Wenn der Wasserkocher trotz Muskelkraft kalt bleibt: Was Wasserkraft wirklich leisten kann

Im Lerncafé Bludenz wurde vergangene Woche kräftig gekurbelt, gestrampelt und ausprobiert. Schülerinnen beschäftigten sich in einem Workshop mit Strom und Energie – und merkten dabei schnell, dass Elektrizität nicht einfach aus der Steckdose „kommt“.

Michael Vögel von illwerke vkw erklärte, wie Strom erzeugt wird, wofür er gebraucht wird und wie Wasserkraft funktioniert. Auch Energiesparen, die Gefahren elektrischer Geräte in der Badewanne und die Frage, was bei einem Blackout passiert, kamen zur Sprache. An Mitmach-Stationen erzeugten die Teilnehmerinnen mit einer Handkurbel Strom und setzten damit kleine Spielautos in Bewegung.

Wenn Muskelkraft für Licht sorgen soll

Auf einem umgebauten Hometrainer wurde sichtbar, wie unterschiedlich hoch der Energiebedarf verschiedener Geräte ist: Eine Lampe, eine LED-Leuchte und ein Mini-Föhn standen auf dem Prüfstand. Die Kinder und Jugendlichen spürten dabei nicht nur den Widerstand der Pedale, sondern bekamen auch ein Gefühl dafür, wie viel Energie im Alltag tatsächlich nötig ist.

Besonders ehrgeizig wurde es beim Wasserkocher. Die Gruppe versuchte, ihn ausschließlich mit Muskelkraft zu betreiben. Das Wasser wollte trotzdem nicht kochen. Kein Wunder, denn Leistung und Ertrag hängen bei der Stromerzeugung unter anderem von Durchfluss, Fallhöhe und Wirkungsgrad ab – beim Hometrainer eben vom Einsatz der eigenen Beine.

Vögel berichtete außerdem von einem selbst erlebten Blackout mit einer Schülergruppe während eines Aufenthalts in Lissabon. Er schilderte, wie sich ein Stromausfall auf den Alltag auswirkt, wenn plötzlich vieles nicht mehr funktioniert. Ziel seiner Workshops ist es, abstrakte Themen durch praktische Erfahrungen verständlich zu machen.

Koordinatorin Denise Zech beobachtete großes Interesse bei den Kindern und Jugendlichen. Sie nahmen Wissen und ein stärkeres Bewusstsein für die Bedeutung einer zuverlässigen Stromversorgung mit. Der Bericht über den Workshop wurde am 11. November 2026 veröffentlicht.

Wasserkraft braucht Wasser – und Platz

Wasserkraft nutzt die Bewegungs- und potenzielle Energie des Wassers zur Stromerzeugung. Je größer die Wassermenge und je höher die Fallhöhe, desto höher kann der Energieertrag sein. Besonders geeignet sind niederschlagsreiche, bergige Regionen. Strom entsteht dabei aus fließendem oder fallendem Wasser, wobei die Anlagenart und der Standort entscheidend sind.

Laufwasserkraftwerke verwenden die aktuell verfügbare Wassermenge. Speicherkraftwerke halten Wasser zurück und erzeugen Strom, wenn der Bedarf höher ist. Pumpspeicherkraftwerke pumpen Wasser in höher gelegene Speicherbecken und lassen es später wieder ab – das abgelassene Wasser treibt eine Turbine an. Dabei wird Energie als Lageenergie gespeichert.

Ganz ohne Verluste geht das nicht. Werden zum Beispiel 100 MWh Pumpstrom eingesetzt und später 80 MWh Strom erzeugt, entspricht das einem Wirkungsgrad von 80 Prozent. Pumpspeicher benötigen also zunächst Strom und liefern wegen der Verluste weniger Energie zurück, als sie aufnehmen. Eine zusätzliche, verlustfreie Energiequelle sind sie nicht. Dafür können geeignete Speicheranlagen ihre Stromabgabe innerhalb ihrer Betriebsgrenzen zeitlich verschieben.

Wie viel tatsächlich erzeugt wird, hängt vor allem vom über das Jahr verfügbaren nutzbaren Durchfluss ab. Trockenperioden, Hochwasser, Wartungen und Umweltauflagen beeinflussen die Jahreserzeugung. Eine lange technische Lebensdauer garantiert keinen gleichbleibenden Ertrag, und eine allgemein gültige Amortisationszeit gibt es nicht: In die Kosten müssen Bau, Betrieb, Instandhaltung und ökologische Maßnahmen einfließen.

Große Bedeutung, begrenzte Reserven

Weltweit deckt Wasserkraft etwa 15 Prozent der Stromversorgung. Die größten Wasserkrafterzeuger sind China, Kanada, Brasilien, die USA, Russland und Indien. In Europa erzeugen Norwegen, Frankreich, Schweden, die Türkei und Italien besonders viel Wasserkraftstrom.

In Deutschland konzentriert sich die Nutzung auf wasser- und gefällereiche Mittelgebirge, Voralpen- und Alpenregionen sowie größere Flüsse. Mehr als 80 Prozent des deutschen Wasserkraftstroms kommen aus Bayern und Baden-Württemberg. Rund 86 Prozent der Leistung großer Wasserkraftanlagen liegen an neun Flüssen: Inn, Rhein, Donau, Isar, Lech, Mosel, Main, Neckar und Iller.

Etwa 8.300 Wasserkraftanlagen werden in Deutschland betrieben. Rund 95 Prozent davon sind kleine Anlagen mit höchstens einem Megawatt installierter Leistung, ihr Beitrag zur Stromerzeugung ist jedoch gering. Dazu kommen 436 große Wasserkraftanlagen mit mehr als einem Megawatt Leistung und 31 Pumpspeicherkraftwerke. Die Nutzung erfolgt überwiegend über Laufwasserkraftwerke, Speicherkraftwerke haben einen Anteil von etwa 2,5 Prozent. Etwa 7.300 Anlagen speisen Strom in das öffentliche Netz ein.

Je nach Wasserführung deckt Wasserkraft jährlich 2,9 bis 3,8 Prozent des deutschen Bruttostromverbrauchs. Mehr als 90 Prozent des Wasserkraftstroms stammen aus großen Anlagen. An der erneuerbaren Stromerzeugung liegt der Anteil derzeit bei etwa 8 Prozent, langfristig ist er gesunken. Er dürfte weiter zurückgehen, weil die deutschen Wasserkraftpotenziale weitgehend erschlossen sind und andere erneuerbare Energien größere Ausbaupotenziale besitzen.

Das technisch-ökologische Wasserkraftpotenzial Deutschlands wird auf etwa 25 Terawattstunden pro Jahr geschätzt. In den vergangenen zehn Jahren wurden bereits bis zu 23 Terawattstunden jährlich erzeugt – damit ist das Potenzial zu großen Teilen ausgeschöpft. Die Bundesländer untersuchten nahezu 40.000 Standorte bestehender Querbauwerke und Wasserkraftanlagen sowie frei fließende Gewässerabschnitte. Das grundsätzlich noch erschließbare Potenzial wird derzeit auf 1,3 bis 1,4 Terawattstunden pro Jahr geschätzt; rund 70 Prozent davon entfallen auf die Modernisierung bestehender Anlagen.

Studien zur deutschen Energiewende erwarten nur geringe Unterschiede zwischen progressiven und konservativen Szenarien. Wasserkraft wird demnach keinen großen Anteil an der künftigen deutschen Bruttostromerzeugung leisten. Übereinstimmend wird davon ausgegangen, dass das technisch-ökologische Potenzial weitgehend ausgeschöpft ist.

Der Preis im Flussbett

Wehre und Stauanlagen können Fischwanderungen unterbrechen, Sedimenttransport, Strömung, Wasserstände und Lebensräume verändern. Wanderfische erreichen ihre Laich- und Aufwuchsgebiete dann nicht mehr. Turbinen können Organismen direkt schädigen; mehr als 22 Prozent der durch Turbinen wandernden Fische werden tödlich verletzt. Mehrere aufeinanderfolgende Kraftwerke können Fischpopulationen gefährden.

Aufstau verändert Lebensräume in Gewässern und Auen. Unterhalb von Stauanlagen kann im verbleibenden Flussbett ein zu geringer Abfluss entstehen. Laut Berichterstattung zur EU-Wasserrahmenrichtlinie belastet die Wasserkraftnutzung 37 Prozent der erfassten Wasserkörper; betroffen sind mehr als 51.000 Flusskilometer. Die Ziele eines guten ökologischen Gewässerzustands werden dadurch nahezu vollständig verfehlt.

Neubau und Betrieb von Wasserkraftanlagen werden deshalb kritisch bewertet. Die Mehrheit der deutschen Anlagen gilt aus ökologischer Sicht als dringend modernisierungsbedürftig. Verbesserungsbedarf besteht bei der Gewässerdurchgängigkeit, der Mindestwasserführung, der hydrologischen Situation und beim Fischschutz.

Empfohlen werden Anlagen für Fischauf- und -abstieg, zusätzlicher Fischschutz, morphologische Verbesserungen und ökologisch wirksame Mindestwasserabflüsse. Solche Maßnahmen können Belastungen verringern, machen aber nicht automatisch jeden Standort ökologisch unproblematisch. Bei der Bewertung zählen unter anderem Gewässerdurchgängigkeit, Restwassermenge und die Veränderungen des Gewässers.

Das Umweltbundesamt empfiehlt strategische Nutzungskonzepte, die geeignete Wasserkraftpotenziale und sensible Naturräume gemeinsam berücksichtigen. Gerade in wertvollen Fluss- und Auenlandschaften können ökologische Nachteile den Klimaschutzbeitrag der Wasserkraft überwiegen. Betrachtet werden sollen ganze Flussgebiete, besonders wenn mehrere Kraftwerke am selben Fluss liegen.

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz räumt dem Ausbau erneuerbarer Energien ein „überragendes öffentliches Interesse“ ein. Nach Darstellung des Umweltbundesamtes sollen Klima-, Umwelt- und Naturschutz dennoch weiterhin gemeinsam berücksichtigt und nicht grundsätzlich gegeneinander ausgespielt werden.

Was Zahlen wirklich erzählen

Für eine Anlage mit 1,5 MW ergeben 2.400 Vollbenutzungsstunden rund 3.600 MWh Jahreserzeugung, 3.200 Vollbenutzungsstunden rund 4.800 MWh. Die Beispiele zeigen, wie stark die Betriebsdauer den Ertrag beeinflusst. Eine hohe Nennleistung bei hohem Abfluss sagt wenig über die Strommenge während trockener Phasen aus. Auch die vorgeschriebene Restwassermenge reduziert den für die Stromerzeugung nutzbaren Anteil.

Bei finanziellen Vergleichen müssen nutzbare Energie und sämtliche Kosten über denselben Zeitraum betrachtet werden. Angaben pro Kilowattstunde sind nur vergleichbar, wenn Investitions-, Betriebs- und spätere Kosten ähnlich abgegrenzt sind. Eine höhere Erzeugung nach einer Modernisierung kann auf Veränderungen bei Wirkungsgrad, Fallhöhe oder Betriebsweise zurückgehen. Ein einzelnes nasses Jahr belegt keinen technischen Mehrertrag; sinnvoller sind Vergleiche von Jahren mit ähnlichen Abflussbedingungen.

Laufwasser-, Speicher- und Pumpspeicheranlagen müssen getrennt betrachtet werden. Je nach Fragestellung zählen Jahresenergie, zeitliche Verfügbarkeit oder örtliche Auswirkungen. Ertrag, zeitliche Lieferfähigkeit und Umweltwirkungen gehören in getrennte Vergleichskategorien. Ebenso ist zu prüfen, ob Werte gemessen oder prognostiziert sind, aus welchem Jahr sie stammen und ob sie sich auf eine Anlage, eine erzeugte Kilowattstunde oder einen gesamten Standort beziehen. Unterschiedliche Abgrenzungen können scheinbare Widersprüche erklären.

Bei Pumpspeichern müssen die Energie zum Hochpumpen und die abgegebene Energie getrennt bilanziert werden. Neben der Energiemenge ist auch wichtig, über welchen Zeitraum Strom geliefert werden kann. Für Speicheranlagen sind daher Stromerzeugung, zeitliche Lieferfähigkeit, Pumpenergie und Verluste einzeln auszuweisen.

Ob eine bestehende Anlage modernisiert oder an einem anderen Standort neu gebaut wird, macht einen Unterschied. Eine vorhandene Anlage kann die Gewässerstruktur bereits geprägt haben. Zu prüfen ist, ob nur Turbine und Regelung ersetzt werden oder zusätzliche Eingriffe in das Gewässer erforderlich sind. Für Ertragsvergleiche zählen die erwarteten Durchflüsse und die nutzbare Fallhöhe des jeweiligen Standorts. Mehr Nennleistung bedeutet nicht automatisch mehr Jahresproduktion, wenn sie nur selten erreicht wird.

Der künftige Wasserkraftertrag hängt auch von der verfügbaren Wassermenge ab. Klimawandelberechnungen erwarten bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts eine Mindererzeugung von 1 bis 4 Prozent, danach möglicherweise von bis zu 15 Prozent. Untersuchungen an Anlagen am Hochrhein, Lech und Main zeigen Schwankungen der Stromerzeugung von etwa plus/minus 9 Prozent, abhängig vom Wasserangebot. Zur Verringerung möglicher Ertragseinbußen werden Anlagenoptimierungen und bessere Vorhersagemodelle für den Oberflächenabfluss empfohlen.

Die Quelle für die Einordnung der Laufwasser-, Speicher- und Pumpspeicherkraftwerke nennt die EIA. Der Text wurde am 10. November 2026 fachlich geprüft; die Zahlenbeispiele beruhen auf den jeweils angegebenen Annahmen. Die Angaben des Umweltbundesamtes zur Wasserkraft wurden zuletzt am 17. März 2025 aktualisiert.