und organische Materie fließen natürlich die Flüsse hinunter, sammeln sich dann aber am Boden von Dämmen ab. Dort wird also während der gesamten Existenz der Dämme kontinuierlich Methan freigesetzt .

Der Wasserspiegel von Stauseen fluktuiert außerdem mehr als der von natürlichen Seen. Dadurch werden Pflanzen am Ufer immer wieder überflutet, was zu noch mehr Methanemissionen führt .

Image of Emissionen aus überfluteten Stauseen — Emissionen aus überfluteten Stauseen

Laut einer Schätzung sind Stauseen für 1,3 % aller menschengemachten Treibhausgasemissionen verantwortlich – so viel wie die aus ganz Kanada !

Trotzdem werden bei der Wasserkraft fast immer viel weniger Treibhausgase ausgestoßen, als bei fossilen Kraftstoffen (wobei das auch davon abhängt, wann ein Damm erbaut wurde) . Emissionen sind besonders hoch, wenn kohlenstoffreiche Wälder geflutet werden .

Wenn wir genau planen, wo wir die Dämme errichten, können wir die Menge an Methan, die ausgestoßen wird, stark reduzieren . Leider ist Methanaustoß aber nur ein Teil der Geschichte…

Wie wirken sich Dämme auf die Tierwelt aus?

Viele Fischarten wandern stromaufwärts, um sich fortzupflanzen und ihren Nachwuchs aufzuziehen. Dämme machen diese Reisen oft sehr gefährlich oder unmöglich .

Fischtreppen ermöglichen es Fischen, über Dämme hinüber zu u0022springenu0022, sind allerdings nur teilweise effektiv (vor allem bei steileren Dämmen ). An manchen Stellen ist die Situation so schlimm, dass Umweltorganisationen vor Ort die Fische in Lastwagen flussauf- und abwärts transportieren müssen !

Wenn wir Wasser in Stauseen stehen lassen, sinkt das kältere Wasser mit geringerem Sauerstoffgehalt auf den Grund. Wenn wir es dann herauslassen, verändern sich die Bedingungen flussabwärts dramatisch, was das Überleben für Pflanzen und Tiere schwieriger macht .

Und das ist noch nicht alles! Wie wir bereits erwähnt haben, sorgen Dämme dafür, dass sich Sedimente ansammeln. Diese Sedimente sind wichtige Nährstoffquellen für viele Lebewesen. Wenn sie also in Dämmen hängen bleiben, erschwert das den Lebewesen stromabwärts, ausreichend Nährstoffe zu bekommen und zu wachsen .

Können wir die Wasserkraft verbessern?

Im Gegensatz zu anderen erneuerbaren Energiequellen werden Dämme als ausgereifte Technologie bezeichnet, was bedeutet, dass es wenig Raum für Verbesserung gibt . Deshalb ist es unwahrscheinlich, dass technologische Fortschritte die Menge an Energie, die durch Wasserkraftwerke generiert werden kann, drastisch verbessern werden.

Was könnten wir sonst noch tun?

Image of Surfendes Earthly — Surfendes Earthly

Es gibt einige kreative Ideen, wie wir die Energie von Wellen oder Gezeiten nutzen könnten . Diese natürlichen Wasserbewegungen mögen zwar wie eine gute Gelegenheit zur Energiegewinnung erscheinen, allerdings haben wir bislang keinen Weg gefunden, sie wirtschaftlich rentabel zu nutzen . Dafür gibt es einige Gründe. Gezeitenkraftwerke sind beispielsweise bisher nur an wenigen Orten mit besonders starken Gezeiten profitabel . Ebenso ist die größte Energie aus Wellen dort aufzufinden, wo das Meer am rauesten ist. Aus dem Grund wird dort aber auch das Equipment sehr schnell beschädigt .

Zusammenfassung

Auf den ersten Blick wirkt Wasserkraft ideal: Sie ist billig, kohlenstoffarm und bietet die Möglichkeit, den Strom zu speichern . Allerdings machen die sozialen und ökologischen Kosten, die wir betrachtet haben, die Entscheidung um einiges komplizierter.

Ein weiteres Problem ist, dass der Klimawandel und Dürre dafür sorgen könnten, dass einige Stauseen austrocknen, was die Kapazitäten von Wasserkraftwerken an vielen Orten auf der Welt stark reduzieren könnte .

Aus all diesen Gründen hat sich das Wachstum der Wasserkraft in wohlhabenden Ländern verlangsamt. Dort gehen die einzudämmenden Flüsse aus und sie können sich andere erneuerbare Energiequellen leisten .In Entwicklungsländern werden große Wasserkraftwerke aber nach wie vor erbaut . Da mehr und mehr auf Solar- und Windkraft gesetzt wird und die Abhängigkeit des Stromnetzwerkes von diesen Quellen steigt, wird der Bedarf an Speichermöglichkeiten voraussichtlich steigen, was das Interesse an der Wasserkraft wiederum steigern könnte .

In den nächsten Kapiteln schauen wir uns an, wieso wir so viele Speichermöglichkeiten brauchen, und wie wir die ohne große Dämme bekommen können.

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