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Wasserkraft

Schon seit Urzeiten nutzt der Mensch die Wasserkraft. Früher wurde damit gemahlen, heute dient sie fast nur noch der Stromerzeugung. Früher wurde mit kleinen Wassermühlen vollkommen „saubere“ Energie produziert, bei der heutigen Entwicklung hin zu „Riesen-Staudämmen“ ist eine kritische Betrachtung aber angebracht...

Fakten

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Eine alte Mühle Foto von Gerhard Eichstätter/pixelio.de

Die Nachfrage nach Elektrizität steigt und steigt –insbesondere in den Entwicklungsländern. Die Energiegewinnung aus Wasserkraft wird oft als besonders nachhaltig dargestellt, da keine Ressourcen verbraucht werden. Und tatsächlich ist sie sehr ergiebig und um vieles sicherer und sauberer als zum Beispiel die Atomenergie. In vorindustrieller Zeit wurde Wasser zum Antrieb von Mühlen, Säge- und Hammerwerken genutzt. Die kinetische und potenzielle Energie einer Wasserströmung wird dafür über ein Turbinenrad in mechanische Rotationsenergie umgewandelt, die zum Antrieb von Maschinen oder Generatoren genutzt werden kann. Heute wird mit Wasserkraft in Deutschland fast ausschließlich elektrischer Strom erzeugt.

Rund 20 Prozent der Energie weltweit wird durch die alternative Energie Wasserkraft gewonnen. In Deutschland sind es 4,2 % (die wichtigste erneuerbare Energiequelle Deutschlands ist die Windenergie). Ende 2000 waren in Deutschland rund 5.500 Kleinwasserkraftanlagen in Betrieb, die acht Prozent des Wasserkraftstroms produzieren. Der Rest stammt aus mittleren und großen Anlagen, von denen es 403 Wasserkraftwerke gibt. Laut Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit ist eine Steigerung der durch Wasser gewonnenen Energie vor allem durch Anlagen in Süddeutschland, also in Alpennähe, am sinnvollsten. Dabei soll auch auf die Anliegen des Umweltschutzes eingegangen werden und eine Verbesserung der gewässerökologischen Situation berücksichtigt werden.

Funktionsweise

Zuallererst muss ein Staudamm gebaut werden, durch den das Flusswasser in einem großen Reservoir oder Stausee gespeichert wird. An der Talsperre oder Staumauer lässt man das gespeicherte Wasser durch eine Turbine hinunter ins Tal fließen. Beim Herunterfließen des Wassers durch die Turbine ergibt sich Bewegungsenergie. Diese natürliche, kinetische Energie wird durch die Anziehungskraft der Erde erzeugt. Beim Betrieb von Staudämmen nutzt man die großen Wassermassen, um die natürliche Energieerzeugung durch die Schwerkraft zu verstärken. Die Turbinen sind mit einem Generator verbunden, so dass die hydraulische Energie zuerst in mechanische und anschließend in elektrische Energie verwandelt wird. Und schon kann ein elektrisches Gerät betrieben werden.

Beispiele

Assuan - Staudamm am Nil

Der erste Assuanstaudamm Foto von Katharina Wieland Müller/pixelio.de

Der erste Assuanstaudamm, der den Nil 10 km südlich der Stadt Assuan aufstaut, wurde 1900 gebaut und ist damit einer der ältesten Dämme in seiner Größenordnung. Zweck des Staudamms war es, die regelmäßigen und einst so nützlichen Überschwemmungen durch den Nil zu kontrollieren. Mitte der 1950er Jahre wurde der Assuandamm erweitert und 1971 mit seiner 111 Meter hohen Mauer fertig gestellt. Der Stausee dahinter ist fast 500 Kilometer lang und der See damit zehnmal so groß wie der Bodensee. Einst zur künstlichen Bewässerung und Hochwasserregulierung angelegt, produziert der Assuan - Staudamm mit seinen Turbinen heute ca. ein Viertel des gesamten Stroms für Ägypten. Der Assuan - Damm hat jedoch viele negativen Seiten: Ca. 100.000 Bauern wurden durch den Staudammbau vertrieben und es entstanden viele soziale Probleme. Aus ökologischer Sicht bedeutet die enorme Bodenversalzung einen großen Schaden, denn die extreme künstliche Bewässerung lässt den Grundwasserspiegel steigen. So geraten Mineralien an die Erdoberfläche, die nun nicht mehr durch Überschwemmungen vom Nil weggeschwemmt werden. Auch die Wasserqualität im See bereitet große Probleme. In dem riesigen Stausee verschwanden außerdem zahlreiche kulturhistorische Denkmäler.

Itaipú in Südamerika

Das bisher größte Wasserkraftwerk Foto von Dieter Schütz/pixelio.de
Das bisher größte Wasserkraftwerk der Welt befindet sich an der Grenze von Brasilien und Paraguay. Die 196 Meter hohe und 8 Kilometer breite Staumauer staut den Fluss Río Iguaçu bzw. den Paraná zu einem 170 Kilometer langen Stausee – das ist ca. zweieinhalb Mal so groß wie der Bodensee!

Das Kraftwerk, das Itaipú genannt wird, erzeugt mit seinen 20 Turbinen ca. 95.000 Gigawattstunden jährlich. Durch diesen enormen Eingriff in die Natur wurde der ursprüngliche Fluss vollständig seiner natürlichen Form und Funktion beraubt. Weitere negative Folgen des Staudamms sind vor allem die Umsiedlung von ca. 40.000 Menschen – hauptsächlich Guaraní-Indianer - sowie die Rohdung und Überflutung von enormen Flächen subtropischen Regenwalds, welcher den Lebensraum vieler Tiere und Pflanzen darstellte und somit die vollkommene Zerstörung einmaliger Naturräume.

Drei-Schluchten-Staudamm in China

Der Drei-Schluchten-Staudamm Foto von Dieter Schütz/pixelio.de
Am 20. Mai 2006 wurde der Drei-Schluchten-Staudamm am Jangtsekiang in China neun Monate früher als geplant in Betrieb genommen. Dieser Damm wird nach der Inbetriebnahme aller 26 Turbinen (voraussichtlich 2008) dem Itaipú den Titel des größten Kraftwerkes der Welt abjagen. Die Ziele des enormen Baus sind die Flutkontrolle, Energiegewinnung, verbesserte Schiffbarkeit und Wasserbereitstellung für den Norden des Landes.

Die ökologischen Schäden werden aufgrund der Größe des zu überflutenden Gebiets gewaltig sein. Knapp 3000 Pflanzenarten und 300 Fischarten werden durch das Megaprojekt bedroht. Auch der chinesische Flussdelphin, der auf der roten Liste von aussterbenden Arten steht, blickt nun in eine noch ungewissere Zukunft. Ein großer Kritikpunkt am Projekt ist außerdem, dass der Damm nahe einer Verwerfungszone erbaut wird und damit erdbebengefährdet ist. Ein möglicher Dammbruch würde mehrere Millionen Menschen bedrohen. Schon jetzt sind knapp zwei Millionen Menschen zur Umsiedlung gezwungen, da der fertig aufgestaute See riesige Gebiete überfluten wird. Auch hier bedeuten die Zwangsumsiedlungen der zumeist armen Bauernbevölkerung ein menschenrechtliches Problem. Trotz all dieser und weiterer Probleme stellt die chinesische Regierung die Vorteile des Staudammbaus über die zu befürchtenden und teilweise schon jetzt eingetroffenen Probleme.

Vor- und Nachteile

Schon seit Jahrhunderten werden Staudämme gebaut, um Überschwemmungen zu regulieren und Wasser für die künstliche Bewässerung, die Industrie und als Trinkwasser bereit zu stellen. In Deutschland werden von den 317 vorhandenen Talsperren, an denen Wasser mit einer Staumauer aufgestaut wird, nur 59 für die Stromerzeugung genutzt. Die Mehrzahl ist somit für den Hochwasserschutz und die Trinkwasserversorgung da. Mittlerweile entstanden weltweit schon über 45.000 Groß-Staudämme mit einer Staumauer von mindestens 15 Metern, sodass es an fast der Hälfte aller Flüsse mindestens einen Groß- Staudamm gibt. Heutzutage ist der hauptsächliche Grund für die globale Zunahme der Staudammbauten jedoch die Stromversorgung. Energiegewinnung durch die Kraft des Wassers ist durch diese natürlich sehr viel sauberer und sicherer als beispielsweise Atomenergie. Dennoch weisen Staudämme eine ganze Reihe von Nachteilen auf.

Zerstörung von Lebensräumen

Ökologisch gesehen haben Staudämme eine ganze Reihe von negativen Folgen. So ein Staudamm verändert nämlich den ganzen Flusslauf. Aus einem empfindlichen Fließgewässer-Ökosystem, in dem Arten leben, die an diesen Lebensraum gebunden sind, wird schließlich auf einmal ein See, ohne Fließgeschwindigkeit, Auen und Mäander. Das im Fluss mitgeführte Sediment lagert sich im Stausee ab, anstatt weiter flussabwärts transportiert zu werden. Dieses Zusedimentieren von Stauseen stellt nicht nur für die Betreiber des Kraftwerks Probleme dar, sondern zerstört auch den natürlichen Lebensraum für allerlei Flussbewohner. Flussabwärts, hinter dem Staudamm, fehlen sowohl Wassermasse als auch Sedimentablagerungen, sodass sich das nachfolgende Flussbett unnatürlich stark vertieft. Die Veränderungen des Flusslaufes sind sogar bis zur Mündung zu verfolgen, wo sich die Deltaform oft verringert, da es an Sedimenttransport und an Wassermasse fehlt.

Artenschwund

Stell dir vor, jemand würde eine Mauer direkt vor deine Haustür bauen. Dann hieße es ab sofort: „Bis hierhin und nicht weiter!“. Genau wie für viele Fische und andere Tiere, die sich in einem Fluss bewegen. Die Lebensräume der Tiere werden von der Mauer regelrecht zerschnitten. Der Arten- und Gen-Austausch zwischen den Flussabschnitten vor- und hinter der Mauer wird gestört und das gesamte Ökosystem kann nicht mehr auf seine natürliche Weise funktionieren.

Zwangsumsiedlung

Solch ein Staudamm kann auch immense soziale Auswirkungen haben. Beim Anlegen der riesigen Stauseen müssen Menschen oft zwangsumgesiedelt werden, da ihre Wohngebiete von der Wasserfläche eingenommen werden. Globalen Schätzungen zufolge wurden 40 bis 80 Millionen Menschen durch den Bau von Stauseen gegen ihren Willen vertrieben. Meist führen sie in ihren neuen Wohngebieten ein schlechteres Leben, da sie ihren ursprünglichen Tätigkeiten nicht mehr nachgehen können.

Strom sparen

Nicht nur Staudämme, sondern die meisten Energiequellen schaden der Umwelt. Deshalb ist es auch besonders wichtig, in Zukunft mehr Strom zu sparen. Dort, wo trotzdem große Staudämme gebaut werden sollen, wäre zu wünschen, dass ökologische und soziale Belange stärker berücksichtigt werden!

Zu dem Thema kannst du prima in folgenden Artikeln stöbern:

Links zum Weiterlesen

Quelle