Rund 20% des weltweiten Strombedarfs werden durch Wasserkraft erzeugt. Norwegen und Brasilien produzieren nahezu ihren gesamten Strombedarf durch Wasserkraft. Wasser gehört zu den regenerativen Energien, und knapp 90% der Stromerzeugung aus solchen erneuerbaren Energien wird in Wasserkraftwerken erzeugt.
Die Tatsache, dass sich die Strömungsenergie des Wassers in Energie umwandeln lässt, haben die Menschen schon vor 5000 Jahren genutzt. Das Prinzip, nachdem Wasserkraftwerke funktionieren, hat sich seitdem kaum verändert. Während früher jedoch lediglich mechanische Energie erzeugt wurde, gehen moderne Wasserkraftwerke noch einen Schritt weiter, in dem sie diese mechanische Energie zur Erzeugung von elektrischer Energie nutzen.
Gestautes Wasser treibt Turbinen an
Die meisten Wasserkraftwerke stauen das Wasser von Flüssen in einem höhergelegenen Speicher. Fließt das Wasser aus diesem Speicher ab, wird die Bewegungsenergie des abfließenden Wasser genutzt, um Turbinen anzutreiben. Das Drehmoment der Turbinen wird dann an einen Generator weitergeleitet, der aus der mechanischen Energie elektrische Energie erzeugt. Solche Wasserkraftwerke werden unter anderem nach der Höhe des Nutzgefälles unterschieden. Im Mittellauf von Flüssen finden sich meist Niederdruckkraftwerke mit einer Fallhöhe von etwa 15 Metern. Zusätzlich zur Fallhöhe nutzen diese Kraftwerke auch die Fließgeschwindigkeit des Wassers. Mitteldruckkraftwerke haben eine Fallhöhe von bis zu 40 Metern. Dazu werden Staumauern errichtet, die das fließende Wasser zunächst aufstauen, um eine konstante Stromerzeugung zu gewährleisten. Diese Form der Wasserkraftwerke wird deshalb auch als Speicherkraftwerk bezeichnet. Hochdruckkraftwerke arbeiten mit einer Fallhöhe von bis zu 250 Metern. Im Unterschied zum Mitteldruckkraftwerk wird das Wasser hier durch Druckschächte zu den tiefer gelegenen Turbinenwerken zusätzlich beschleunigt. Zu diesen Hochdruckanlagen zählen auch Gletscherkraftwerke. Gletscherkraftwerke nutzen das Schmelzwasser von Gletschern zur Stromerzeugung und arbeiten mit Nutzfallhöhen zwischen 1000 und 3000 Metern, über die das Gletscherwasser durch Rohrleitungen zum Krafthaus gelangt.
Gezeitenkraftwerke
Andere Formen von Wasserkraftwerken nutzen die Bewegung des Meerwassers. Bei Gezeitenkraftwerken ist das der ständige Wechsel zwischen Ebbe und Flut. Wellenkraftwerke dagegen nutzen die permanenten Wellenbewegungen. Meeresströmungskraftwerke haben den Vorteil, dass Meeresströmungen kontinuierlich und vorhersagbar sind. Zudem reichen hierbei schon sehr niedrige Strömungsgeschwindigkeiten zur Stromerzeugung aus.
Wasserkraftwerke CO2-neutral
Da Wasserkraftwerke mit regenerativer Energie arbeiten und bei der Stromerzeugung keinerlei CO2-Ausstoß verursachen, lässt sich ihr Nutzen für den Klimaschutz nicht bestreiten. Umstritten dagegen sind die ökologischen Auswirkungen von Wasserkraftwerken. Stauseen stellen einen massiven Eingriff in das ökologischen Gleichgewicht ganzer Regionen dar, sowohl am Oberlauf als auch am Unterlauf der Flüsse. Gezeitenkraftwerke verzögern die natürliche Tide. Meeresströmungskraftwerke erzeugen unter Wasser Lärm. Welchen Einfluss dies längerfristig auf Flora und Fauna der Meere haben wird, ist bisher noch nicht abzusehen.