Wasserkraft

 

Wasserkraft gehört zu den regenerativen Energiequellen und gleichzeitig zu den ältesten Energiequellen der Menschheit.

Wasserkraft wird bereits seit dem Mittelalter vielfältig genutzt. Sie ist die erste Maschine der Menschheit, die nicht von Hand oder Tier angetrieben wurde.

Das Spektrum reichte von der Getreide- oder Ölmühle, über die Hammerschmiede, den Antrieb von Sägen bis hin zur Papiermühle oder auch Walkmühle. Doch Einführung mit auf Erdöl basierender Maschinen hat die Nutzung der Wasserkraft im letzten Jahrhundert an Bedeutung verloren. Während um 1900noch circa 55.000 Wasserkraftwerke im Einsatz waren, waren es 2006 lediglich noch etwa 7.500 Wasserkraftwerke, also gerade mal 13% Prozent.

80 Wasserkraftwerke sind im Landkreis Fulda erfasst. Damit können rund 1900 4-Personen-Haushalte mit Strom versorgt werden.


Erhebungen erwiesen, dass ca. 30% der Anlagen im Optimalzustand sind was unabhängig von der Möglichkeit neue Anlagen zu schaffen ein großes Potenzial darstellt. Denn eine Effizienzsteigerungen von über 40%  durch elektronische Steuerungen, Wasserstandsregelungen, Rechenreiniger und Turbinenüberholung biete sich an. Ebenso die Reaktivierung alter Anlagen und Neubegründung von Anlagen an geeigneten ehemaligen Standorten.

 

Dabei erweisen sich Wasserkraftwerke aufgrund fehlender Emissionen gegenüber mit fossilen Energieträgern betriebenen Kraftwerken und Kernkraftwerken als ökologisch sehr vorteilhaft.

 

Vorteile der regenerativen (erneuerbaren) Energien:

 

• Keine schädlichen Abgase

 

• Erwärmen nicht die Atmosphäre (Klimaneutral)

 

• Verbrauchen keine Ressourcen

 

• Hinterlassen keine unbeherrschbaren Abfallprodukte

 

• Sind immer vorhanden bzw. wachsen nach

 

• Volkswirtschaftlich sinnvoll

 

• Regional und unabhängig

 

Während sich kleine und mittlere Anlagen in der Regel leichter in bestehende Ökosysteme integrieren lassen, treten bei Großprojekten von etlichen hundert bis zu einigen tausend Megawatt Leistung oft schwerwiegende ökologische und soziale Folgen auf. Dementsprechend ist bei der Errichtung von neuen Wasserkraftanlagen den Belangen des Gewässer- und Naturschutzes Rechnung zu tragen.

 

Dabei dienen Wasserkraftanlagen der Sauerstoffanreicherung von Fließgewässern. Wasserkraftnutzung reduziert die Fließgeschwindigkeit und erhöht damit die Grundwasserbildung. Mühlbäche sind oft wertvolle zusätzliche Nahrungsbiotope und Lebensräume. Feuchtwiesen und Auwaldrelikte stehen nicht selten zwischen Mutterbach und Mühlbach. Diese haben zudem eine Pufferfunktion bei Hochwasser.


Beim Betrieb von Wasserkraftanlagen ist auf  Fischauf- oder/und –abstieg und weitere Fischschutzmaßnahmen zu achten, da sich der Lebenszyklus vieler Fischarten über verschiedene Gewässerzonen abspielt. Wasserkraftanlagen ohne entsprechende Berücksichtigung können diesen unterbrechen, was in der Vergangenheit zu Populationseinbrüchen bzw. regionalem Aussterben verschiedener Fischarten geführt hat. Aus ökologischer Sicht bietet sich auch eine Feststoffbewirtschaftung an, denn unweigerlich anfallendes „Treibgut“, welches zum Beispiel vor dem Mühlrad – zu dessen Schutz - aufgefangen wird kann der Verbrennung zugeführt werden. Weitere Stichworte in diesem Zusammenhang sind Restwasserhöhung und Stauraumbewirtschaftung.

 

Durch Verbesserung der Uferstruktur, die Anlage von Flachwasserzonen und angebundenen Feuchtbiotopen wie Altarmen kann der Wasserkraftbetrieb im Einklang mit der Natur geschehen. Denn selbstverständlich handelt es sich auch hier um einen Eingriff in natürliche Abläufe, der nicht ohne Folgen bleibt.

 

In der Bundesrepublik Deutschland stellt die Wasserkraft-Nutzung derzeit die wichtigste regenerative Energiequelle dar; sie ist mit etwa vier Prozent an der Stromerzeugung beteiligt. Der Ausbau großtechnischer Wasserkraftwerke ist in der Bundesrepublik aufgrund fehlender Potentiale kaum noch möglich; der Ausbau von Kleinwasserkraftwerken bietet hingegen noch viele Möglichkeiten.

 

Man unterscheidet zwischen Laufwasserkraftwerken und Speicherkraftwerken. In Laufwasserkraftwerken an Flüssen und Bächen kommen überwiegend Kaplan-Turbinen und Francis-Turbinen zum Einsatz. Die Kaplan-Turbine ist vom Wasser durchströmt, hat verstellbare Laufschaufeln, teilweise auch verstellbare Leitschaufeln, und arbeitet ähnlich wie eine Schiffsschraube. Die Francis-Turbine besitzt verstellbare Leitschaufeln und ein Laufrad mit nicht verstellbaren Laufschaufeln, die vom Wasser umströmt und in Bewegung gesetzt werden.

 

 


Bei Speicherkraftwerken wird das in einem Speicherbecken (Talsperre oder Bergspeicher) aufgestaute Wasser über die Turbine abgeleitet. Hierfür werden zumeist Pelton-Turbinen eingesetzt. Über Düsen wird ein Wasserstrahl mit hohem Druck auf die löffelartigen Schaufeln der Turbine gelenkt.

 

Die systematische Reaktivierung von kleinen und mittleren Anlagen (die zum Teil wegen ungünstigerer Strom-Einspeisebedingungen stillgelegt worden waren) sowie die Sanierung und Modernisierung bestehender Anlagen könnte den Anteil der Wasserkraft an der Stromversorgung ökologisch unbedenklich auf etwa fünf Prozent steigern. Im Rahmen der Liberalisierung des Strommarktes wird von den Stromerzeugern wieder verstärkt Energie aus Wasserkraft angeboten.

 

Als Kleinwasserkraftwerke bezeichnet man Anlagen, die eine Leistung von weniger als 1.000 Kilowatt aufweisen.

 

Bei der Wirtschaftlichkeit sind die geographische und meteorologische Lage wichtige Gesichtspunkte sowie die Frage ob es sich um den Ausbau einer vorhandenen Wasserkraftanlage bzw. eine Renovierung oder einen Neubau handelt.

Wasserkraftanlagen werden über verbilligte Darlehen der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gefördert.