Wasser bewegt

Menschen nutzen die Kraft des fliessenden Wassers seit Jahrtausenden, um sie in mechanische Energie zu verwandeln – anders gesagt: Um die kinetische Energie des Wassers für sich zu nutzen. Am Anfang steht das Wasserrad. Es nahm den Menschen mühselige Arbeit ab, schöpfte Wasser für die Felder, drehte die Mahlsteine der Kornmühlen, trieb die Sägen der Sägewerke, die Hämmer der Schmieden, Pumpen und andere Arbeitsmaschinen an. Ende des 18. Jahrhunderts gab es in Europa über eine halbe Million Wassermühlen. 1842 wurden die meisten dieser gemächlich drehenden Räder mit der Erfindung der schnellen Wasserturbine arbeitslos. Und bald bekam die Turbine den perfekten Partner: den elektrodynamischen Generator von Werner von Siemens. Wie ein Velodynamo wandelt diese Dynamomaschine kinetische Energie in Strom um. Damit konnte die Kraft des Wassers auch über weite Distanzen transportiert werden. Überall wurden nun Wasserkraftwerke gebaut: Das allererste aus dem Jahr 1880 versorgte in England ein einziges Landgut mit Strom – eine Sensation.

Die Schweiz produziert mehr als die Hälfte des Stroms mit Wasserkraft. Die Maschinen sind moderner geworden, das Prinzip bleibt dasselbe: Aus der kinetischen Energie des Wassers wird die mechanische Energie der Turbine, und diese wiederum wird mithilfe eines Generators in elektrische Energie umgewandelt. In der Schweiz gibt es drei Arten von Wasserkraftwerken: Laufwasserkraftwerke stehen an Flüssen neben einem Stauwehr und nutzen die Energie, die entsteht, wenn grosse Wassermassen vom höhergelegenen Damm in die tiefergelegenen Turbinen stürzen. Speicherkraftwerke stehen im Tal unter einer grossen Staumauer. Hier ist das Gefälle zwischen Stausee und Kraftwerk viel grösser. Entsprechend höher ist auch die Kraft, mit der das Wasser durch grosse Rohre oder Stollen in die Tiefe donnert und unten die Turbinen antreibt. Im Gegensatz zum Flusskraftwerk, das nie stillsteht, produzieren Speicherkraftwerke nur dann Energie, wenn sie gebraucht wird. Pumpspeicherkraftwerke gehen noch einen Schritt weiter: Sie können überschüssigen Strom im Netz dazu brauchen, Wasser von einem tiefer gelegenen Staubecken in ein höheres hinaufzupumpen. Strom wird so wieder in potenzielle Energie umgewandelt und der Stausee zum Energiespeicher: Das hochgepumpte Wasser wird solange im Staubecken geparkt, bis wieder Strom gebraucht wird.

Für zwei weitere Kraftwerktypen fehlt uns das Meer: Gezeitenkraftwerke nutzen die Kraft von Ebbe und Flut, Wellenkraftwerke die Macht der Wellen. Es gibt bisher nur wenige davon, weil ihr Bau und Unterhalt teuer sind. Aber viele sehen im Meer eine der nachhaltigen Energiequellen der Zukunft.