 | Wasserkraft: Energie mit Potenzial |
Die Wasserkraftnutzung verfügt über eine lange Tradition
Schon unsere Ahnen und Urahnen nutzten die im Wasser verborgene Kraft, indem sie damit beispielsweise Getreide- und Ölmühlen, Säge- und Hammerwerke antrieben. Der Wasserkraftnutzung liegt ein einfaches Prinzip zugrunde: Ein Turbinenrad wandelt die kinetische Energie des strömenden Wassers in mechanische Rotationsenergie um. Diese Energieform lässt sich unter anderem zum Antrieb von Stromgeneratoren und Maschinen wie Mühlräder oder Hammerwerke nutzen. In Deutschland dient die Wasserkraft heute fast ausschließlich der Stromerzeugung.
Die Wasserkraftnutzung kann sich auf eine ausgereifte Technologie stützen. Laut Angaben des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMU) wurden in Deutschland 2007 rund 20,7 Mrd. Kilowattstunden Strom aus Wasserkraftnutzung erzeugt. Dies entspricht einem Anteil an der deutschen Stromerzeugung von 3,4%, einem Anteil an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien von 23,6 % und einer Reduzierung der CO2-Emissionen um 22,6 Mio. t.
Unterscheidung der Wasserkraftwerke (nach BMU)
Wasserwerke unterscheiden sich in kleine (kleiner 1 MW) und große Anlagen (größer 1 MW). Von den großen Wasserkraftanlagen in Deutschland sind 20% Speicherkraftwerke und 80% Laufwasserkraftwerke.
Kleinwasserkraftwerke: Ende 2006 waren in Deutschland rund 7.300 Kleinwasserkraftanlagen in Betrieb, die etwa 8 – 10 % des Wasserkraftstroms produzieren.
Speicherkraftwerke: Speicherkraftwerke nutzen das hohe Gefälle und die Speicherkapazität von Talsperren und Bergseen zur Stromerzeugung. Beim Talsperren-Kraftwerk befinden sich die Turbinen am Fuß der Staumauer. Beim Bergspeicherkraftwerk wird ein in der Höhe liegender See über Druckrohrleitungen mit der im Tal liegenden Kraftwerksanlage verbunden. Speicherkraftwerke können sowohl zur Deckung der elektrischen Grundlast als auch im Spitzenlastbetrieb eingesetzt werden. Pumpspeicherkraftwerke werden nicht durch natürliche Wasservorkommen, sondern durch aus dem Tal gepumptes Wasser aufgefüllt. Damit wird in Schwachlastzeiten erzeugter elektrischer Strom als potenzielle Energie des Wassers zwischengespeichert und kann in Spitzenlastzeiten wieder über eine Turbine abgerufen werden.
Laufwasserkraftwerke: Laufwasserkraftwerke nutzen die Strömung eines Flusses oder Kanals zur Stromerzeugung. Charakteristisch ist eine niedrige Fallhöhe bei relativ großer, oft jahreszeitlich mehr oder weniger stark schwankender Wassermenge. Die Anlagen werden aus wirtschaftlichen Gründen oft in Verbindung mit Schleusen gebaut.
Das Laufwasserkraftwerk Appenmühle
Das kleine in Daxlanden an der Alb gelegene Laufwasserkraftwerk Appenmühle erzeugt seit Mai 2000 umweltschonend Strom. Da die Appenmühle nicht direkt an der Alb liegt, wird am etwa 400 Meter flussaufwärts liegenden Thomaswehr ein Teil des Wassers in einen Kanal geleitet, der zur Mühle führt und einige Meter flussabwärts wieder in den Fluss mündet. Am Kraftwerk treibt das fließende Wasser eine Francis-Schacht-Turbine mit einer Leistung von rund 40 Kilowatt bei maximalem Durchfluss von 1,8 Kubikmetern Wasser in der Sekunde an. Die Drehbewegung wird auf einen Generator übertragen, der Strom erzeugt. Die Stadtwerke Karlsruhe gewinnen damit rund 200.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr, was für die Versorgung von rund 80 Karlsruher Haushalten reicht.