Wasser – die saubere Stromquelle
Vor allem Flüsse und Bäche produzieren in Deutschland bereits genug Strom, um fünf Millionen Haushalte zu versorgen. Doch Neubauten sind kaum möglich. Nur durch Modernisierung bestehender Anlagen lässt sich noch mehr Energie gewinnen. Eine entscheidende Rolle bei der Energiewende wird Wasserkraft darum kaum spielen.
Die perfekte Energiequelle soll erneuerbar sein und stets verfügbar. Sie soll effizient Strom produzieren und gleichzeitig kaum natürliche Ressourcen verbrauchen oder die Umwelt belasten. Das sind enorme Anforderungen, die aber von einer Energiequelle zu einem Großteil bereits erfüllt werden: Es ist die Kraft des Wassers.
Flüsse und Bäche fließen rein natürlich ohne jede technische Unterstützung von ihren höher gelegenen Quellen zu den tiefer gelegenen Meeren. Und dieser stete Strom lässt sich nutzen, um Energie zu gewinnen. Schon in vorindustrieller Zeit wurde Wasser zum Antrieb von Mühlen, Säge- und Hammerwerken genutzt. Und am grundlegenden Prinzip hat sich nichts geändert: Ein Rad wird durch die Strömung oder von fallendem Wasser angetrieben und setzt so Energie um – für Maschinen oder, wie mittlerweile fast ausschließlich, für Generatoren, die Strom erzeugen.
Wie viel Strom produzieren Wasserkraftwerke?
Nach Angaben des Bundesamtes für Statistik sind 8482 Quadratkilometer in Deutschland in irgendeiner Form von Wasser bedeckt. Das sind nicht mehr als etwa 2,4 Prozent der Gesamtfläche. Dennoch werden über Flüsse etwa 21 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugt. Das entspricht der Leistung von vier Atomkraftwerken und reicht aus, um fünf bis sechs Millionen Haushalte mit Elektrizität zu versorgen. Damit hat Wasserkraft an der gesamten deutschen Stromerzeugung einen Anteil vor nur etwas mehr als drei Prozent.
Wie wird produziert?
Neben Talsperren sind zum größten Teil sogenannte Laufwasserkraftwerke im Einsatz: Anlagen also, die die Fließgeschwindigkeit eines Flusses ausnutzen. Zumindest fast. Denn die Energie steckt nicht nur in den Litern, die pro Sekunde fließen, sondern auch in der Fallhöhe des Wassers. Und weil man nicht einfach einen Hahn aufdrehen kann, um noch mehr Wasser fließen zu lassen, werden Flüsse oftmals noch gestaut – um eine größere Fallhöhe zu erreichen. Die kann man dann ausnutzen, um eine Turbine anzutreiben und über einen Generator Strom zu erzeugen. Zum Vergleich: Man benötigt etwa 400 000 Liter, die aus einem Meter fallen, um eine Kilowattstunde zu erzeugen – oder 40 000 Liter aus zehn Meter Höhe.
Warum wird Wasserkraft nicht einfach ausgebaut?
Im Prinzip klingt das nach einer idealen Lösung für die Energiewende – wenn dem Potenzial der Wasserkraft in Deutschland nicht Grenzen gesetzt wären. Rein vom technischen Standpunkt aus ließe sich die gewonnene Energie im Vergleich zu heute noch verdoppeln. Oder anders ausgedrückt: Etwa vier bis fünf der bis 2022 abgeschalteten Atomkraftwerke könnten durch Wasserkraft ersetzt werden. Allerdings steht dem die Europäische Wasserrahmenrichtlinie entgegen. Sie ist ein scharfes und mächtiges Schwert, das beispielsweise bei Neubauten von Wasserkraftwerken verlangt, dass die Gründe "von übergeordnetem Interesse sind". Der Betreiber eines Wasserkraftwerks wird aber kaum argumentieren können, dass sein Nutzen gewichtiger als die Bestimmungen der Richtlinie ist.
Diese strikten Restriktionen bedeuten, dass keine neuen Stau-Anlagen gebaut, sondern nur bereits vorhandene genutzt werden können. Doch selbst dann sind die Auflagen für den Umweltschutz so hoch und gleichzeitig die Vergütung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) vergleichsweise so niedrig, dass die Investitionen von mehreren 1000 Euro pro Kilowatt kaum rentabel erscheinen, heißt es beim Bundesverband Deutscher Wasserkraftwerke. Außer es lassen sich Fördermittel auf Landes- und Bundesebene zur Verbesserung der Fluss-Ökologie in Anspruch nehmen. Oder es wird viel in Eigenleistung gemacht. Das ist aber nur für die mehr als 6800 Klein-Anlagen unter einem Megawatt eine realistische Option, die zusammen bis zu zehn Prozent des "Wasser-Stroms" erzeugen.
Gibt es bei der Modernisierung Konflikte mit Naturschützern?
Gerade an diesen Klein-Anlagen hat sich "ein erbitterter Streit zwischen Naturschützern und Wasserkraftlobbyisten entzündet, der bis weit in die Umweltverbände hinein reicht", stellt die Deutsche Umwelthilfe fest. Denn Wasserkraftanlagen sind naturgemäß Bauwerke, die sich quer über und durch den Fluss spannen. Damit aber stören sie die "natürlichen Prozesse in einem Fließgewässer empfindlich", so die Kritiker. So würden das Abflussverhalten verändert und die Wanderungen der Fische behindert, die zudem von den Turbinen verletzt oder getötet werden könnten. Die Betreiber von Wasserkraftwerken halten indes "die Erzeugung von Strom ohne CO2-Ausstoß" dagegen. Die negativen Auswirkungen auf die Ökologie der Flüsse und Bäche sei zudem übertrieben dargestellt. Mit anderen Worten: Die Fronten sind verhärtet. Das Bundesumweltministerium und das Umweltbundesamt haben darum das Projekt "Lebendige Flüsse und kleine Wasserkraft" ins Leben gerufen. So wird eine ökologische Modernisierung bestehender Anlagen beispielsweise mit Turbinen, die Fische nicht so stark gefährden, gefördert – über das EEG: Bei einer ökologischen Modernisierung gibt es mit einer erhöhten Vergütung von 9,67 Cent pro Kilowattstunde zwei Cent mehr als für Anlagen, die vor 2004 gebaut wurden. Zudem folgt man einem einfachen Grundsatz: Eine Modernisierung kommt vor dem Neubau, und den gibt es nur dort, wo er bereits möglich ist – und nicht erst die Voraussetzungen geschaffen werden müssen. Das schränkt die Möglichkeiten in Deutschland auch für große Anlagen stark ein.
Welches Potenzial steckt noch in Wasserkraft?
Die Agentur für Erneuerbare Energien rechnet damit, dass bis 2020 die installierte Leistung von 4200 auf 6500 Megawatt steigen und am Ende mit 30 Milliarden Kilowattstunden rund 50 Prozent mehr Strom als heute produziert wird. So ließen sich zwei der bis 2022 abgeschalteten Atomkraftwerke durch Wasserkraft ersetzen.
Eine Studie von September 2010 im Auftrag des Bundesumweltministeriums kommt dagegen zu einer anderen Einschätzung. Sie hält die zusätzlichen zehn Milliarden Kilowattstunden zwar technisch für durchaus möglich, aber unter den gegebenen rechtlichen Rahmenbedingungen für kaum umsetzbar. Vielmehr könnten die 406 bestehenden großen Wasserkraftwerke mit mehr als einem Megawatt an Flüssen wie Rhein, Donau, Inn und Isar durch Modernisierungen sowie Optimierungen und eine sehr moderate Erhöhung der Staustufen zusätzlich etwa 2,7 Milliarden Kilowattstunden Strom erzeugen. Darin wäre bereits der kleine Anteil von Neubauten an bestehenden Stauungen eingerechnet. Kleine Anlagen könnten noch zusätzlich zwischen 400 und 600 Millionen Kilowattstunden produzieren.
Welche Leistungssteigerung erscheint realistisch?
Das macht insgesamt ein Plus von drei bis 3,3 Milliarden Kilowattstunden aus – oder eine Steigerung um etwa 15 bis 16 Prozent gegenüber heute. Mehr scheint nicht möglich. Zumindest nicht, wenn man langwierige Gerichtsverhandlungen vermeiden möchte. Insofern wird Wasserkraft bei der Energiewende keine entscheidende Rolle spielen können.
Was ist mit dem Klimawandel?
Durch längere Trockenperioden und dann folgende niederschlagsreiche Wochen samt einer zunehmenden Gletscher-Schmelze in den Alpen könnte die Stromerzeugung in den Wasserkraftwerken um zwölf Prozent abnehmen oder um sieben Prozent steigen. Verlässlich klingt anders. Auch um solche Schwankungen so gering wie möglich zu halten, empfiehlt die Studie die Modernisierung der Anlagen.
