Kurs: Grundlagen und Perspektiven der Energiewende | OnCourse UB

  • Lektion 3

    • Umweltwirkungen, Potenziale und Grenzen der Wasserkraft in Deutschland

      Die Wasserkraft wird seit 150 Jahren in Deutschland intensiv genutzt. Sie war lange Zeit die einzige erneuerbare Energiequelle im Strommix Deutschlands und wurde erst mit den Maßnahmen zur Förderung von Wind- und Solarkraft von diesen übertroffen. Wie bereits erwähnt, bringt die Errichtung von Lauf- als auch von Speicherkraftwerken nicht nur das Potenzial der Energiegewinnung und Speicherung mit sich, sondern auch zahlreiche andere Aspekte. Als positive Nebeneffekte sind hier auch zu nennen, dass die entstehenden Gewässer auch attraktiv für die Freizeitnutzung sind und an manchen Orten auch Aspekte wie der verbesserte Schutz vor Hochwassern und die Versorgung mit Trinkwasser.
      Der Bau von Talsperren, Staudämmen oder Wehren, der für den Betrieb von Wasserkraftwerken notwendig ist, bringt für die Natur aber auch drastische Eingriffe mit sich. Für die Errichtung der Anlagen wird ein Großteil der Schadstoffäquivalente im Laufe des Lebenszyklus benötigt. Je nach Anlagenart und Größe unterscheiden sich die Emissionen pro erzeugter kWh drastisch. Die in der Abbildung dargestellten CO2-Äquivalente sind für vier Referenzanlagen, die alle Laufwasserkraftwerke mit unterschiedlichen technischen Spezifikationen sind, dargestellt. Ein Großteil der Emissionen wird durch den Bau des Wehres oder Staudammes, der viel Beton und Stahl benötigt, aber auch für den Bau des Kraftwerks, benötigt. Der Betrieb verbraucht nur einen kleineren Teil der Emissionen. Der Rückbau ist bei solchen Anlagen bisher selten der Fall. In der Regel sind solche Anlagen sehr langlebig, ihre Lebensdauer wird mit 80 Jahren angenommen. In der Regel erfolgen außerdem Instandsetzungsarbeiten und Modernisierungen, so dass viele Anlagen deutlich älter als 80 Jahre alt werden.

      In folgender Tabelle sind die Leistung der Anlagen, die Stickstoff- und Säurebelastungen sowie die benötigte fossile Primärenergie pro kWh verzeichnet. Insgesamt lässt sich feststellen, dass je größer und leistungsfähiger die Anlage, desto geringer ist die Umweltbelastung pro produzierter Stromeinheit bezogen auf diese Parameter.

      Neben den Baukosten müssen natürlich auch noch soziale Härten, die z.B. durch die Umsiedlung von Menschen entstehen, berücksichtigt werden.

       

       

      Auswirkungen auf die Tierwelt

      Ein großer Effekt der Stauung von Gewässern ist die Barrierewirkung für Fische. Besonders betroffen sind dabei Arten, die in ihrem Leben von den Oberläufen von Flüssen ins Meer und zurückwandern, oder umgekehrt, wie zum Beispiel der Atlantische Lachs, der Aal oder der Stör. Auch andere Fischarten wandern die Flüsse entlang und werden daran gehindert. Zumindest flussabwärts bleibt den Fischen die Passage durch die Turbinen, wobei jeweils ca. 22% sterben (vgl. Radinger et al. (2022)). Da Fische von den Oberläufen bis zur Mündung Querbauten in zweistelligen Zahlen zu überwinden haben ist die Überlebenschance für einen einzelnen Fisch sehr gering. Die Querbauten haben zum Aussterben verschiedener Fischarten in verschiedenen Gewässern beigetragen. In den letzten Jahrzehnten wurden zunehmend Fischtreppen gebaut oder ähnliche Maßnahmen ergriffen um Fischen die Wanderung flussauf- und -abwärts zu ermöglichen. Zum Teil wurden Querbauten auch zurück gebaut. Die Maßnahmen zur Eindämmung des Fischsterbens werden derzeit intensiv diskutiert. Die Beeinträchtigung der Fische wirkte sich natürlich auch auf die Fischereiwirtschaft aus, die vielerorts - aber auch aus vielen anderen Gründen - komplett verschwand.

      Aktuelle Entwicklungen 

      Die beschriebenen ökologischen Effekte haben dazu geführt, dass die Wasserkraft in Deutschland kaum noch Zuwachs erfährt. In den letzten Jahrzehnten sind umfangreiche Gesetze und Reglungen erlassen worden, um die heimischen Gewässer zu schützen. Diese waren nicht nur durch die Nutzung der Wasserkraft in einem sehr schlechten Zustand, was umfangreiche gesellschaftliche Aufmerksamkeit erfuhr. 

      Theoretisch ist ein weiter Ausbau der Wasserkraft in Deutschland denkbar. Wenn dieses Potenzial komplett genutzt würde, wäre eine zusätzliche Energiebereitstellung von 92,6 Terrawattstunden pro Jahr denkbar, was einer Vervielfachung der bisherigen Leistung entsprechen würde. Diese würde zu über 60% auf die Errichtung von Anlagen an den großen Flüssen Donau, Elbe und Rhein entfallen. Praktisch ist aufgrund von Umweltauflagen der Ausbau der Wasserkraft im größeren Stil auszuschließen. In den letzten 30 Jahren hat die kumulierte Leistung aller Anlagen zwar zugenommen, dies ist allerdings auch durch die Modernisierung mancher Kraftwerke zu erklären. Seit 2010 wurden keine neuen Anlagen mehr installiert. Die jährliche bereitgestellte Strommenge schwankt und ist besonders in trockenen Jahren verhältnismäßig niedrig. Das Potenzial der Wasserkraft in Deutschland kann insgesamt als ausgeschöpft betrachtet werden.

Vorherige Lektion Nach oben Nächste Lektion