Die Stauwasserkraft, auch als Speicherwasserkraft bezeichnet, ist die häufigste Art der Stromerzeugung aus Wasserkraft. Sie stützt sich auf Stauanlagen wie Stauseen oder große Dämme, um Wasser zu speichern und es bei Bedarf über Turbinen zur Stromerzeugung freizugeben.

Diese Art der Wasserkraft eignet sich zur Stromerzeugung im großen Maßstab. Stauanlagen speichern große Mengen an Wasser und können daher eine beträchtliche Menge an elektrischer Energie erzeugen. Da das Wasser konstant gespeichert wird, gilt die Stauwasserkraft als zuverlässige und berechenbare Energiequelle. In Dürreperioden kann die Stromerzeugung jedoch beeinträchtigt werden.

Bei der Pumpspeicherkraft wird Wasser zwischen Stationen in unterschiedlichen Höhenlagen bewegt. Diese Einrichtungen ziehen in Zeiten geringer Nachfrage Wasser von einer niedrigeren in eine höhere Lage und geben es in Zeiten hoher Nachfrage wieder ab, um Strom zu erzeugen.

Diese Art von Wasserkraftwerk funktioniert wie eine Batterie, die die von anderen Energiequellen (wie Sonne, Wind und Atomkraft) erzeugte Energie für eine spätere Nutzung speichert. Diese Speichersysteme bieten eine Möglichkeit, die Last innerhalb des Netzwerks auszugleichen. Die gespeicherte Energie kann verwendet werden, um plötzliche Nachfragespitzen zu decken oder um auszugleichen, wenn intermittierende erneuerbare Energiequellen (wie Wind und Sonne) nicht genug produzieren. Geeignete Standorte mit Gewässern in unterschiedlichen Höhen zu finden, kann jedoch eine Herausforderung sein.

Die allgemein als Laufwasserkraft bezeichneten, auf Umleitungen basierenden Systeme benötigen wenig bis gar keine Wasserspeicherung. Stattdessen wird die natürliche Strömung und das Gefälle eines Flusses genutzt, um erneuerbare Energie zu erzeugen, indem das Wasser durch einen Kanal oder eine Druckleitung in Turbinen umgeleitet wird. Die kleinen Wasserkraftwerke der Ausleitungskraftwerke sind am ehesten in Gebirgsregionen zu finden, wo das natürliche Gefälle des Flusses eine starke Strömung für die Stromerzeugung bietet.

Diese Wasserkraftwerke haben in der Regel einen geringeren ökologischen Fußabdruck als Staudammanlagen, da sie keine großen Stauseen benötigen und weniger Auswirkungen auf natürliche Ökosysteme haben. Allerdings arbeiten sie auch in einem kleineren Maßstab, was bedeutet, dass sie insgesamt weniger Strom erzeugen. Und da sie vom Flusslauf abhängig sind, können sie variabler sein, insbesondere in Regionen, in denen die Niederschläge je nach Jahreszeit schwanken.

Während die oben beschriebenen Arten der Wasserkraft die meisten bestehenden Anlagen abdecken, gibt es noch einige andere Varianten. Einige Anlagen nutzen beispielsweise die Gezeitenkraft, indem sie Ebbe und Flut zur Stromerzeugung einsetzen. Und Mikro-Wasserkraft ist ein Begriff, der sich auf kleinere Systeme bezieht, die Strom für eine kleine Gemeinde, ein einzelnes Haus oder eine abgelegene Einrichtung erzeugen. Diese können entweder ein Flusslauf sein oder ein kleines Reservoir umfassen.

China ist mit einer installierten Leistung von über 356.000 Megawatt der größte Wasserkraftproduzent der Welt. Das Land hat viel in Wasserkraftprojekte investiert, darunter der Drei-Schluchten-Damm, das größte Wasserkraftprojekt der Welt. Der 2012 fertiggestellte Damm am Jangtse-Fluss hat eine Kapazität von 22,5 Gigawatt (GW).

Wasserkraftwerke und andere Quellen machen etwa 6 % der in den Vereinigten Staaten erzeugten Elektrizität aus.² Der Grand Coulee Damm am Columbia River im Bundesstaat Washington ist mit einer Erzeugungskapazität von etwa 6,8 GW das größte Wasserkraftprojekt des Landes. Aber das vielleicht bekannteste Wasserkraftprojekt der Welt ist der Hoover-Damm. Er befindet sich an der Grenze zwischen Arizona und Nevada, wurde 1936 fertiggestellt und hat eine Kapazität von etwa 2 GW. Der Damm liefert nicht nur Strom für öffentliche und private Versorgungsunternehmen in Nevada, Arizona und Kalifornien, sondern reguliert auch den Wasserfluss für die Bewässerung und bietet Hochwasserschutz.

Wasserkraft ist eine wichtige Quelle für erneuerbare Energien in Europa und macht mehr als 12 % der Stromerzeugung in der Europäischen Union aus.³ Norwegen zum Beispiel erzeugt mehr als 90 % seines gesamten Stroms aus Wasserkraft.⁴ Das größte Wasserkraftprojekt in Europa in Bezug auf die Kapazität ist der Sayano-Shushenskaya-Staudamm in Russland. Es ist das siebtgrößte Wasserkraftwerk der Welt mit einer Kapazität von 6,4 GW.

Auf dem südamerikanischen Kontinent gibt es mehrere wichtige Wasserkraftprojekte. Der Itaipu-Staudamm, ein gemeinsames Unternehmen von Brasilien und Paraguay am Fluss Parana, ist eines der größten in Betrieb befindlichen Wasserkraftwerke der Welt. Es verfügt über eine installierte Erzeugungskapazität von 14 GW. Der venezolanische Guri-Staudamm, auch bekannt als Simón-Bolívar-Wasserkraftwerk, hat eine Kapazität von etwa 10,2 GW und liefert bis zu 80 % des Stroms des Landes.

Viele Länder in Afrika setzen auf Wasserkraft, um ihren wachsenden Energiebedarf zu decken. Projekte wie der Grand Ethiopian Renaissance Dam und der Inga-Damm in der Demokratischen Republik Kongo haben das Potenzial, den Kontinent mit erheblichen Mengen erneuerbarer Energie zu versorgen. In Ägypten ist der Assuan-Hochdamm am Nil eines der größten Wasserkraftprojekte Afrikas. Er wurde 1970 fertiggestellt und hat eine Stromerzeugungskapazität von etwa 2,1 GW. Der Damm hat sich auf die Landwirtschaft und die Wirtschaft des Landes ausgewirkt, da er mehr Wasser für die Bewässerung speichert und Strom aus Wasserkraft erzeugt.