Wasserkraftwerk: Arten, Funktionsweise und Bedeutung in Deutschland

Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?

Ein Wasserkraftwerk staut oder leitet Wasser so, dass es mit Höhenunterschied durch eine Turbine strömt; die Turbine dreht einen Generator, der Strom erzeugt. Die Leistung hängt von zwei Größen ab: der Wassermenge pro Sekunde und der Fallhöhe.

Physikalisch gilt: Leistung = Dichte des Wassers × Erdbeschleunigung × Durchfluss × Fallhöhe × Wirkungsgrad. Ein Kubikmeter Wasser, der 10 m tief fällt, liefert damit knapp 0,1 MW, wenn er jede Sekunde nachströmt. Große Wassermengen bei geringer Fallhöhe nutzen Flusskraftwerke, kleine Mengen bei großer Fallhöhe nutzen Speicherkraftwerke im Gebirge.

1. Wasser stauen oder ableiten

   Ein Wehr im Fluss oder eine Staumauer im Gebirge erzeugt den Höhenunterschied zwischen Ober- und Unterwasser.

2. Turbine antreiben

   Kaplan-Turbinen eignen sich für geringe Fallhöhen und große Mengen, Francis-Turbinen für mittlere, Pelton-Turbinen für große Fallhöhen von mehreren hundert Metern.

3. Strom erzeugen

   Die Turbinenwelle dreht den Generator; ein Transformator hebt die Spannung für das Netz an.

4. Wasser zurückgeben

   Das Wasser fließt unterhalb des Kraftwerks zurück in den Fluss oder in einen See. Bei Ausleitungskraftwerken fehlt es auf der Strecke dazwischen, deshalb schreibt das Wasserhaushaltsgesetz eine Mindestwasserführung vor.

goClimate-Rechnung

So haben wir gerechnet: Durchfluss = 124.000.000 W ÷ (1.000 kg/m³ × 9,81 m/s² × 200 m × 0,9) = 70 m³/s; Volllaststunden = 300 GWh ÷ 124 MW. Das Kraftwerk läuft damit gut ein Viertel des Jahres unter Volllast und wird gezielt dann eingesetzt, wenn Strom gebraucht wird. Quelle Eingangswerte: Uniper (Pressemitteilung vom 12.06.2024).

Welche Arten von Wasserkraftwerken gibt es?

Es gibt fünf Arten von Wasserkraftwerken: Laufwasserkraftwerke an Flüssen, Speicherkraftwerke an Stauseen, Pumpspeicherkraftwerke als Stromspeicher, Gezeitenkraftwerke an Küsten mit großem Tidenhub und Wellenkraftwerke. In Deutschland dominieren Laufwasserkraftwerke; Speicherkraftwerke machen laut Umweltbundesamt nur rund 2,5 % aus.

Für die Stromversorgung zählen in Deutschland Laufwasser- und Speicherkraftwerke; Pumpspeicher verschieben Strom zeitlich, statt ihn zu erzeugen. Quelle: Umweltbundesamt (Nutzung der Wasserkraft, Stand 17.03.2025).

Nach der Fallhöhe unterscheidet man Niederdruck-, Mitteldruck- und Hochdruckkraftwerke; als Faustregel gelten unter 15 m, 15 bis 50 m und über 50 m. Flusskraftwerke an Rhein und Donau sind Niederdruckanlagen, das Walchenseekraftwerk mit rund 200 m Fallhöhe ist eine Hochdruckanlage.

Bei Laufwasserkraftwerken unterscheidet man Flusskraftwerke, die direkt an einem Wehr im Fluss stehen, und Ausleitungskraftwerke, die einen Teil des Wassers über einen Kanal oder Stollen zum Krafthaus führen. Ausleitungen gewinnen mehr Gefälle, lassen aber die Flussstrecke dazwischen wasserärmer zurück. Auch das Walchensee-System lebt von einer Überleitung: Am Krüner Wehr wird Isarwasser in den Walchensee abgezweigt.

Ist Wasserkraft eine erneuerbare Energie?

Ja, Wasserkraft ist eine erneuerbare Energie: Der Wasserkreislauf aus Verdunstung, Niederschlag und Abfluss wird von der Sonne angetrieben und erneuert sich ständig. Über den Lebenszyklus verursacht Strom aus Wasserkraft im Median 24 g CO₂-Äq. je kWh (IPCC), weniger als ein Vierzehntel des deutschen Strommixes von 344 g CO₂ je kWh (2025).

2025 vermied Wasserkraftstrom in Deutschland nach UBA-Berechnung 13,6 Mio. t Treibhausgase. Erneuerbar heißt nicht folgenlos: Staustufen verändern Flüsse dauerhaft, und in warmen Regionen können Stauseen durch zersetzte Biomasse Methan freisetzen. Pumpspeicherkraftwerke sind keine erneuerbare Quelle, sondern Speicher; ihr Strom ist so sauber wie der Strom, mit dem sie pumpen. Wie Wasserkraft neben Wind, Sonne und Biomasse einzuordnen ist, zeigt der Überblick über erneuerbare Energien und ihre Arten.

Wie viel Strom liefert Wasserkraft in Deutschland?

Wasserkraftwerke erzeugten 2025 in Deutschland 16,9 TWh Strom, 3,2 % des Bruttostromverbrauchs und rund 25 % weniger als im Vorjahr, weil das Jahr sehr trocken war. In normalen Jahren liegt der Anteil laut Umweltbundesamt zwischen 2,9 und 3,8 %, in den letzten zehn Jahren wurden bis zu 23 TWh erreicht.

Auch 2026 bleibt die Erzeugung niedrig: Von Januar bis August lieferte Wasserkraft 9,5 TWh, 17 % weniger als im Vorjahreszeitraum (AGEE-Stat, vorläufig). Die installierte Leistung der Lauf- und Speicherwasserkraftwerke liegt bei rund 5,3 GW (Energy-Charts). Das technisch-ökologische Potenzial schätzt das Umweltbundesamt auf rund 25 TWh im Jahr; zusätzlich erschließbar sind nur noch 1,3 bis 1,4 TWh, davon rund 70 % durch Modernisierung bestehender Anlagen.

goClimate-Rechnung

So haben wir gerechnet: 16,9 TWh (2025) × 90 % ÷ 436 Anlagen = 34,9 GWh; 16,9 TWh × 10 % ÷ (8.300 − 436) Anlagen = 0,21 GWh. Eine große Anlage liefert damit im Mittel mehr als 160-mal so viel Strom wie eine kleine. Annahme: Die UBA-Anteile (über 90 % bzw. 95 % der Anlagen bis 1 MW) gelten auch für das Trockenjahr 2025. Quellen: Umweltbundesamt, AGEE-Stat.

Die These dieser Seite: Die Zukunft der Wasserkraft in Deutschland liegt in der Modernisierung der 436 großen Anlagen, nicht im Neubau kleiner. Rund 7.900 Kleinanlagen liefern zusammen weniger als ein Zehntel des Wasserkraftstroms, sperren aber an vielen Bächen und kleinen Flüssen den Weg für Fische. Eine einzelne neue Windenergieanlage an Land erzeugt mit rund 9 GWh im Jahr so viel wie rund 40 durchschnittliche Kleinwasserkraftwerke; wie Windkraftanlagen funktionieren, erklärt die Seite zur Windenergie an Land und auf See.

Wo findet man Wasserkraftwerke in Deutschland?

Wasserkraftwerke stehen vor allem im Süden: Bayern und Baden-Württemberg erzeugen zusammen über 80 % des deutschen Wasserkraftstroms. Rund 86 % der Leistung großer Anlagen liegen an neun Flüssen: Inn, Rhein, Donau, Isar, Lech, Mosel, Main, Neckar und Iller.

Der Grund ist die Topografie: Alpen und Voralpen liefern Gefälle und viel Wasser aus Schnee und Regen, im flachen Norden fehlt beides. Die größten Laufwasserkraftwerke stehen am Oberrhein und am Inn, das größte Pumpspeicherkraftwerk Deutschlands steht dagegen in Thüringen: Goldisthal hat vier Pumpturbinen mit je 265 MW, zusammen 1.060 MW.

Fallbeispiel

Walchenseekraftwerk, Kochel am See: 100 Jahre Betrieb, Genehmigung bis 2030 (Stand Oktober 2026)

• Seit 26. Januar 1924 in Betrieb, 124 MW, rund 300 GWh Strom im Jahr; das Wasser fällt rund 200 m vom Walchensee zum Kochelsee (Uniper, 12.06.2024)
• Vier Francis-Turbinen mit je 18 MW speisen ins öffentliche Netz, vier Pelton-Turbinen mit je 13 MW liefern rund 100 GWh im Jahr Bahnstrom an die Deutsche Bahn
• Alle wasserrechtlichen Genehmigungen des Walchensee-Systems, einschließlich der Ableitung von Isarwasser am Krüner Wehr, laufen am 30. September 2030 aus; die Nebenanlagen Obernach (12,8 MW) und Niedernach (2,4 MW) fallen dann an den Freistaat Bayern (ZfK, 18.02.2022)
• Das Hauptkraftwerk bleibt Eigentum von Uniper, braucht für den Weiterbetrieb aber eine neue Genehmigung, die Energieerzeugung gegen Natur- und Gewässerschutz abwägt
• Uniper gehört seit 2022 zu gut 99 % dem Bund; Bayern rechnet seit März 2024 nicht mehr mit einer Übernahme der 97 Uniper-Wasserkraftwerke (ZfK, 06.03.2024)

Einordnung

Was der Fall zeigt

Der Fall zeigt, dass Wasserkraft in Deutschland über Genehmigungen gesteuert wird, nicht über Neubau. Mit 300 GWh liefert ein einziges Kraftwerk so viel wie rund 1.400 durchschnittliche Kleinwasserkraftwerke, und es kann innerhalb kurzer Zeit volle Leistung bringen. Die Neugenehmigung 2030 entscheidet, wie viel Isarwasser weiter in den Walchensee fließt; jedes Zugeständnis an die Isar kostet Strom, jedes Zugeständnis an die Stromerzeugung kostet Flussökologie. Der Fall zeigt nicht, wie diese Abwägung ausgeht. Für Kommunen und Stadtwerke heißt das: Auslaufende Genehmigungen sind der Moment, in dem Fischaufstieg, Mindestwasser und Leistung neu verhandelt werden.

Welche Rolle spielen Pumpspeicherkraftwerke als Stromspeicher?

Pumpspeicherkraftwerke sind die älteste Großspeichertechnik im deutschen Stromsystem: Sie pumpen bei Überschuss Wasser in ein Oberbecken und erzeugen bei Bedarf Strom. In Deutschland gibt es 31 Anlagen; Energy-Charts weist rund 9,9 GW Pumpspeicherleistung aus, einschließlich Anlagen in Luxemburg und Österreich, die ins deutsche Netz einspeisen.

Pumpspeicher gleichen Tagesschwankungen aus, etwa mittags Solarstrom aufnehmen und abends abgeben. Für längere Flauten von Wind und Sonne reichen ihre Speichermengen nicht. Batteriespeicher haben sie bei der Leistung bereits überholt: Energy-Charts zählt Anfang Oktober 2026 rund 21,5 GW Batterieleistung, mehr als doppelt so viel wie Pumpspeicher.

Die Größenunterschiede zwischen den Anlagen sind erheblich. Goldisthal in Thüringen hat mit 1.060 MW rund 19-mal so viel Leistung wie Forbach nach dem Ausbau an Pumpleistung (57 MW), sein Oberbecken fasst rund 12 Mio. m³ Wasser. Gebaut wurde Goldisthal von 1991 bis 2004; der nächste Neubau dieser Größenordnung, Atdorf im Südschwarzwald, scheiterte 2017.

Fallbeispiel

Atdorf abgesagt, Forbach ausgebaut: zwei Pumpspeicherprojekte im Schwarzwald (Stand Oktober 2026)

• Atdorf (Südschwarzwald): geplant 1.400 MW für rund 1,6 Mrd. €, Inbetriebnahme ursprünglich 2022; RWE stieg 2014 aus, EnBW beendete das Projekt am 11. Oktober 2017, weil die Rahmenbedingungen keinen wirtschaftlichen Betrieb erlaubten (oenergetice.cz, Clean Energy Wire, Oktober 2017)
• Kritik vor der Absage: Pumpspeicher zahlten Netzentgelte doppelt, beim Pumpen und beim Erzeugen (BDEW); Naturschutzverbände wandten sich gegen den Eingriff in Lebensräume und Wasserhaushalt
• Forbach (Nordschwarzwald): EnBW erweitert das über 100 Jahre alte Rudolf-Fettweis-Werk für rund 280 Mio. €; Planfeststellung am 1. März 2023, Tunnelanschlag 27. Juni 2024, Inbetriebnahme geplant im Herbst 2027 (EnBW)
• Forbach künftig: Pumpleistung von 20 auf 57 MW, Turbinenleistung von 43 auf rund 54 MW, rund 456 MWh je Speicherzyklus, neuer unterirdischer Wasserspeicher mit rund 200.000 m³ (EnBW, ingenieur.de 31.07.2026)

Einordnung

Was der Fall zeigt

Die beiden Fälle zeigen, dass Pumpspeicher in Deutschland ein Modernisierungs-, kein Wachstumsmarkt sind. Gebaut wird dort, wo Becken, Stollen und Genehmigung schon existieren: Forbach erweitert einen über 100 Jahre alten Standort, statt einen neuen Berg zu erschließen. Die Größenordnung ist bescheiden: 456 MWh decken die mittlere deutsche Last von rund 60 GW für knapp 30 Sekunden, und der Ausbau kostet rund 614 € je kWh Speicherkapazität. Der Fall zeigt nicht, dass Pumpspeicher überflüssig sind; sie halten Jahrzehnte und liefern Systemdienstleistungen wie Schwarzstart. Für Leser folgt: Kurzfristige Flexibilität kommt künftig vor allem aus Batterien, Pumpspeicher sichern den Bestand.

Welche Folgen hat Wasserkraft für Flüsse und Fische?

Wasserkraft ist die erneuerbare Energie mit den größten Eingriffen in Ökosysteme: In 37 % der berichteten Wasserkörper in Deutschland belastet sie die Gewässer signifikant, auf über 51.000 Flusskilometern. Querbauwerke unterbrechen Wanderwege von Fischen, Stauhaltungen verändern Strömung, Temperatur und Sedimente.

Mehr als 22 % der Fische, die eine Turbine passieren, werden laut Umweltbundesamt tödlich verletzt. Die EU-Wasserrahmenrichtlinie verlangt einen guten ökologischen Zustand der Gewässer bis spätestens 2027; dieses Ziel wird in Deutschland nahezu vollständig verfehlt. Das Wasserhaushaltsgesetz schreibt deshalb für Wasserkraftanlagen Mindestwasserführung, Durchgängigkeit für Fische und Maßnahmen zum Fischschutz vor (§§ 33 bis 35 WHG).

Der Klimawandel trifft die Wasserkraft selbst: Das Umweltbundesamt erwartet bis Mitte des Jahrhunderts 1 bis 4 % weniger Erzeugung, danach bis zu 15 %. Die Trockenjahre 2025 und 2026 zeigen bereits, wie stark die Erträge schwanken; an Hochrhein, Lech und Main schwanken sie um rund ±9 %.

Wasserkraft ist klimafreundlich und verlässlich, aber in Deutschland weitgehend ausgebaut und ökologisch die konfliktreichste erneuerbare Energie. Quellen: IPCC AR5, Umweltbundesamt, AGEE-Stat, EnBW; Lebensdauer am Beispiel Walchensee (seit 1924) und Forbach (über 100 Jahre).

Was bedeutet Wasserkraft für Unternehmen und Kommunen?

Für die meisten Unternehmen begegnet Wasserkraft im Stromeinkauf: Ein großer Teil der Herkunftsnachweise in deutschen Ökostromtarifen stammt aus Wasserkraft, oft aus dem Ausland. Wer Strom mit Herkunftsnachweisen kauft, kann ihn in der Scope-2-Bilanz nach dem marktbasierten Ansatz mit 0 g CO₂ ansetzen, verändert damit aber nicht automatisch die Erzeugung.

• Stromeinkauf: Herkunftsnachweise aus bestehenden Wasserkraftwerken sind günstig, bewirken aber selten zusätzliche Anlagen. Welche Labels zusätzlichen Nutzen verlangen, zeigt die Seite zu Ökostrom-Zertifikaten und Herkunftsnachweisen.
• Eigene Anlagen: Betriebe mit historischen Wasserrechten, etwa Mühlen, Papier- oder Textilwerke, sollten bei Modernisierungen Fischschutz und Durchgängigkeit gleich mitplanen; Auflagen nach §§ 33 bis 35 WHG gelten auch für Bestandsanlagen.
• Kommunen und Stadtwerke: Auslaufende Wasserrechte und Konzessionen sind der Hebel, um Leistung und Ökologie neu auszuhandeln, wie das Walchensee-Beispiel zeigt.
• Berichterstattung: Wer nach VSME, DNK oder ESRS berichtet, sollte den Anteil zertifizierten Wasserkraftstroms getrennt von eigener Erzeugung ausweisen und angeben, aus welchem Land die Nachweise stammen.

Den weltweiten Stellenwert ordnet die Seite zu erneuerbaren Energien weltweit ein: Global deckt Wasserkraft laut Umweltbundesamt rund 15 % der Stromversorgung, in Deutschland rund 3 %.

Häufige Fragen zum Wasserkraftwerk

Welche Arten von Wasserkraftwerken gibt es?

Es gibt Laufwasserkraftwerke an Flüssen, Speicherkraftwerke an Stauseen, Pumpspeicherkraftwerke als Stromspeicher, Gezeitenkraftwerke und Wellenkraftwerke. In Deutschland dominieren Laufwasserkraftwerke; Gezeitenkraftwerke gibt es hier nicht.

Wie funktioniert ein Wasserkraftwerk?

Wasser strömt mit Gefälle durch eine Turbine und dreht sie. Die Turbine treibt einen Generator an, der Strom erzeugt. Die Leistung hängt von der Wassermenge pro Sekunde und von der Fallhöhe ab.

Ist Wasserkraft eine erneuerbare Energie?

Ja. Der Wasserkreislauf wird von der Sonne angetrieben und erneuert sich ständig. Über den Lebenszyklus verursacht Wasserkraft im Median 24 g CO₂-Äq. je kWh, belastet aber Flüsse und Fische.

Wie viele Wasserkraftwerke gibt es in Deutschland?

In Deutschland sind rund 8.300 Wasserkraftanlagen in Betrieb, davon 31 Pumpspeicherkraftwerke. Rund 95 % sind Kleinanlagen bis 1 MW; die 436 Anlagen über 1 MW liefern über 90 % des Wasserkraftstroms.

Wo gibt es in Deutschland Wasserkraftwerke?

Vor allem in Bayern und Baden-Württemberg, die zusammen über 80 % des Wasserkraftstroms erzeugen. Große Anlagen stehen an Inn, Rhein, Donau, Isar, Lech, Mosel, Main, Neckar und Iller.

Welche Vor- und Nachteile hat Wasserkraft?

Wasserkraft ist erneuerbar, klimafreundlich und gut planbar, Speicherkraftwerke regeln schnell. Nachteile sind Eingriffe in Flüsse, Schäden an Fischen, die Abhängigkeit von Niederschlägen und das in Deutschland weitgehend ausgeschöpfte Potenzial.