Wasserkraftanlagen: Vielschichtig und leistungsstark

Neben Staudämmen zählen Pumpspeicherkraftwerke zu den leistungsstarken Wasserkraftanlagen für die Stromerzeugung.

Beispiele für Wasserkraftanlagen

Wer schon einmal neben der Turbine eines Wasserkraftwerks stand, der weiß, welche Wucht Wasser entfalten kann. Der Mensch nutzt diese Dynamik bei Staudämmen, Flusskraftwerken und Pumpspeicherkraftwerken. Bei klassischen Flusskraftwerken staut ein Wehr das Wasser auf und durch den entstehenden Höhenunterschied kann zum Beispiel über eine Wasserturbine die Stromerzeugung erfolgen. Pumpspeicherkraftwerke pumpen Wasser bei wenig Strombedarf in ein höhergelegenes Reservoir und lassen es bei steigender Nachfrage ab. So lässt sich der Energiegewinn steuern. Auch Gezeitenkraftwerke – ein mit Turbinen versehener Staudamm in einer Bucht, wobei die Turbinen durch den Tidenhub der Gezeiten angetrieben werden – zählen zu den Wasserkraftwerken, fristen aber ein Nischendasein. China, Brasilien und die USA beziehen die größte installierte Leistung aus Wasserkraft. In Europa profitieren von ihr zumeist niederschlagsreiche Länder mit hohen Gefälleunterschieden. Norwegen und Island decken ihren Strombedarf größtenteils durch Wasserkraft. Österreich, die Schweiz und Italien zu über 50 Prozent.

Obwohl Windkraft und Solarenergie stark aufholen, bleibt Wasserkraft zukunftsfähig. Scott Sharpless, Global Key Account Manager Renewable Energies bei Freudenberg-NOK Sealing Technologies, weiß, warum: „Indien, afrikanische und asiatische Länder folgen dem Beispiel Chinas, das seine wirtschaftliche Expansion durch den Bau zahlreicher Wasserkraftwerke forciert hat.“ Durch das Aufstauen des Kongo soll der Grand Inga-Staudamm zum größten Wasserkraftwerk nicht nur Afrikas sondern der ganzen Welt werden.

Herausforderungen bei Wasserkraftwerken

Bei der Realisierung von Wasserkraftwerken gibt es auch Nachteile. So ist vielerorts ein langer Atem gefragt, bis Wasserkraftanlagen genehmigt sind und tatsächlich in Betrieb gehen. Hinzu kommt, dass gerade Staudämme massive Eingriffe in die Natur bedeuten, was soziale Auswirkungen haben kann. Eine 2022 im Fachmagazin Water publizierte Studie weist auf ein anderes Problem hin. Demnach liegen 61 Prozent aller heutigen Wasserkraftwerke bis 2050 in Risikogebieten für extreme Dürren, Überschwemmungen oder aber beiden. Beim Plan neuer Wasserkraftwerke wird es deshalb auch darum gehen, den Klimawandel einzukalkulieren.

Existierende Anlagen liefern bislang gleichwohl zuverlässig Energie und überdauern viele Jahrzehnte. Das macht wiederum die Wartung herausfordernd, wie Sharpless am Beispiel von Dichtungen verdeutlicht: „Zu Turbinen, die vor Jahrzehnten installiert wurden, fehlen oft Originalzeichnungen. Dann heißt es Metallabmessungen zu sammeln und neue Zeichnungen zu erstellen, um Dichtungen passgenau zu ersetzen.“ Zudem hat sich die Technologie von Dichtungen genauso weiterentwickelt wie das Material. Auch das ist bei bestehenden Anlagen zu beachten. Daneben gibt es bei Wasserkraftturbinen keine Serienproduktion. So sind neben genormten Dichtungen individuelle Lösungen gefragt.