Laufkraftwerk

Laufkraftwerke gibt es seit der Frühzeit der Elektrizität: 1853 wurde an den Niagarafällen Strom erzeugt, Ende 1895 wurde dort das Edward-Dean-Adams-Kraftwerk in Betrieb genommen. Dies war weltweit das erste öffentliche Großkraftwerk für die Erzeugung von Wechselstrom.

In Österreich baute der Erfinder Friedrich Wilhelm Schindler bereits 1884 ein kleines Wasserkraftwerk bei Kennelbach, aus dem sich später die Vorarlberger Kraftwerke entwickelten.

Laufkraftwerke funktionieren mit Wasserkraft. Mit der Energie des Wassers wird Strom erzeugt. Dieser ist sowohl grundlastfähig als auch erneuerbar. Über 60 Prozent des in Österreich produzierten Stroms kommen aus den etwa 5.000 Wasserkraftwerken. Rund 4.000 davon sind Kleinwasserkraftwerke, die besonders wichtig sind, um die regionale Versorgung zu gewährleisten. Viele davon sind Laufkraftwerke.

Das größte Laufkraftwerk Österreichs ist das Laufkraftwerk Altenwörth in Niederösterreich, das etwa 2 TWh (Terawattstunden) Leistung aus erneuerbarer Wasserkraft bringt. Dieses Donau-Laufkraftwerk verfügt über 328 MW Turbinenleistung und läuft schon seit 1976.

Österreich deckt seine Stromproduktion zu etwa zwei Dritteln aus der Wasserkraft. Das ist bei einer Erzeugung von ungefähr 72,9 Terawattstunden Strom pro Jahr ein bedeutender Wert: 35,38 TWh entstehen allein durch Wasserkraft (2020). Auf dem zweiten Platz stehen Wärmekraftwerke, die einen Anteil von 22 Prozent stellen. Diese werden mit fossilen Brennstoffen, wie Erdgas oder Öl, aber auch mit Biomasse betrieben. Den dritten Platz belegt die Windkraft. Die von vielen etwas skeptisch beäugten Windräder stehen beispielsweise im burgenländischen Windpark Andau/Halbturn, dem drittgrößen Windpark Europas, und liefern rund 10 Prozent Energie am Strommarkt Österreichs.

Die Kraft des Wassers wurde schon in der Antike von den Menschen genutzt, vor allem für Mühlen und als Wasserschöpfräder zur Bewässerung. Ihre Entdeckung ist in etwa gleichzeitig mit der Erfindung des Rades vor mehr als 5.000 Jahren erfolgt.

In der modernen Wasserkraft stellen die Turbinen eines der wichtigsten Elemente bei der Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie dar. Es gibt verschiedene Arten von Wasserkraftwerken, jedoch nutzen alle die Bewegungsenergie des Wassers. Mittels Wasser werden Turbinen bewegt, die einen Generator antreiben, der Strom erzeugt. Die Drehbewegung der Turbine entsteht hier durch die Fließbewegung des Wassers. Die Effizienz ist enorm: Bei den meisten Wasserkraftwerken kann rund 90 Prozent der Wasserenergie in elektrische Energie umgewandelt werden. Kohlekraftwerke erreichen nur einen Wirkungsgrad von ca. 30-45 Prozent, Atomkraftwerke etwa 33 Prozent.

In Österreich gibt es Speicherkraftwerke, Pumpspeicherkraftwerke und Laufkraftwerke, die gemeinsam über 12.036 Megawatt Leistung bringen. Die Höchstleistung (Engpassleistung) liegt bei rund 27.056 Megawatt.

Laufkraftwerke: Laufkraftwerke werden auch Laufwasserkraftwerke oder Flusskraftwerke genannt. Sie nutzen die Strömung eines Flusses, die eine Turbine antreibt.

Speicherkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke: Diese Kraftwerke nutzen das Wasser eines Stausees, das bei Bedarf in ein niedrigeres Becken abgelassen wird und dabei eine Turbine antreibt. Beim Pumpspeicherkraftwerk kann Wasser vom Unterbecken auch wieder in den Stausee zurück gepumpt werden. Pumpspeicherkraftwerke nutzen dafür vor allem Strom-Überschüsse und bieten daher eine gute Ergänzung zu nicht grundlastfähigen Energiequellen wie Sonnen- oder Windkraft.

Gezeitenkraftwerk: Der Tidenhub des Meeres wird genutzt um Strom durch kinetische Energie, als auch potentielle Energie zu erzeugen. Ohne Meereszugang bleibt uns ein solches Kraftwerk in Österreich leider verwehrt. Das erste kommerzielle Gezeitenkraftwerk eröffnete im französischen Rance bereits 1966. Es gibt außerdem Gezeitenkraftwerke in Kanada, China, Russland und Südkorea.

Wellenkraftwerk: Hier werden Meereswellen zum Gewinnen von Strom genutzt. Statt der Gezeiten wird die kontinuierliche Bewegung verwendet. Auch hier wird ein Meereszugang benötigt, den wir in Österreich leider nicht haben. Es gibt Wellenkraftwerke in Schottland, Spanien und Israel.

Gradientenkraftwerk: Hierzu gehören Osmosekraftwerke und Meereswärmekraftwerke, beide gibt es in Österreich nicht. Osmosekraftwerke nutzen den Unterschied im Salzgehalt zwischen Süßwasser und Salzwasser. Davon gibt es seit 2009 nur einen Prototypen in Norwegen. Meereswärmekraftwerke nutzen den Temperaturunterschied zwischen warmen und kalten Wassermassen in unterschiedlichen Tiefen des Meeres. Das Prinzip ist schon seit 1881 bekannt und das erste Kraftwerk dieser Art wurde 1930 in Kuba installiert. Die Effizienz liegt hier nur bei rund 70 Prozent.

Gletscherkraftwerk: Gletscherkraftwerke nutzen das Schmelzwasser eines Gletschers und können nur in Polarregionen betrieben werden. In Österreich steht daher keines.

Ein Laufkraftwerk nutzt den Höhenunterschied eines Flusses ober- und unterhalb einer Staustufe. Diese Staustufe wird üblicherweise mit Hilfe eines Querbauwerks (Wehr) aufgestaut, damit die Fallhöhe möglichst groß ist. So fällt Wasser auf eine Turbine, die durch ihre Bewegung einen Generator zur Stromerzeugung antreibt. Im Gegensatz zu Speicherwasserkraftwerken wird das fließende Wasser bei Laufwasserkraftwerken nicht in einem Reservoir gespeichert. Dieser Kraftwerkstyp kann daher Energie nicht speichern. Sie werden daher vor allem zur Deckung der Grundlast genutzt. Das bedeutet, sie bilden das Rückgrat der österreichischen Stromversorgung und liefern dauernd den ständig benötigten Strom.