Staudämme galten bisher als die beste Methode, um Energie aus Wasserkraft zu gewinnen. Forscher wollen nun auch die gewaltige Kraft der Wellen und Gezeiten nutzen.
 | WasserkraftMeereswellen können gewaltige Mengen Energie erzeugen - bis zu 2000 Gigawatt. (Foto: Reuters) |
Weltweit gehören Staudämme und Wasserkraftwerke zu den wichtigsten Energiequellen. Dank niedriger Kohlendioxidemissionen und geringer Produktionskosten ist Wasserkraft mit einem Anteil von 80 Prozent die Nummer eins unter den erneuerbaren Energiequellen.
Aber die Fassade bröckelt: Gigantische Projekte wie der Drei-Schluchten-Staudamm in China haben verheerende Folgen für die Umwelt. Nachhaltigere Technologien, die die Energie von Wellen und Gezeiten nutzen, sollen den angeschlagenen Ruf der Wasserkraft retten.
Weltweite Bedeutung und Trends
Rund 20 Prozent des weltweit erzeugten Stroms stammen aus Wasserkraft. Die Auswirkungen neuer Staudämme für Anwohner und Umwelt sind oft gravierend. Experten des World Wide Fund for Nature (WWF) glauben aber, dass sich bis zum Jahre 2050 weitere 370 Gigawatt an umweltfreundlicher Wasserkraft installieren ließen.
Derzeit wächst die Stromproduktion aus Wasserkraft um etwa ein bis zwei Prozent pro Jahr. Das ist wenig im Vergleich zu Wachstumsraten von 20 Prozent für Wind- und stolze 30 Prozent für Solarenergie. Vor allem China setzt verstärkt auf Wasserkraft: Bis zum Jahr 2020 will die Volksrepublik ihre Produktion auf mehr als 300 Gigawatt ausdehnen, eine Steigerung um satte 160 Prozent.
Wissenschaftler suchen derweil nach anderen Wegen, um die Kraft des Wassers zu nutzen. Der große Durchbruch lässt aber noch auf sich warten. Bisher gibt es beispielsweise nur eine Handvoll großer Gezeiten- und Wellenkraftwerke. Ihre Leistung belief sich im Jahr 2005 auf magere 0,3 Gigawatt. Wissenschaftler sehen hier aber noch ein großes Potenzial, entsprechende Investitionen vorausgesetzt.
Kraftwerke, die Energie aus den Temperaturunterschieden im Meer gewinnen, sind derzeit noch im Experimentierstadium: Vor allem in tropischen Regionen ließe sich aus dem Temperaturunterschied zwischen Wasseroberfläche und Tiefseezonen Strom gewinnen.
Weltweite Reserven und Produzenten
Der WWF schätzt das weltweite Potenzial an wirtschaftlich nutzbarer Wasserkraft auf rund 2.270 Gigawatt. Davon werden derzeit allerdings nur rund 740 Gigawatt genutzt. China nimmt mit 115 Gigawatt den Spitzenplatz ein, gefolgt von den USA, Kanada, Brasilien und Russland. Für Brasilien sind Staudämme besonders wichtig: Rund 80 Prozent des Stromverbrauchs werden durch Wasserkraft gedeckt.
Kaum genutzt wird bisher das Energiepotenzial der Weltmeere: Mit ihren mächtigen Wellen ließen sich theoretisch etwa 2.000 Gigawatt erzeugen, rund ein Achtel des weltweiten Energiebedarfs. Die dafür notwendige Technik steckt noch in den Kinderschuhen, erste Testprojekte sind aber bereits in Planung.
Vor der Küste Portugals soll eine dieser Wellenfarmen entstehen: Riesige Röhren, sogenannte Seeschlangen, sollen dann Wellenenergie mittels hydraulischer Systeme in Strom umwandeln. Geplant sind Anlagen mit etlichen Hundert Hydraulikrohren. Die angepeilte Leistung der Anlage: 500 Megawatt Strom.
 | Hoover DammDieses Bild wurde 1941 von Ansel Adams aufgenommen. Es zeigt den Hoover Damm, das weltgrößte Wasserkraft-Projekt von 1939 bis 1949. Würde man alte Wasserkraftwerke heute modernisieren, könnte man die Leistung erheblich erhöhen. (Foto: United States National Archives) |
Experimentiert wird auch mit Ebbe und Flut. Noch steht das mit 240 Megawatt Leistung größte Gezeitenkraftwerk der Welt im französischen La Rance. In Südkorea entstehen aber bereits neue Gezeitenkraftwerke mit geplanten 254 Megawatt Leistung in Sihwa und stolzen 812 Megawatt Leistung in Incheon.
Energieausbeute
Die Stromausbeute eines klassischen Wasserkraftwerkes variiert je nach Dammhöhe, der Fließgeschwindigkeit der Zuläufe und dem Alter und der Leistung der Turbinen. Eine ganze Reihe älterer Staudämme muss in den nächsten Jahrzehnten teuer modernisiert werden, mit der verbesserten Effizienz könnte die Gesamtleistung aber weltweit um bis zu 30 Gigawatt steigen.
Wasserkraftprojekte gibt es in jeder erdenklichen Größe – von Mikroanlagen mit weniger als 100 Kilowatt bis zum chinesischen Drei-Schluchten-Staudamm, der in seiner letzten Ausbaustufe über 18 Gigawatt erzeugen soll.
Umweltschäden und Rückschläge
Große Staudämme schaden Mensch und Umwelt. Sie zerschneiden Flussläufe und ihre Turbinen sind tödliche Fallen für viele Wassertiere. Die aufgestauten Seen überfluten Ackerland und Wälder, Menschen und Tiere werden aus ihrem angestammten Lebensraum vertrieben.
Die Abhängigkeit von Wasserzufluss und Regen macht Wasserkraftwerke vor allem in regenarmen Gebieten unzuverlässig. In Ghana beispielsweise regnete es in den vergangenen Jahren kaum. Der Wasserstand im Voltastausee fiel radikal und der Strom wurde knapp.
Ganz so sauber, wie allgemein angenommen, ist die Energieerzeugung mittels Staudämmen nicht: Gerade in tropischen Regionen geben sie viel Treibhausgas ab. Alle Staudämme der Welt zusammengenommen produzieren jährlich 100 Millionen Tonnen Methangas, so die brasilianische Weltraumbehörde INPE.
INPE Forscher arbeiten daran, Methan in Energie umzuwandeln. Eine andere Alternative wären kleine Wasserkraftwerke, die weniger umweltschädlich sind. Der WWF hält es für realistisch, dass innerhalb der nächsten 50 Jahre durch kleinere Wasserkraftwerke 100 Gigawatt Strom erzeugt werden könnte.
Autor: Valdis Wish
Veröffentlicht am: 14. April 2009
