In China wurde die Kraft des Wassers schon vor über 5 000 Jahren genutzt. Viele vergangene Kulturen verwendeten sie zur Bewässerung der Felder und zum Antrieb verschiedener Maschinen. Die ersten Wasserräder hatten im Verlauf des 18. Jahrhunderts große Bedeutung innerhalb der industriellen Revolution.
Seit dem 19. Jahrhundert war die Wasserkraft in Deutschland über einen langen Zeitraum die bedeutendste regenerative Energiequelle. Im Jahr 2002 war sie in ihrer Geltung von der Windenergie abgelöst worden. Statistiken weisen heute einen etwa 10-prozentigen Anteil der regenerativen Stromerzeugung aus der Kraft des Wassers aus. Dies entspricht einem Anteil von etwa drei Prozent an der deutschen Bruttostromerzeugung – demnach werden etwa 21 Terawattstunden Strom aus Wasserkraft generiert. Nach wie vor hat die Energiegewinnung aus Wasserkraft ein großes internationales und nationales Entwicklungspotenzial.
Die Wasserkraft – international und national
Die Energieerzeugung aus Wasserkraft deckt weltweit annähernd 17 Prozent des Gesamtbedarfs an Elektroenergie ab. Im globalen Rahmen werden etwa 3 700 Terawattstunden pro Jahr mit Wasserkraft produziert. Dies entspricht annähernd 150 Prozent der Gesamtproduktion aus Kernkraft. Internationale Spitzenpositionen bei der Nutzung von Wasserkraft zur Energiegewinnung haben China (1064 TWh, 18,7 Prozent der nationalen Produktion), Kanada (383 TWh, 58,3 Prozent der nationalen Produktion) und Brasilien (373 TWh, 63,2 Prozent der nationalen Produktion), gefolgt von den USA, Russland, Indien und Norwegen. Demnach ist die Bedeutung der Energieerzeugung aus Wasserkraft auch im internationalen Rahmen ausbaufähig. Die Voraussetzungen für eine weitere Entwicklung sind dabei von verschiedenen Faktoren wie die vorherrschende Topografie und die anfallenden Niederschlagsmengen abhängig.
Das Potenzial in Deutschland
Auf dem Gebiet der Bundesrepublik Deutschland arbeiten zurzeit etwa 7 300 Wasserkraftanlagen. Der Anteil kleinerer Wasserkraftwerke liegt an Flüssen und verarbeitet bestimmte Mengen angesammelten Stauwassers mithilfe von zwei Turbinen-Kategorien, der Impulsturbinen und der Reaktionsturbinen. Ausgenutzt wird die ausgeprägte Vielseitigkeit der Wasserkraft: Sie fällt ständig an, kann unkompliziert gespeichert werden und ist somit grundlastfähig. Andererseits können Wasserspeicher Turbinen schnell zur Abdeckung des Bedarfs in Spitzenlastbereichen antreiben. Beiden Aspekten kommt nach dem Atomausstieg in Deutschland eine zunehmende wirtschaftliche Bedeutung zu. Hierzulande liegen größere Entwicklungspotenziale für Wasserkraftanlagen in den Bergen Bayerns und Baden-Württembergs. Dabei ist das technische Potenzial der Wasserkraft zu annähernd 70 Prozent ausgeschöpft. Automatisierte Abläufe mithilfe moderner Technik sowie ein Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent verringern die jeweiligen Betriebskosten nachhaltig. Experten rechnen mit etwa fünf Terawattstunden zusätzlich, die aufgrund von Modernisierungen bereits bestehender und außer Betrieb befindlicher Wasserkraftanlagen gewonnen werden können. Der Aufbau neuer Anlagen ist in Deutschland weitgehend beschränkt. Denn Flussregionen mit kraftvoll fließendem Wasser zum Antrieb der Turbinen sind nicht weiter verfügbar. Auch der regionale Wasserhaushalt und der allgemeine Umweltschutz wirken Neubauten entgegen. Demnach ist die Erschließung bereits vorhandenen Potenzials effektiv. Sie ist zudem kostengünstiger als umfängliche Neubauten, wobei die Komplexität von Modernisierungsmaßnahmen nicht zu unterschätzen ist. Nichtsdestotrotz sind modernisierungsbedürftige deutsche Anlagen mehr als 40 Jahre alt. Der Austausch von Turbinen und Generatoren erhöht den Automatisierungsgrad und steigern die Gesamteffektivität.
Nachtrag
Auch die Kraft des Meeres kann übrigens zur Gewinnung von Strom aus Wasserkraft herangezogen werden: Meeresströmungskraftwerke wandeln die Energie ankommender Wellen in Strom um und Gezeitenkraftwerke nutzen die Energie des jeweiligen Tidenhubs. Beispiele für beide Arten von Wasserkraftanlagen arbeiten an der schottischen Küste Großbritanniens und in Frankreich.