Ökologische Aspekte

Die Wasserkraft ist ein wesentlicher Bestandteil der regenerativen Energieerzeugung. Sie zeichnet sich gegenüber konventionellen Energieträgern, aber auch gegenüber anderen regenerativen Energieformen durch günstige Umwelteigenschaften und technische Eigenschaften aus:

Wasserkraft allgemein / Stauanlagen

Bestandteil jeder Wasserkraftanlage ist eine Stauanlage. Stauanlagen nehmen im Einzelfall verschiedene Einflüsse auf die Umwelt.

Ökologische Durchgängigkeit

Ein ökologisches Risiko von Stauanlagen ist die Beeinträchtigung der Durchgängigkeit für Fische und Kleintiere an der Staustelle. Zur Sicherstellung der Fischwanderwege werden daher neue wie auch bestehende Stauanlagen mit modernen Fischaufstiegs- und Fischabstiegseinrichtungen ausgestattet. Zudem werden technische Einrichtungen für den Schutz der Fische gegen das Einschwimmen in die Turbinen vorgesehen. Diese Einrichtungen unterliegen einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess um die ökologische Funktion weiter zu optimieren. RWE beteiligt sich aktiv an der Forschung und Entwicklung neuer Fischschutzeinrichtungen (Flyer: Wasserkraft an der Unkelmühle).

Schwebstoffe und Geschiebetransport

Im Bereich der Staubecken ist infolge der langsamen Fließgeschwindigkeit der Geschiebe- und Schwebstofftransport des Gewässers vermindert. Dieser Effekt wurde in der Vergangenheit beim Bau sogenannter „Flußklärwerke“ genutzt. So wurden z.B. die Staustufen an der unteren Ruhr ursprünglich errichtet, um den Schwebstofftransport des Gewässers zu reduzieren.
Wenn sich in einem Stausee Schwebstoffe in großen Mengen als Sedimente sammeln, kann dies jedoch auch die Ökologie des Gewässers beeinträchtigen. RWE entwickelt daher gemeinsam mit Partnerfirmen Systeme und Verfahren, um den Sedimenttransport in ökologisch sensiblen Stauanlagen zu verbessern. Dazu testet RWE in einem Pilotprojekt an der Ruhr zurzeit eine Einrichtung zur automatischen Sedimentweiterleitung.

Hochwasserschutz und Niedrigwasseranreicherung

Stauanlagen dienen auch dazu extreme Schwankungen der Abflussmengen zu puffern. Die großen Stauräume von Talsperren – z.B. in der Rur-Eifel - ermöglichen es Hochwasserwellen zu speichern und in anhaltenden Trockenzeiten dauerhaft eine Mindestwasserabgabe im Unterlauf sicherzustellen. Dies schützt die Ökologie wie auch Anwohner und die Infrastruktur im Unterlauf der Gewässer.

Lebensräume

Die Stauräume von Stauanlagen werden durch eine große Vielfalt unterschiedlichster Organsimen besiedelt. So entstehen in kurzer Zeit neue Ökosysteme mit hoher Biodiversität. Eine große Anzahl zum Teil bedrohter und besonders geschützter Tier- und Pflanzenarten finden in den Stauseen ein neues Zuhause. An vielen Stauseen werden verschiedene Schutzgebiete eingerichtet (FFH, Naturschutzgebiete usw.).

Laufwasserkraftwerke

Emissionen

Die Stromerzeugung mittels Wasserkraft erfolgt, wie sonst nur bei Wind- und Solarstrom, vollkommen emissionsfrei. In der CO2 Gesamtbilanz, die neben der Erzeugung auch den Bau und die Unterhaltung der Kraftwerke berücksichtigt, ist die Wasserkraft auch den anderen regenerativen Energieträgern überlegen (siehe hierzu: Wissenschaftlicher Dienst des Deutschen Bundestages WD8-056 2007).

Nachhaltigkeit

Die Erzeugung der Wasserkraft erfolgt ohne den Verbrauch endlicher Energieträger, wie Kohle, Gas oder Kernbrennstoffe. Für den Bau und die Unterhaltung von Wasserkraftwerken werden ausschließlich konventionelle Rohstoffe benötigt, so dass auch beim Rückbau der Anlagen nahezu alle Bestandteile einem Recyclingprozess zugeführt werden können.
Wasserkraftwerke zeichnen sich bei regelmäßiger Instandhaltung durch sehr lange Lebenszyklen aus. Es gibt deutschlandweit eine große Anzahl kleinerer Kraftwerke die bereits seit Beginn des 20. Jahrhunderts in Betrieb sind. Auch diese Anlagen erfüllen durch regelmäßige Anpassung an die technischen Regelwerke uneingeschränkt alle Anforderungen an die Betriebssicherheit und den Umweltschutz.

Gesicherte Leistung

Im Rahmen der anstehenden Energiewende gewinnt „gesicherte Leistung“ zunehmend an Wert. Die Wasserkraft zeichnet sich z.B. gegenüber der Photovoltaik und Windenergie durch einen hohen Anteil an gesicherter Leistung aus. Damit wird der Anteil fossiler Energieträger an der gesicherten Leistung maßgeblich gemindert.

Pumpspeicherkraftwerke

Speichern statt überproduzieren

Zur Aufrechterhaltung eines funktionierenden Stromnetzes muss die eingespeiste Strommenge immer der entnommenen Strommenge entsprechen. Der Strombedarf unterliegt ständigen Schwankungen, die mit der Stromerzeugung ausgeglichen werden müssen. Hinzu kommt die zunehmende Erzeugung von Wind- und Solarstrom, der vollkommen unabhängig vom Strombedarf in das Netz eingespeist wird. Daraus ergeben sich für die Erzeugung der Grundlastkraftwerke erhebliche Schwankungen die auch mit modernsten Anlagen nicht ausgeglichen werden können.
Um das Netz stabil zu halten muss folglich überschüssig produzierter Strom entnommen werden. Dieser kann entweder ungenutzt vernichtet oder aus dem Netz entnommen und in PSW gespeichert werden. Die gespeicherte Energie kann dann genutzt werden, um kurzfristige Lastspitzen zu decken. Durch diese gesicherte Leistung kann die Überproduktion konventioneller Kraftwerke zusätzlich gesenkt werden.
Im Ergebnis wird damit die erforderliche Stromerzeugung erheblich reduziert. So werden wertvolle Rohstoffe gespart und die Emission von CO2 wird nachhaltig gemindert.     

Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad bestimmt wie viel der eingespeisten Energiemenge bei der Ausspeicherung wieder in das Stromnetz abgegeben werden kann. Pumpspeicherwerke arbeiten mit einem Wirkungsgrad von bis zu 80%. Mit diesem Wirkungsgrad sind PSW alternativen Speichertechnologien deutlich überlegen. Damit ist auch der ökologische Nutzen durch die Einsparung von Rohstoffen und die Minderung der CO2 Produktion bei PSW anderen Speichertechnologien gegenüber höher. 

Wasser als natürliches Speichermedium

Bei Pumpspeicherkraftwerken dient Wasser als Speichermedium für den elektrischen Strom. 
Alternative Speichertechnologien, z.B. Batteriespeicher, benötigen hierzu häufig große Mengen umweltgefährdender und zum Teil giftiger Substanzen die regelmäßig ausgetauscht werden müssen und deren Rohstoffe (z.B. Lithium) als Rohstoff nur in endlicher Menge verfügbar sind.

Flächennutzung

Der Flächenbedarf von PSW ist infolge der Speicherbecken hoch. Ein direkter Vergleich mit anderen Speichertechnologien ist zurzeit jedoch nur begrenzt möglich, da es bisher keine alternativen Speicheranlagen mit vergleichbaren Speichervolumen gibt (Beispiel PSW Vianden 5,0 GWh = 5.000.000 kWh).
Bei der Flächennutzung ist neben dem Flächenumfang auch die Art der Nutzung zu berücksichtigen. Im Gegensatz zu den meisten anderen Formen industrieller Nutzung weisen die Grundflächen eines PSW einen erheblichen ökologischen Wert auf. Die Stauseen, insbesondere die Unterbecken, sind als See in die Landschaft eingebunden. Diese Seen beheimaten, wie auch andere Stauanlagen, diversen Pflanzen und Tierarten  (siehe „Lebensräume“). Somit sind die Grundflächen eines PSW zwar industriell genutzt, damit jedoch nicht ökologisch verloren.