Die wirtschaftlichen Vorteile der Wasserkraft

Wir alle profitieren von der Wasserkraft – ist sie doch unsere zentrale Energiequelle im Alpenraum. Das Wasser steht uns hierzulande ohne Kosten für Brennstoff, Transport oder Lagerung direkt regional zur Verfügung. Darüber hinaus ist die Ressource erneuerbar und dauerhaft vorhanden. Im Energiemix spielt die Wasserkraft in der Champions League und zählt zu den kostengünstigsten Varianten der Stromerzeugung. Das Ranking der günstigsten Erneuerbaren führt sie dabei mit Abstand an.

Mit ihren positiven Eigenschaften wie Flexibilität, Planbarkeit, Steuer- und Speicherfähigkeit stellt sie die anderen Erzeugungstechnologien in den Schatten. Sie sorgt so für dämpfende Effekte bei der Preisbildung auf dem Strommarkt und ist in der Lebenszyklusbetrachtung selbst die kostengünstigste Technologie für die erneuerbare Erzeugung und Speicherung von Strom. Dies kommt der gesamten Volkswirtschaft zu Gute.

Das Ziel der Ökologisierung der Stromversorgung führt in Europa sukzessive zur Herausnahme der thermischen Erzeugung (fossil und nuklear) aus dem Erzeugermix. Sie wird durch Wasserkraft, im europäischen Kontext aber im Wesentlichen durch einen enormen Ausbau an stark schwankender Erzeugung aus Photovoltaik (PV) und Windkraft ersetzt. Die thermischen Anlagen leisten bislang einen substanziellen Beitrag zur Systemstabilisierung und Versorgungsicherheit über Flexibilisierungs-dienstleistungen in allen Zeitbereichen. Vom Sekundenintervall bis hin zum saisonalen Ausgleich.

Großwetterlagen zeigen bislang in Zentraleuropa ein erstaunlich flächendeckendes Auftreten. Das bedeutet, dass im Wesentlichen das Sonnen- oder Winddargebot in vielen Ländern zeitnah ähnlich auftritt und ein großflächiger Stromausgleich nur bedingt funktioniert. Eine ausgeprägte Form dieses Phänomens ist die sogenannte (kalte) Dunkelflaute.

Die neue Erzeugungsstruktur führt viel mehr als bisher zu temporären Erzeugungs-überschüssen oder –unterdeckungen, die einerseits zum Teil hoch dynamisch in beiden Energierichtungen wirken, andererseits infolge des natürlichen Dargebots eine Sommer – Winter – Verlagerung notwendig machen. Weiters geht ein enormer Teil an Schwungmasse (synchronous Inertia) verloren, die nur bedingt durch leistungselektronische Kunstgriffe (synthetic Inertia) ersetzt werden kann.

Das Gesamtpaket zur Lösung dieser Herausforderung wird mit dem Begriff der Systemflexibilisierung umfasst. In allen angesprochenen Zeitbereichen geht es darum, einen momentanen Stromüberschuss aus dem Netz zu nehmen, den Strom hoch effizient in eine andere Energieform umzuwandeln, diese zwischen zu speichern um sie später, exakt wenn und wie der Verbrauch dies verlangt, wieder hoch effizient in Strom rück zu verwandeln. Oder – wie dies bei einem Wasser-Speicherkraftwerk der Fall ist, die Primärenergie in Form der potenziellen Energie des Wassers weitgehend verlustfrei zu speichern und den Strom genau dann zu erzeugen, wenn dieser benötigt wird.

Die Großwasserkraft in allen ihren Ausprägungen, vor allem aber die Wasserkraftspeicher und Pumpspeicher bedienen diesen Bedarf wirtschaftlich und energetisch hoch effizient, sehr zuverlässig und kalkulierbar. Sie erfüllen damit exzellent das „Efficiency-First“ Prinzip.

Anlagen des Alpenraums, die der Systemflexibilisierung dienen (Flexibility Facilities) sind oft als funktional optimierte Kraftwerksgruppen, bestehend aus Pumpspeichern, Speichern und einer nachfolgenden Kaskade (mindestens ein weiteres Kraftwerk) konzipiert (Bsp.: Kaprun, Malta-Reisseck, Sellrain-Silz, Fragant, Obere Ill-Lünersee, Grimsel, Nant de Drance, Linth-Limmern, Schluchsee, Waldeck) Pumpspeicherlösungen zukunftsorientierter Anlagenkonzepte decken in der Regel alle Zeitbereiche ab und umfassen so auch die Jahresspeicherbewirtschaftung.

Eine besondere Form der Flexibilisierung ist die Vorhaltung und Erbringung von Regelreserve, die innerhalb des ENTSO-E* Systems im Wesentlichen in drei Formen bzw. Zeitqualitäten vorgesehen ist (Primärregelreserve, Sekundärregelreserve, Tertiärregelreserve) und infolge ihrer Bedeutung für die Systemstabilität nur aus präqualifizierten Anlagen zu erbringen ist. Selbst in derzeit thermisch dominierten Stromsystemen, wie etwa Deutschland, deckt die Wasserkraft je nach Anwendung zwischen ca. 40 und 60 % dieser Systemdienstleistungen ab.

*Der European Network of Transmission System Operators for Electricity (ENTSO-E) ist ein europäischer Verband in der alle Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) Pflichtmitglieder sind. 2018 repräsentiert ENTSO-E 43 Übertragungsnetzbetreiber aus 36 europäischen Ländern (https://www.entsoe.eu/).

Abbildung: Präqualifizierte Reserveleistung für Deutschland, Sept, 2020 (Ref.: www.regelleistung.net)

Die Wasserkraft der Alpen ist eine wichtige Stütze zur Bewältigung kritischer Netzsituationen in Europa. Dies wurde einmal mehr im Zuge des Beinahe-Blackouts am 8. Jänner 2021 eindrucksvoll aufgezeigt. Infolge des plötzlich aufgetretenen Erzeugungsdefizits im westeuropäischen Teilnetz konnte die Wasserkraft innerhalb von Sekunden enorme Leistungen freimachen und hat damit substanziell zur Blackout-Vermeidung beigetragen.

Wäre es so weit gekommen und wäre das System weiter zerfallen, wäre der Netzwiederaufbau nach einem vorbereiteten Reglement hauptsächlich mit Hilfe von schwarzstartfähigen Speicher- und Pumpspeicherkraftwerken erfolgt und das Teilnetz mit Pumpen und inselbetriebsfähigen Anlagen stabilisiert worden, bevor die Zusammenführung zum Gesamtsystem eingeleitet wird. Andere konventionelle Erzeugungstechnologien benötigen dafür je nach Betriebszustand zum Störungseintritt Stunden bis Tage. Lösungen mit Windkraft und PV können allenfalls ergänzend wirken, sofern zum Zeitpunkt des Eintritts der Wind weht und/oder die Sonne scheint.

Die Wasserkraft verkörpert nicht zuletzt wegen ihrer Langlebigkeit den Nachhaltigkeitsgedanken per se. Die erste Generation investiert. Sie und weitere Generationen ziehen den Nutzen daraus.

Investitionen in die Wasserkraft sind Langzeitinvestitionen, die über Jahrzehnte nachhaltig für die Erzeugung von regenerativem Strom wirksam sind. Darüber hinaus sorgen sie über den Bau, die Instandhaltung und den laufenden Betrieb der Anlagen für Arbeitsplätze. Aufträge für die Errichtung und Revisionen sorgen für Wertschöpfung unmittelbar in der Region; die Aus- und Weiterbildung unserer Mitarbeiter sorgt für ein stabiles und nachhaltiges Know-how in der Region.

Zum Bau vieler Wasserkraftanlagen wurden touristische Regionen nachhaltig erschlossen und die modernen und geschichtsträchtigen Bauwerke, landschaftlich attraktiven Stauseen, Dämme und Umgehungsrinnen locken jährlich unzählige Besucherinnen und Besucher – egal, ob auf der Suche nach einer attraktiven Naherholungsdestination oder einem Stück inspirierender Technik-Geschichte.