Energy Watch Group: Wasserkraft neu bewerten

02.04.2024 – Die Energy Watch Group hat mit einer Wasserstrom-Studie den Beitrag der Wasserkraft zur Energiewende unterstrichen und deren Weiterentwicklung in Deutschland gefordert. Durch Repowering, Modernisierung und die Reaktivierung historischer Standorte seien zusätzliche Kapazitäten von 7,1 Gigawatt Leistung möglich – ein nicht zu unterschätzender Beitrag zur Energiewende.

Die Wasserkraft erzeugte 2023 rund 19,5 TWh Strom gegenüber 16,3 TWh in 2022. Die installierte Leistung liegt seit vielen Jahren  nahezu unverändert bei 4,94 Gigawatt. Die seit Oktober überdurchschnittlichen Niederschläge haben dazu geführt, dass mit Wasserkraft im Januar 2024 eine beachtliche Strommenge erzeugt wurde. Erstmals seit 2018 lieferte die Wasserkraft in einem Januar rund 2 Milliarden Kilowattstunden (2 TWh) Strom, davon fast 93 Prozent aus Laufwasserkraftwerken. Das entspricht einem Plus von 34 Prozent im Vergleich zum Vorjahresmonat. Insgesamt deckte Strom aus Wasserkraft damit im Januar vier Prozent des deutschen Bruttostromverbrauchs. Laufwasserkraftwerke haben vor allem in Bayern (bis zu 16 Prozent) und Baden-Württemberg (etwa 8 Prozent) einen höheren Anteil am Strommix als der Bundesdurchschnitt.

Wasserkraft stärkt Gewässerökologie

Die Studie der Energy Watch Group lädt dazu ein, die Haltung zur Wasserkraft zu überdenken. Moderne Repowering- und Modernisierungsmaßnahmen mit fischfreundlichen Anlagen könnten nicht nur Vorurteile beseitigen, sondern auch die Gewässerökologie verbessern und die Artenvielfalt erhalten. „Könnten Fische wählen, sie würden Wasserkraft wählen“, kommentierte Heinrich Stößenreuther, mehrfacher Klima-NGO-Gründer und Geschäftsführer der Agentur für clevere Städte. Er wünscht sich von Natur- und Anglerverbänden ein Update in den Köpfen und eine Öffnung für neue wissenschaftliche Erkenntnisse.

So hätten Untersuchungen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung ergeben, dass das Schrumpfen der Fischpopulationen den Umweltgiften zuzurechnen ist. Zudem würden Methan-Emissionen aus der Landwirtschaft oft fälschlicherweise der Wasserkraft zugerechnet.

Wasserkraftanlagen könnten außerdem dazu beitragen, Schwammauen zu bilden und durch eine aktive Bewirtschaftung der Stauräume die ökologische Balance fördern. Wasserkraftwerke leisten darüber hinaus einen wertvollen Beitrag für die sensiblen Flusssysteme, indem sie mit ihren Rechen Plastikmüll und Biomasse aus den Flüssen holen.

Wasserkraft vor allem im Winter eine wichtige Ergänzung

Sonne und Wind entwickeln sich zwar zu den tragenden Säulen des Energiesystems. Aber erst mit den drei kleineren und sehr stetigen regenerativen Energiearten Geothermie, Bioenergie und Wasserkraft lassen sich die wetter-, tages- und jahreszeitenabhängigen Schwächen von Sonne und Wind auch über längere Zeiträume mit guten Flexibilitäten kompensieren, heißt es in der Studie.

Die Dekarbonisierung der Wärme lässt vor allem im Winter den Stromverbrauch steigen, wenn der Solarstrom seine Schwächen hat. Sie liefert genau dann am zuverlässigsten den Strom für die Wärmepumpen und für die Wärmeerzeugung mit der „kalten“ und nassen Nahwärme, wenn auch die Wärme gebraucht wird – eine Win-Win-Lösung. Die kleine Wasserkraft passt damit ideal zur Wärmepolitik und den Nahwärmesystemen.

Ein weiterer Vorteil gegenüber anderen Erneuerbaren: ihre Volllaststundenzahl. Sie liefert stetiger Strom als Wind und Sonne. Mit ihrer schnellen Reaktionsfähigkeit ist sie zudem für die Netzstabilität wertvoll.

Zwischenspeicher für Wassermassen

Eine weitere Besonderheit der Wasserkraft liegt in ihrer Lage: Sie ist überall an den Flüssen und in den Verteilnetzen zu Hause. Sie stabilisiert dort mit ihrer Stetigkeit wie ein verteilter Schwammspeicher, wie eine „Cloud-Lösung“, zuverlässig die Stromversorgung, vermeidet Kosten und stützt mit ihren regionalen Quellen die sehr teuren Verteilernetze.

Querbauwerke entfernen schafft neue Probleme

Die Forderung von Naturschutzverbänden nach Renaturierung, also dem Entfernen der Querverbauungen bei gleichzeitiger Beibehaltung der begradigten Flüssläufe, beschleunigt die Fließgeschwindigkeit, vertieft die Sohle und senkt so systematisch das Grundwasser in den Ufer- und Auenbereichen. Sind die historisch mäandernden Flussläufe aufgrund der Flächennutzungen und Bauwerke einmal beseitigt worden, erfordern die „neuen“ begradigten Wasserläufe geradezu Querbauwerke, um die Trinkwasserversorgung zu gewährleisten.

Repowering, Modernisierung, Reaktivierung

Der Erhalt und die Modernisierung bestehender Anlagen durch Repowering würden bis
zu 20 Prozent mehr Leistung ermöglichen, z.B. beim Wechsel von der älteren Francis-Turbine, die die Industrialisierung vor über 100 Jahren ermöglicht hat, zur modernen Kaplan-Turbine. Allerdings nur dort, wo er entsprechend der Wassermengen und Fallhöhen einen Mehrwert bietet.

Beim Repowering werden ähnlich wie in der Windkraft die Turbinen ausgetauscht, aber
die sonstigen Anlagenbestandteile nicht weiter angefasst. Leistungsfähigere Turbinen oder Wasserschnecken mit einer besseren Fischdurchgängigkeit und zusätzlicher Stromproduktion werden eingebaut, die alten entnommen. Moderne Kaplan-Turbinen können sich gut an verschiedene Wasserangebote anpassen, lassen sich ohne wassertechnische Veränderungen realisieren, sind skalierbarer und arbeiten mit einer Effizienz von weit über 90 Prozent. Mittels Repowering ließe sich die Leistung um 1.000 bis 1.600 MW und die Jahresstromproduktion um 5 bis 8 TWh erhöhen.

Aus- und Neubau der Wasserkraft vorurteilsfrei prüfen

Auch einen Ausbau an bestehenden Wehren oder Anlagen ziehen die Autoren in Betracht. Die Modernisierung beschreiben sie als Generalsanierung, die auch repowerte oder additive Turbinen enthält, aber noch eine Reihe an weiteren Maßnahmen wie neue Steuerungstechnik, andere Leitungsdurchmesser oder weitere Aufstauungen beinhaltet. Im Zuge der Modernisierungen erfolgen ökologische Maßnahmen wie die Wiederherstellung der Durchgängigkeit oder die Erneuerung des Fischschutzes.

Mit der Modernisierung bestehender Altstandorte ließe sich die Leistung um 262 Megawatt und die Jahresstromproduktion um 1,3 TWh erhöhen. Die Reaktivierung stillgelegter Standorte bzw. die Nutzung der bestehenden 200.000 Querverbauungen wie Staustufen, Wehre oder Talsperren beinhaltet weitere Potenziale, die bislang aber nicht ausreichend systematisch ingenieurswissenschaftlichen Anforderungen entsprechend untersucht wurden. Die rund 15.000 alten Querverbauungen mit Wehren als „Abstürzen“, die in den letzten 70 Jahren stillgelegt wurden, die aber aus anderen wasserwirtschaftlichen Gründen weiter vorhanden sein werden, nicht zur modernen Wasserkraft auszubauen, sei ein Luxus, den sich heute keine Volkswirtschaft mehr leisten könne. Teilweise handele es sich um große Kraftwerke mit 300 – 400 KW Leistung oder mehr, die sich schnell reaktivieren und repowern lassen. Neubaupotenziale für Wasserkraftanlagen sehen die Studienautoren an Rhein, Elbe, Donau und Oder.

Wasserkraft ist beliebt

Zugute kommen könnte der Energiewende auch die breite Akzeptanz, die Wasserkraft in Deutschland hat. Historisch traditionell und tief in der deutschen Industriekultur verankert, genießt sie einen hohen Rückhalt in der Bevölkerung: Im Akzeptanz-Ranking liegt sie mit 88 Prozent auf Platz 2, nur kurz hinter Solardächern.

Hans-Josef Fell, Präsident der Energy Watch Group betont die Vorteile und appelliert:  „Die Wasserkraft kann schnell, netzdienlich, ökologisch vorteilhaft die Leistung der Erneuerbaren ausbauen. Wir rufen die Politik auf, die Trendumkehr einzuleiten und die Wasserkraft zu fördern, via EEG und via Genehmigungspraxis.“ pf