Wasserkraft gewinnt mit dem Klimawandel an Bedeutung

• Die Wasserabflussmenge wird sich in naher Zukunft nicht signifikant ändern, jedoch saisonal verschieben.
• Durch die saisonale Verschiebung des Niederschlages wird die Wasserkraftproduktion in den ohnehin produktionsarmen Winter verlagert.
• Die zunehmende Konzentration der Niederschläge begünstigt die Rolle der Speicherkraftwerke als Flexibilitätsoption im System.

Eine, von Oesterreichs Energie in Auftrag gegebene Studie, hat die Bedenken hinsichtlich der Relevanz von Wasserkraft in einem immer wärmer werdenden Klima, aufgelöst. Das Beratungsunternehmen AFRY untersucht in der 2023 durchgeführten Studie, die Auswirkungen des Klimawandels auf das Wasserdargebot und die Wasserkrafterzeugung in Österreich. Dabei geht deutlich hervor, dass Wasserkraft trotz der sich ändernden Wetterbedingungen in den kommenden Jahren an Bedeutung gewinnen wird. Während die jährliche Niederschlagsmenge gleich bleibt, verschiebt sie sich jedoch in die Wintermonate und kann so die Versorgungslücke der Erneuerbaren im Winter ausgleichen.

Im Jahr 2022 wurde auch Österreich mit längeren Dürreperioden konfrontiert und somit entfachten Diskussionen über die Zukunft der Wasserkraft für die nachhaltige Stromerzeugung im Land. Um diese Bedenken zu adressieren, beauftragte Oesterreichs Energie eine Studie die den derzeitigen Wissensstand zu den Auswirkungen des Klimawandels auf das Wasserdargebot und die Wasserkrafterzeugung in Österreich darlegen soll.

Für die zukünftige Projektion haben Forschende die jährliche Niederschlagsmenge anhand verschiedener Klimamodelle untersucht. Daraus wurde deutlich, dass sich die Niederschlagsmenge künftig nicht signifikant verändern wird, tendenziell jedoch ein leichter Anstieg des Jahresniederschlags erwartet werden kann. Dieser wird sich von den Sommermonaten in die Wintermonate verschieben. Eine Zunahme des Niederschlags ist vor allem nördlich der Alpen zu erwarten, während in Südeuropa die Regenfälle abnehmen werden. Die Autoren stellen zudem klar, dass ein deutlicher Anstieg an Extremniederschlägen zu erwarten ist.

Was über die letzten Jahre beobachtet wurde, wird nun bestätigt: Durch die zunehmende Erwärmung wird auch das Schneevorkommen geringer. Durch den geringen Anteil von Schnee am Niederschlag werden deutlich niedrigere Schneehöhen, frühere Schmelzen und insgesamt eine kürzere Dauer der Schneedecken erwartet.

Auch die Gletscherschmelze wird künftig durch die sinkende Schneemenge weiter voranschreiten. Durch den geringen Schneefall und die Erwärmung kommt es zu früheren und schnelleren Schneeschmelzen. Zunächst kann zwar der zunehmende Gletscherabfluss den zurückgehenden Schneeschmelzabfluss abfangen, dies nimmt jedoch mit dem zunehmenden Rückgang des Eisvolumens ab, was auf lange Sicht eine Verringerung des Gesamtabflusses bedeutet. Der genaue Zeitpunkt des sogenannten "peak water", ist derzeit noch nicht zu bestimmen und hängt von den jeweiligen Gletscher-Verhältnissen sowie anderen Variablen, wie der Lufttemperatur oder des Niederschlags ab.

Die Entwicklungen des Wasserabflusses beeinflussen maßgeblich die mögliche Energieproduktion der österreichischen Wasserkraftwerke. Besonders die Laufkraftwerke sind von den Veränderungen und Projektionen des Wasserabflusses direkt betroffen. Somit ist auch ein Zusammenhang zwischen dem zunehmenden Wasserdargebots in der kälteren Jahreszeit und der höheren Energieproduktion der Laufkraftwerke in den Wintermonaten festzustellen.

Bei den Speicherkraftwerken wiederum zeigt sich, dass diese zu einem gewissen Anteil Schwankungen des natürlichen Wasserdargebots durch ihr Speichersystem ausgleichen können. Jedoch hat auch hier langfristig die Erwärmung einen Einfluss, da durch die höheren Temperaturen eine stärkere Verdunstung, vor allem in hochalpinen Gebieten, stattfindet. Diese kann zwar durch mehr Niederschläge ausgeglichen werden, jedoch sind die Projektionen für Niederschlag, über Klimamodelle hinweg, sehr unsicher. Bei den Speicherkraftwerken ist jedoch mehr auf lokale Gegebenheiten zu achten, die diese ein relativ kleines Einzugsgebiet aufweisen. Durch die frühere Schnee- und Gletscherschmelze sind jedoch allgemein höhere Speicher im Frühling als im Herbst zu erwarten. Wie lange jedoch die Gletschervolumina für eine starke Sommerschmelze ausreichen, ist noch ungewiss.

Die Studie zeigt zudem auf, dass Wasserspeicherkraftwerke künftige Trockenperioden reduzieren können, indem sie zukünftig erwartbare Niederschlagskonzentrationen auffangen und die Stromproduktion in trockenere Zeiten verlagern. Diese Überbrückungsmöglichkeit macht österreichische Speicherkraftwerke zu einer wichtigen Flexibilitätsoption für die Stabilisierung eines vollständig erneuerbaren Stromsystems in Zeiten anderweitig geringer Stromproduktion von PV und Wind.

Im Zuge dessen, werden die Speicheranlagen an die zukünftigen Anforderungen angepasst. Durch spezielle Turbinenkonfigurationen werden teilweise Leistung und Flexibilität von bestehenden Maschinensätzen erhöht, neue Pumpspeicherkraftwerke in vorhandene Systeme integriert oder, wo technisch möglich, Speicherbecken vergrößert. Auch bei Laufkraftwerken werden Modernisierungs- und Effizienzsteigerungsmaßnahmen umgesetzt, um das künftige Potential bestmöglich auszuschöpfen und auch bei geringen Abflüssen eine Effizienzsteigerung zu erreichen.