Wasserkraft als Schlüssel zur Klimaanpassung und Trinkwassersicherung
Wasserkraftwerke und Querverbauungen erzeugen nicht nur Strom, sondern spielen auch eine systemrelevante Rolle für den Wasserhaushalt und die Klimaanpassung.
Hochwasserschutz & Starkregenpuffer
- Querverbauungen und kleine Stauwehre bremsen Hochwasserwellen und verhindern den „Durchmarsch“ von Schlamm und Geröll.
- Die Entfernung solcher Bauwerke – etwa im Ahrtal – hat die Fließgeschwindigkeit erhöht und zur Katastrophe beigetragen.
- Statt Rückbau sind Fischtreppen eine ökologisch verträgliche Alternative.
Grundwasserbildung & Dürrevorsorge
- Querverbauungen erhöhen den Grundwasserspiegel durch längere Verweildauer des Wassers in der Landschaft.
- Ohne sie exfiltriert das Wasser schneller – mit negativen Folgen für Wälder, Landwirtschaft und Trinkwasserversorgung.
- Besonders in Städten wie Frankfurt, die auf Uferfiltrat angewiesen sind, ist die Wasserrückhaltung überlebenswichtig.
- Die Verdunstung aus offenen Wasserflächen erzeugt Kondenswasser, das Pflanzen schützt und die Umgebung kühlt.
Klimaanpassung durch Speicher & Verdunstungskühlung
- Stauseen speichern Winterregen für trockene Sommer – eine Win-Win-Lösung für Klima, Biodiversität und Wasserversorgung.
- Verdunstung aus offenen Wasserflächen erzeugt Kondenswasser, das Pflanzen schützt und die Umgebung kühlt.
Trinkwassersicherung im urbanen Raum
- Das Ruhrgebiet zeigt, wie 37 Stauseen und Wasserkraftwerke die Versorgung von Millionen Menschen sichern.
- Versickerungsbecken und Aktivkohlefilter bereiten Flusswasser zu Trinkwasser auf.
- Ohne diese Infrastruktur wäre die Versorgung nicht möglich – besonders wegen Altlasten aus Bergbau und Industrie.
Chemische Belastung & thermische Kraftwerke
- Der schlechte chemische Zustand vieler Gewässer ist oft auf Quecksilber und Kohlenwasserstoffe aus thermischen Kraftwerken zurückzuführen.
- Ohne diese Einträge wären laut BMUV 84 % der Gewässer in gutem Zustand.
Fazit:
Wasserkraft ist weit mehr als Energieerzeugung. Sie ist:
- Puffer gegen Extremwetter
- Motor für Grundwasserneubildung
- Garant für Trinkwasser
- Klimaanlage für die Landschaft
Die Debatte um Renaturierung muss differenziert geführt werden. Querverbauungen sind nicht per se schädlich – sie sind oft ökologisch und hydrologisch unverzichtbar.
Biodiversität – Wasserkraftanlagen als ökologische Dienstleister
Wasserkraftanlagen können bei intelligenter Planung und Betrieb weit mehr leisten als nur Stromproduktion.
Sedimentrückhalt & Schwammauenbildung
- Durch die zunehmende Versiegelung und Drainage gelangen immer mehr Sedimente in Gewässer, was sensible Arten wie die Flussperlmuschel gefährdet.
- Wasserkraftwerke mit Stauraum können gezielt zur Bildung von Schwammauen beitragen, die Hochwasserspitzen puffern und Sedimente zurückhalten.
- Die aktive Bewirtschaftung von Stauräumen fördert die ökologische Balance und kann Teil eines flächendeckenden Wassermanagements sein.
Fischrückgang durch Umweltgifte
- Studien des Helmholtzzentrums zeigen, dass bereits geringe Mengen von Neonicotinoiden das Makrozooplankton schädigen – die Nahrungsgrundlage vieler Fischarten.
- Der Rückgang der Fischpopulation ist also nicht ursächlich auf die Wasserkraft zurückzuführen, sondern auf komplexe Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge, insbesondere durch Pestizide.
Wanderhindernisse differenziert betrachten
- In Deutschland existieren über 200.000 Wanderhindernisse, die größtenteils im Besitz der öffentlichen Hand sind.
- Die Kritik an Wasserkraftbetreibern greift oft zu kurz, da viele Barrieren nicht durch Kraftwerke verursacht wurden.
- Rückbaupotenziale bestehen vor allem bei maroden oder funktionslosen Querbauwerken, nicht bei ökologisch modernisierten Anlagen.
Flüsse säubern – ganz nebenbei
- Wasserkraftwerke leisten eine unterschätzte Reinigungsfunktion: Mit ihren Rechen entfernen sie groben Müll wie Flaschen, Möbel oder Sportgeräte aus den Flüssen.
- Dadurch wird die Bildung von Mikroplastik verhindert – ein Beitrag zum Schutz mariner Ökosysteme.
- Im bayerischen Donau-Einzugsgebiet werden jährlich bis zu 293 Tonnen Plastikmüll durch Wasserkraftanlagen entfernt.
Fazit:
Wasserkraft kann Teil eines integrativen Wassermanagements sein – mit ökologischen Zusatznutzen wie Sedimentrückhalt, Müllentnahme und Stärkung naturnaher Strukturen.
Weiterführende Quellen:
- Vgl. Träbing et Al., Wasserwirtschaft 2016, Internet: https://www.wasserkraft-in-hessen.de/_files/ugd/d3cf3c_5de3abbe78104f4292fb2d105a8e25d8.pdf
Die Potenziale der Aquathermie durch die Nutzung der vorhandenen Flusswärme mittels Wärmepumpen an Fließgewässern sind signifikant. Kürzlich veröffentlichte Ergebnisse einer Studie der Forschungsgesellschaft für Energiewirtschaft (FfE) für Bayern zeigen, dass nahezu 20 % der bayerischen Städte und Gemeinden ihren Wärmebedarf bei einer angenommen Gewässerabkühlung um 1,5 Grad bei vollständiger Nutzung des Potenzials ganzjährig decken könnten. Eine derzeit in Erarbeitung befindliche Studie der Technischen Universität Braunschweig bestätigt diese großen Potenziale durch erste, bereits vorliegende Zwischenergebnisse auch für ganz Deutschland. Demnach verfügen Fließgewässer bei einer einmaligen Nutzung und Abkühlung um 2 Grad über das thermische Potenzial, bis zu rd. 430 TWh/a. und damit knapp 32 Prozent des Gesamtwärmebedarfs in Deutschland zu liefern. Die Technologie ist ausgereift, hoch effizient und steht praxistauglich sowohl für kleinere lokale Lösungen als auch in großem Maßstab zum Betrieb von Nahwärmenetzen und Lösungen zur Quartiersversorgung zur Verfügung. Genehmigungserleichterungen wären ein wichtiger Baustein, um die großen Potenziale der Flusswärme nutzbar zu machen.
Die Nutzung der Flusswärme bringt gleichzeitig erhebliche gewässerökologische Vorteile mit sich, da der zunehmenden Überhitzung der Oberflächengewässer durch den Klimawandel entgegenwirkt und die Wasserkörper abgekühlt werden. Nahezu alle Oberflächengewässer sind gegenüber den langjährigen Mittelwerten um 2-4 Grad zu warm. Dadurch verschwinden besonders die Kälte liebenden rheophilen Arten in großem Umfang und unerwünschte gewässerbiologische Prozesse tragen zusammen mit Verunreinigungen zur Sauerstoffzehrung sowie zu nachteiligen Veränderungen der Gewässergüte und der Artenzusammensetzung bei. Eine Abkühlung der Fließgewässer um bis zu 2 Grad sollte daher bei Genehmigungen von Flusswärmenutzungen ermöglicht werden. Dies würde sowohl eine effektive Nutzung der energetischen Potenziale der Flusswärme als auch der gewässerökologischen Vorteile einer Gewässerabkühlung durch die Aquathermie erlauben.
Es erscheint somit nur sinnvoll, diese Synergieeffekte zu nutzen, um einen Teil der Wärme den überhitzten Gewässern wieder zu entziehen. Dafür können vorzugsweise die Standorte der Wasserkraftanlagen genutzt werden, die bereits über Einlaufbauwerke mit Entnahmeeinrichtungen, Vorreinigung und Fischschutzanlagen verfügen und an rd. 7.500 Standorten in Deutschland dezentral in der Fläche, gewässerökologisch verträglich vorhanden sind. Diese Standorte liegen zudem häufig prädestiniert für die Flusswärmenutzung in Städten und Gemeinden, die sich vielfach an Flüssen befinden und in denen der Wärmebedarf besteht. Gleichzeitig verfügen diese Standorte über die erneuerbare Stromerzeugung, die für eine klimaneutrale Wärmeerzeugung notwendig ist. Die Verwendung des Flusswassers mit Entnahme und direkter Wiedereinleitung des gleichen, dann abgekühlten Wassers schließen Gewässerverunreinigungen aus, ermöglichen aber eine gleichzeitige Nutzung des gewässerökologisch gewünschten Abkühlungseffekts. Im Rahmen der kommunalen Wärmeplanungen sollte deshalb diese Form der Wärmeversorgung intensiv geprüft werden.
Durch die Bereitstellung sowohl der erneuerbaren Stromerzeugung für den Betrieb von Flusswärmepumpen als auch des zur Wärmeerzeugung notwendigen Wassers verfügt die Wasserkraft über großes Potenzial für die Wärmewende.
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Weiterführende Quellen:
Wirtschaftliche Rahmenbedingungen verbessern
Wirtschaftliche Planbarkeit und Sicherheit sind die Grundvoraussetzungen für Investitionen in den Erneuerbare-Energien-Sektor.
Die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen werden maßgeblich durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) bestimmt. Die seit dem Jahr 2000 geltenden Vergütungen für Strom aus Wasserkraft sind nie angepasst worden, während die Kosten für Investitionen und Betrieb der Anlagen erheblich gestiegen sind. Dies führt zu einer immer größeren Preis-Kosten-Schere, die die Wirtschaftlichkeit gefährdet, insbesondere bei kleineren Anlagen, die häufig eine zuverlässige Eigenversorgung von Mühlen-, Landwirtschafts- oder Sägewerksbetrieben sicherstellen, die i.d.R. einem harten Wettbewerb ausgesetzt sind.
Um diesen Herausforderungen zu begegnen, sollten eine neue Vergütungsklasse für Anlagen unter 100 kW eingeführt, die Vergütungen für alle Anlagenklassen an die aktuelle Kostenentwicklung angepasst und deren Degression im EEG gestrichen werden. Zudem sollte eine angemessene Vergütung der Netz- und Systemdienstleistungen erfolgen. Dies ist im EEG-Förderrahmen und dem künftigen Erneuerbaren Strommarktdesign zu berücksichtigten.
Wasserkraft verfügt über großes Potential für die Energiewende
Im ersten Halbjahr 2024 trug die Wasserkraft über 5% zur deutschen Stromerzeugung bei. Auch im langjährigen Schnitt liegt der Anteil der Wasserkraft bei rd. 3-4% der Erzeugung.
Über diese Erzeugung der rd. 7.500 Wasserkraftwerke mit einer Gesamtkapazität von rd. 5,6 GW installierter Leistung hinaus bestehen noch große ungenutzte Potenziale. Diese schlummern vor allem in der Modernisierung des Bestands und der Nutzung vorhandener Altstandorte, aber auch im gewässerökologisch verträglichen Ausbau der Wasserkraft und summieren sich auf nutzbare Potenziale von 6-7 GW.
Chancen bieten sich zudem durch die Möglichkeit der Bereitstellung von Flexibilität für künftige Strommarksysteme. Allein die dynamische Stauraumbewirtschaftung im Bestand könnte 1-2 GW installierter Leistung flexibilisieren, die Nutzung der langfristigen Ausbaupotenziale weitere 3-3,5 GW Flexibilität erschließen.
Darüber hinaus kann Wasserkraft auch zur Wärmewende beitragen, indem sie durch ihren Standortvorteil an Fließgewässern zum einen Fließgewässerwärme aus ihrem Ausbaudurchfluss gewinnt und zum anderen Strom für Wärmepumpen bereitstellt, die die Flusswärme für Quartierslösungen oder die kommunale Nahwärmeversorgung nutzen.
Durch Nutzung der Modernisierungs- und Altstandortpotenziale sowie der langfristigen Ausbaupotenziale ließe sich erneuerbare Stromerzeugung aus Wasserkraft mehr als verdoppeln.
Weiterführende Quellen:
- https://strom-report.com/strommix/
- Seidel, C., Ostermann L.: Analyse des ausbaubaren Wasserkraftpotenzials in Deutschland, Technische Universität Braunschweig, Institut für Statik und Dynamik, in Bearbeitung, Frühjahr 2024. pdf_Technische Universität Braunschweig – Zusammenstellung ungenutztes Wasserkraftpotenzial in Deutschland