Wasserkraftwerke in Deutschland

Die Wasserkraft ist die älteste Form der Energiegewinnung, die wir Menschen uns zunutze gemacht haben. Schon im alten China vor über 5.000 Jahren nutzte man die Kraft des Wassers, um Mühlen zu betreiben und Felder zu bewässern.

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Quelle: stock.adobe.com/Tascha
Auch aktuell spielt die Wasserkraft im Rahmen der Energiewende eine immer wichtigere Rolle. Während auf dem gesamten Globus bereits rund 17 Prozent des gesamten Energiebedarfs durch Wasserkraftwerke gedeckt werden, bezieht Deutschland gerade einmal drei Prozent seines Strombedarfs aus der Wasserkraft. Wie also steht es um die Wasserkraft in Deutschland und welche Potentiale gibt es überhaupt?

1. Deutschland im Vergleich zum Rest der Welt

Ein Blick auf die Liste der zehn größten Wasserstromproduzenten der Welt zeigt, wo die größten Wasserkraftwerke der Welt laufen. Unangefochten auf Platz eins ist dabei China mit 1.064 Terawattstunden, was fast 19 Prozent der nationalen Produktion entspricht. Auf den weiteren Plätzen folgen Kanada, Brasilien, die USA, Russland, Indien, Norwegen, Japan, Venezuela und überraschenderweise auch Frankreich mit satten 12,2 Prozent der nationalen Produktion.
Dass Deutschland trotz der topografischen Eignung für Wasserkraftwerke so weit hinter dem topografisch ähnlich beschaffenen Frankreich liegt, ist darauf zurückzuführen, dass hierzulande vor allem in den Ausbau von Windkraft und der Solarenergie investiert wurde. Und so ist der Anteil der Wasserkraft an der Stromproduktion ausgehend vom „Rekordwert“ von 4,3 Prozent im Jahr 2000 bis heute auf nur noch knapp drei Prozent gesunken.

2. Welche Arten von Wasserkraftwerken gibt es in Deutschland?

Um zu verstehen, wo in Deutschland Wasserstrom erzeugt wird, wollen wir kurz beleuchten, welche Typen von Wasserkraftwerken es gibt. An erster Stelle stehen die Laufwasserkraftwerke. Dabei handelt es sich um Anlagen, die im Lauf eines großen Flusses installiert werden und dort durch die Strömung des Gewässers kontinuierlich Strom erzeugen. Und da Wasser immer im Fluss ist, sind Laufwasserkraftwerke hervorragend für die Erzeugung von Grundlaststrom geeignet.
Beim zweiten Typ handelt es sich um klassische Speicherkraftwerke, die üblicherweise in eine Talsperre integriert werden. Aus dem sich so aufstauenden See kann durch das Ablassen des Wassers durch den Turbinenstrang Strom gewonnen werden. Bauartbedingt eignen sich Speicherkraftwerke hervorragend für die Gewinnung von Spitzenlaststrom.
Zur dritten Kategorie schließen sich die sogenannten Pumpspeicherkraftwerke zusammen. Diese bestehen vereinfacht gesagt aus einem Kraftwerk mit Pumpstation im Tal und einem hoch gelegenen Speichersee. Besteht ein Überangebot an Strom, wird diese Energie genutzt, um Pumpen anzutreiben, die Wasser aus dem Tal in den Speichersee pumpen. Damit sind Pumpspeicherkraftwerke hervorragende Stromspeicher für Überkapazitäten aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Solarstrom, die ansonsten nicht gespeichert werden könnten. Steigt schließlich der Strombedarf wieder an, wird das Wasser aus dem Speichersee abgelassen und treibt so die Turbinen der Kraftwerkseinheit an.
Um weitere Quellen anzuzapfen, experimentiert man derzeit auch mit weiteren Wasserkraftwerkstypen wie Wellen und Gezeitenkraftwerken, die die Energie des Meeres in Strom umwandeln. Für ein stark von Städten geprägtes Land wie Deutschland ist ein in den USA entwickeltes Konzept namens „LucidPipe“, mit dessen Hilfe aus der Strömung von Abwasserkanälen Strom gewonnen wird, ebenfalls sehr vielversprechend.

3. Wo wird unser „Wasserstrom“ erzeugt?

Durch die Geographie Deutschlands befinden sich die meisten der rund 7.600 deutschen Wasserkraftwerke in der Südhälfte des Landes. Insgesamt werden so rund 80 Prozent des Wasserstroms in gebirgigen und gefällereichen Regionen der Mittelgebirge, Alpen und Voralpen gewonnen. Die meisten der über 600 Laufkraftwerke befinden sich dementsprechend an den großen schnell fließenden Strömen von Rhein, Donau, Isar, Inn, Mosel, Main, Lech, Neckar und Iller.
Zwar sind viele norddeutsche Ströme wie die Elbe, die Saale und die Oder oft sogar mindestens ebenso groß, sie bieten durch ein geringeres Gefälle jedoch deutlich ungünstigere Bedingungen zur Stromgewinnung. Auch die von Talsperren gespeisten Kraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke befinden sich überwiegend in diesen Regionen.
Typisch für Deutschland ist auch die große Anzahl der Kleinwasserkraftanlagen mit weniger als einem Megawatt Leistung. Laut belastbaren Zahlen aus dem Jahr 2008 fallen mehr als 6.200 Anlagen unter diese Definition. In Ländern wie Norwegen, Österreich oder der Schweiz, wo man aufgrund der schroffen Topographie noch viel stärker auf die Wasserkraft setzt, gelten sogar Anlagen bis zehn Megawatt als Kleinwasserkraftwerke.

4. Die 5 größten Wasserkraftwerke Deutschlands

Platz 5: Kavernenkraftwerk Bad Säckingen
Das Pumpspeicherkraftwerk stammt aus dem Jahr 1967 und verfügt über eine Leistung von 360 Megawatt. Trotz seines Alters zeichnet sich das Kraftwerk an der Schweizer Grenze durch einen Wirkungsgrad von 92 Prozent aus.

Platz 5: Kavernenkraftwerk Bad Säckingen
Das Pumpspeicherkraftwerk stammt aus dem Jahr 1967 und verfügt über eine Leistung von 360 Megawatt. Trotz seines Alters zeichnet sich das Kraftwerk an der Schweizer Grenze durch einen Wirkungsgrad von 92 Prozent aus.

Platz 4: Kavernenkraftwerk Waldeck II
Bei dem im Jahr 1974 erbauten Kraftwerk handelt es sich ebenfalls um ein Pumpspeicherkraftwerk, das unterhalb der nordhessischen Edertalsperre liegt. Mit seiner Leistung von rund 480 Megawatt dient es vor allem als Spitzenlastkraftwerk.

Platz 3: Kavernenkraftwerk Wehr
Nur zwei Jahre jünger, dafür mit vier Turbinen und einer Netto-Leistung von 910 Megawatt deutlich stärker ist das Kavernenkraftwerk im südbadischen Wehr. Das Spitzenlastkraftwerk ist mit seinem nutzbaren Wasserinhalt von 4,4 Millionen Kubikmetern dazu in der Lage, rund sieben Stunden unter Volllast Strom zu erzeugen.

Platz 2: Pumpspeicherkraftwerk Markersbach
Auch auf dem zweiten Platz dieses Rankings befindet sich ein Pumpspeicherkraftwerk. Das im sächsischen Erzgebirge gelegene Kraftwerk erzeugt mit seinen sechs Turbinen 1.050 Megawatt und soll in Zukunft höchstwahrscheinlich noch ausgebaut werden.

Platz 1: Pumpspeicherkraftwerk Goldisthal
Knapp auf Platz 1 landet das am Oberlauf der Schwarza in Thüringen errichtete Pumpspeicherkraftwerk Goldisthal. Mit einer Leistung von 1.060 Megawatt ist es nicht nur Deutschlands leistungsstärkstes Wasserkraftwerk, sondern gehört dank seines Baujahrs 2003 auch zu den zehn jüngsten Großanlagen des Landes. Ganz nebenbei ist das Kraftwerk ein beliebtes Ausflugsziel mit einer Besucherplattform, von wo aus sich ein traumhaftes Panorama über das malerische Wandergebiet im Goldisthal eröffnet.

Welches Wasserkraftpotential hat Deutschland?

Im Angesicht der Energiewende und dem scheinbar sehr geringen Anteil der Wasserkraft an der Energiegewinnung in Deutschland stellt sich die Frage nach dem vorhandenen Ausbaupotential. Genau diese Frage hat sich auch das Umweltministerium im Jahr 2010 gestellt und eine umfassende Potentialanalyse vorgenommen. Demnach ist das nutzbare Potential beim jetzigen Stand der Technik unter Berücksichtigung ökologischer, sozialer und infrastruktureller Faktoren bereits zu rund 80 Prozent ausgeschöpft.
Größere Zuwächse können demnach größtenteils über die Modernisierung alter Anlagen und vor allem über die Entwicklung neuer Technologien erfolgen – so zum Beispiel serienreife Wellen- und Gezeitenkraftwerke an den Küsten, wobei auch dieser Strom zwischengespeichert werden muss. Und da liegt das Problem, das die Energiewende bereits jetzt mit der Speicherung von Windstrom an der Nordsee hat: Es gibt dort schlicht keine Möglichkeit große Pumpspeicherkraftwerke zu errichten, da es an nennenswerten Höhenunterschieden fehlt. Eine mögliche Lösung wären Hubspeicherkraftwerke, die nach dem gleichen Prinzip funktionieren. Zwar ohne Wasser, dafür aber mit großen Festkörpern. Wohin die Reise auch geht, die Wasserkraft wird im nachhaltigen Energiemix weiterhin eine nennenswerte Rolle spielen.

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