Nutzen und Vorteile der Wasserkraft

Wasserkraft ist ein wichtiger und verlässlicher erneuerbarer Stromerzeuger mit vielfältigen Vorteilen:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Effizienz

Wasserkraft ist die effizienteste Stromerzeugungsmethode mit einer ausgereiften Technik. Neue Pumpspeicheranlagen haben einen Wirkungsgrad von ca. 80%. Moderne Laufwasserkraftanlagen erreichen einen Gesamtwirkungsgrad von rund 90%. Hinzu kommt bei der Laufwasserkraft das Wassersammelvermögen des Gewässereinzugsgebietes oberhalb des Standortes. Die Morphologie der Flussläufe sorgt auf natürliche Art für das Sammeln des Abflussdargebotes, welches im Verlauf eines Flusses dann vielfach genutzt werden kann. Diese Eigenschaft ist einzigartig für die Wasserkraft und bei keiner anderen Kraftgewinnungsmethode zu finden. Einzig die Geothermie birgt in sich eine vergleichbare Natur, bei welcher ein praktisch unerschöpfliches Wärmereservoir angezapft wird.
Mit einem geringeren Eingriff in Natur und Umwelt als der einer Kleinwasserkraftanlage kann stetiger Strom nicht erzeugt werden.

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Regionalität, Wertschöpfung und Kreislaufwirtschaft

Wasserkraftstrom ist regional verfügbar und muss i.a. nicht über weite Strecken transportiert werden. Erträge verbeiben in der Region und tragen dort zur Wertschöpfung bei. Der Strom wird im nahen Umfeld verbraucht und damit die Übertragungsverluste der zentralistischen Stromversorgung (schätzungsweise mind. 5 - 10%) vermieden. Die Wertschöpfung durch den Bau und Betrieb der Kleinwasserkraftanlage verbleibt in der Region, da sowohl Eigentümer als auch Zulieferer starken regionalen Bezug haben. Die Wasserkraft in Hessen sichert rund 1000 krisensichere Arbeitsplätze (siehe "Arbeitsplätze in der hessischen Wasserkraft"). Durch diese Eigenschaft zeichnet sich die Wasserkraft in besonderem Maße aus. Die Erträge und die Wertschöpfung bei der Produktion von Strom aus konventionellen Kohle- oder Atomkraftwerken werden hingegen zum allergrößten Teil über den Finanzmarkt globalisiert.

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Regenerativität

Wasser ist eine unerschöpfliche Energiequelle. Sie ist im Unterschied zu den fossilen Brennstoffen Kohle, Öl, Gas und Uran immer vorhanden.

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Klimaschutz, Emissions- und Abfallvermeidung

Kleinwasserkraft trägt bedingt durch die hohe Volllaststundenzahl effektiv zum Klimaschutz sowie zur Emissions- und Abfallvermeidung bei.

 

Zitat BMU: "Wasserkraft leistet einen nennenswerten Beitrag zum Klimaschutz. Der spezifische Vermeidungsfaktor liegt mit 754,8 g CO2-Äq / kWh über allen anderen erneuerbaren Stromerzeugungstechnologien." (vgl. "Emissionsbilanz erneuerbarer Energieträger" BMU 2018)


Die Einsparung vom Emissionen und Abfall durch 1 Mio. kWh Strom erzeugt von 10 Kleinwasserkraftanlagen mit 10 - 50 kW Leistung im Vergleich zum deutschen Strommix beträgt pro Jahr:

– Kohlendioxid 754,8 t (BMU 2018)
– Schwefeldioxid 28 t (Hohmeyer Berlin)
– Flugasche und Schlacke 579 t (Hohmeyer Berlin)
– schwermetallige Stäube 868 kg (Hohmeyer Berlin)
– Grundwasser 8 Mio l (Hohmeyer Berlin)
– radioaktiver Abfall 700 g (Lichtblick 2014)

Rohstoffeinsparung im Vergleich zum Kohlestrom bei derzeitigem deutschem Kraftwerkspark:

– SKE / Petrolkoks 323 t (Hans-Dieter Schilling)
– Braunkohleäquivalent 970 t (Hans-Dieter Schilling)

970 t Braunkohle entsprechen ca. 8 sechs-achsigen Güterwaggons

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Vermiedene Umwelt- und Klimakosten

Durch den hohen CO2-Vermeidungsfaktor trägt gerade auch Kleinwasserkraft besonders zur Vermeidung von Klima- und Umweltkosten bei.

 

Pro vermiedener Tonne CO2 werden laut UBA mindestens 195,- € und bis zu 680,- € an Umweltkosten vermieden (vgl. "Methodenkonvention 3.1 zur Ermittelung von Umweltkosten" BMU  12/2020).

 

Für die erwähnten 10 kleinen Kleinwasserkraftanlagen von 10-50 kW bedeutet dies einen vermiedenen jährlichen Umweltschaden von rund 150.000,- € und bis zu über 500.000,- €.

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Gute Netzanbindung und Versorgungssicherheit durch Netzstützung

Das deutsche Stromnetz wurde Anfang des 20. Jahrhunderts entlang der bestehenden Produktionsanlagen errichtet. Dies waren zum größten Teil Wasserkraftanlagen. So befinden sich neben vielen Wasserkraftstandorten Netzknoten des Verteilernetzwerkes, welche durch den regionalen Wasserkraftstrom gestützt werden. Alle kleineren Anlagen speisen direkt in das Niederspannungsnetz ein, welches auf diese Weise ebenfalls erheblich gestützt wird. Den besonderen Wert der Kleinwasserkraft zeigen jüngste Studien (Netztechnischer Beitrag der Kleinwasserkraft für Hessen, siehe Literaturhinweise) und (Netztechnischer Beitrag der Kleinwasserkraft für Deutschland, siehe Literaturhinweise), welche den netztechnischen Vorteil dieser regionalen Anlagen aufzeigen.

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Stetigkeit

Kleine Anlagen erreichen 4.000 bis 5.000 Volllaststunden im Jahr, mittlere und große Anlagen 6.000 bis 7.000 Volllaststunden. Dies übertrifft selbst die Betriebsdauer großer thermischer Produktionsanlagen wie der von Kohle- oder Atomkraftwerken.

Wasserkraftstrom kann aufgrund seiner Stetigkeit direkt ins Netz eingespeist werden. Daher werden direkt fossile Energieträger wie Kohle, Gas und Öl sowie Uran eingespart. Ebenso werden entsprechende Emissionen und Abfälle der großen thermischen Kohle- und Atomkraftwerke vermieden.

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Müllentnahme aus dem Gewässer

Die regelmäßige Reinigung der Uferbereiche und die Müllentnahme vor dem Rechen oder aus der Fischaufstiegsanlage gehört unter Anderem zu den Leistungen, die der Wassermüller je nach örtlichen Gegebenheiten für die Allgemeinheit erbringt. Über das Jahr hinweg fallen dort erhebliche Mengen an Plastik-Schwemmgut an, bei deren Entsorgung er oftmals auf die Unterstützung der Kommune angewiesen ist.

BMBF-Studie "Mikroplastik in Binnengewässern - Teilbericht Analyse von Wasserkraftwerken" belegt: Wasserkraft und Staustufen leisten einen bedeutenden Beitrag zur Verringerung der  Kunststofffracht in Binnengewässern. Alleine im bayerischen Donaueinzugsgebiet ist es eine Verringerung um bis zu 290t p.a.

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Regelbarkeit

Wasserkraft ist gut regelbar. Dies erfolgt oftmals automatisch und sichert damit die Stauzielhaltung für den Hochwasserschutz, die Grundwasserbildung, die Landwirtschaft, die Standsicherheit von Bauwerken, der Schifffahrt u.v.m.


Für die Netzstabilität ist diese Eigenschaft jedoch von entscheidendem Vorteil. Hier unterscheidet man im Bereich der Regelenergie zwischen Momentanreserve, Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Minutenreserveleistung. In allen Bereichen spielt die Wasserkraft eine wichtige Rolle bei der Stabilisierung unseres Stromnetzes. Gerade die Kleinwasserkraft stellt hier im Bereich Momentanreserve und Sekundärregelleistung in den Verteilernetzen wesentliche Beiträge dar

Wasserkraft hat als einzige Erneuerbare neben der Biomasse auch sogenannte netzbildende Eigenschaften und besitzt Schwarzstartfähigkeit, die nach einem Black-Out sehr wichtig ist.

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Versorgungssicherheit

Wasserkraftwerke erzeugen dezentral stetigen Strom, das bringt geringere Verteilungskosten (geringeren Netzausbau) und schafft größere Versorgungssicherheit.

Wasserkraftwerke sind wegen ihrer einfachen Konstruktion, des geringen Wartungsaufwandes und der langen Lebensdauer besonders gut geeignet für den Einsatz im kleinen Maßstab.

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Fischschutz / Ökologie

Wasserkraft ist vollständig ökologisch unbedenklich, wenn sie mit den richtigen begleitenden Maßnahmen eingesetzt wird (Fischschutz, aquatische Durchgängigkeit, naturnahe Gestaltung des Wasserlaufs, …)

Neue Kleinwasserkraft und vollständig modernisierte Anlagen haben keinerlei Einfluss auf den Fischbestand mehr. Dies lässt sich durch modernen Fischschutz und Fischabstiegssysteme erreichen, welche verpflichtend vorgeschrieben sind. Durch diese Techniken werden abwandernde Fische schadlos an der Anlage vorbeigeleitet. Für aufwärts wandernde Fische werden Fischaufstiegsanlagen (sogenannte Fischtreppen) installiert, welche auch für schwimmschwache Arten eine zügige Passage der Staustufe ermöglichen.

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Ressourcenschutz

Wasserkraft hilft bei der Einsparung von Rohstoffen (Kohle, Öl, Gas, Uran, ...) und ist unabhängig von (ausländischen) Rohstofflieferanten. Der derzeitigen Verbrennung von wertvollen fossilen Energieträgern, wie sie seit Beginn der Industrialisierung bis heute mit wachsender Weltbevökerung und wachsendem Wohlstand stark zugenommen hat, wirkt die Nutzung der Wasserkraft entgegen. Wie jede andere regenerative Stromerzeugung trägt die Wasserkraft direkt zur Vermeidung von Konflikten um die Rohstoffverteilung in der Welt und insbesondere zur Verringerung von Krisen, Marktverzerrungen und Konflikten bei.

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Öffentliches Interesse

Wasserkraftanlagen sind Stromerzeugungsanlagen von gehobenen öffentlichen Interesse. Sie stellen Privatinvestitionen in Infrastruktur dar, welche volkswirtschaftlich in hohem Maße wünschenswert sind.

Hierzu ein Beitrag von Rechtsanwalt Fabio Longo.

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Energetische Amortisation

Wasserkraftanlagen zeichnen sich durch eine sehr kurze energetische Amortisationszeit aus.

Der sogenannte Erntefaktor ist eine Metrik zur Beschreibung der Effizienz eines Kraftwerkes (Energy Returned on Energy Invested oder EROI). Dieser Faktor liegt bei Wasserkraftanlagen bei rund 50 und nimmt dabei unter den Erneuerbaren wiederum einen Spitzenplatz ein. Hervorzuheben ist hierbei, dass diese Methodik der Wasserkraft nicht nur einen minimalen Verbrauch an Primärenergieträgern bestätigen, sondern auch den möglichst geringen Verbrauch aller anderen wertvollen Rohstoffe, die gebraucht werden, um ein Kraftwerk zu errichten, da diese ebenfalls in die Energiebilanz eingehen.

Die energetische Amortisationzeit einer Kleinwasserkraftanlage ist nach jüngsten Studien ebenfalls überaus kurz. Dies bedeutet, dass der Energieaufwand zum Bau einer Kleinwasserkraft nach ca. 1,5 Jahren Betrieb schon ausgeglichen sein kann und die Anlage danach vollständig die Vorteile wie beispielsweise der Ressourcenschutz zum Tragen kommt. Dies ist vorwiegend durch die hohe Volllaststundenzahl, den guten Wirkungsgrad und die gute Anwendbarkeit gerade im kleinen Maßstab begründet. Siehe Literaturhinweise unter "Planung und gesamtenergetische Betrachtung eines Kleinwasserkraftwerkes".

Diese Fakten werden oft nicht richtig gewichtet, sind jedoch für die Betrachtungen zur globalen Übernutzung unserer begrenzten Ressourcen und den dadurch verursachten Eingriffen von entscheidender Bedeutung.

 

 

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Hochwasserschutz und Sicherung des Grundwasserspiegels

In Hessen gibt es ca. 580 Wehre, die zur Wasserkraftnutzung verwendet werden. Diese Wehre sind zum allergrößten Teil nicht rückbaubar, da sie aus Gründen des Hochwasserschutzes unabdingbar sind. Die Wehre werden in den meisten Fällen vom Wasserkraftbetreibern unterhalten und dienen gerade innerhalb von bebauten Bereichen zum Energieabbau insbesondere bei Hochwasser. Ebenso sind sie zum Erhalt des Grundwasserspiegels und damit für Trinkwassergewinnung, Landwirtschaft oder auch die Standsicherheit von Gebäuden unabdingbar. Gleichzeitig sichern sie speziell außerhalb besiedelter Bereiche sogenannten Retentionsraum. Dieses Volumen liegt in den Auen vor einem Wehrkörper. Es füllt sich bei Hochwasser auf und verhindert damit eine Überschwemmung der besiedelten Bereiche.

 

Bei Stauhaltungen der Bundeswasserstraßen geht die Schifffahrt mit der Wasserkraft einher. Auch der Bootstourismus ist ohne die Wehre der Wasserkraft im jetzigen Umfang nicht denkbar.

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Schaffung von Arbeitsplätzen

In Hessen sind rund 1000 Personen in der Wasserkraft beschäftigt. Es gibt zusätzlich eine Reihe von Betrieben, die Dienstleistungen und Produkte in ihrem Bereich erbringen oder liefern. Wasserkraftnutzung schafft krisensichere Arbeitsplätze im ländlichen Raum. Die Betreiber der Wasserkraftanlagen und ihre Angestellten sind täglich im Einsatz, um die Funktion der Anlagen, der Fischwege und die Reinhaltung der Gewässer und Gewässerrandstreifen sicherzustellen. Gerade die kleine Wasserkraft ist für Handwerk, Handel und Industrie eine Technologie, die regionale Wertschöpfung schafft und dauerhaft ermöglicht. Die regionalen Betriebe wie Elektriker, Schlosser, Maschinenbauer, Tiefbauunternehmer, Erdbauer, u.v.m. finden dort krisensichere und regelmäßige Anforderungen, da die Anlagen praktisch das ganze Jahr hinüber in Betrieb sind und daher ständig gewartet und erneuert werden müssen. Praktisch alle Komponenten der Anlagen kommen aus inländischer Produktion, da Deutschland weltweit führend im Bau von Wasserkraftanlagen ist und eine ausgereifte Technologie hervorgebracht hat, die bei höchster Effizienz und geringstem Material- und Ressourcenverbrauch die wertvollste Energie liefert. Darum beneidet uns jede Nation. Dies alles schafft und erhält wertvolle Arbeitsplätze.

 

Bei Stauhaltungen der Bundeswasserstraßen geht die Schifffahrt mit der Wasserkraft einher. Auch der Bootstourismus ist ohne die Wehre der Wasserkraft im jetzigen Umfang nicht denkbar.

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Verbesserung des regionalen Klimas

Die Wasserkraft hilft Wasser in der Fläche zu halten und wirkt damit zweifach. Einerseits wirkt sie durch die CO2-freie Stromerzeugung dem Klimawandel entgegen und andererseit bekämpft sie Klimafolgen, indem sie durch Wasserrückhaltung Wasser länger in der Fläche hält. Wasser kann so in der abflussarmen Zeit langsam abfließen und auch Biotope länger feucht halten, anstatt schnell abzulaufen. Dabei wird auch ein regionales kühleres Klima gefördert. Kaum eine andere wasserwirtschaftliche Maßnahme hat derart viele positive Eigenschaften zum Klimaschutz und gleichzeitig zur Klimafolgenbekämpfung.