Schonender Ausbau der Wasserkraftnutzung

Schonender Ausbau der Wasserkraftnutzung
Loisach in Bayern Foto: titus rullus/Pixabay CC/PublicDomain

Schonender Ausbau der Wasserkraftnutzung

Weltpremiere in Bayern: In der Loisach bei Großweil im Landkreis Garmisch-Partenkirchen haben Ingenieure das weltweit erste Schachtwasserkraftwerk installiert und in Betrieb gesetzt. Es erzeugt Strom für 800 Haushalte. Die Anlage entwickelten Wissenschaftler der Technischen Universität München (TUM). Sie produziert klimafreundlich Strom und schont gleichzeitig die Natur stärker als konventionelle Wasserkraftwerke.

„Wasserkraftwerke tragen mit erneuerbarer Energie zum Klimaschutz bei, verursachen aber gleichzeitig ökologische Probleme“, war die Motivation für die Entwickler des Schachtwasserkraftwerks. So formulieren sie es in einer Pressemeldung des Informationsdienstes der Wissenschaft (idw). Bei herkömmlichen Flusskraftwerken wird das Wasser durch ein Maschinenhaus geleitet, um die Turbine anzutreiben. Von der Strömung können Fische zum Kraftwerk getrieben und an Turbine und Gittern tödlich verletzt werden.

Natürliche Lebensräume, Fischwanderwege und Uferlandschaft werden geschädigt. Die ökologischen Vorgaben für neue Anlagen lassen sich in Deutschland so kaum mehr erfüllen.

Kraftwerk erzeugt Ökostrom, ohne Fische zu stören

Am Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft der TUM wollten die Experten dies ändern. Sie bauten daher ein Kraftwerk, das die Natur deutlich stärker schont.

Für den neuen Kraftwerkstyp muss der Flusslauf nicht umgeleitet werden. Stattdessen wird vor einem Wehr ein Schacht ins Flussbett gebaut, in dem Turbine und Generator untergebracht sind. Das Wasser fließt in den Schacht, treibt die Turbine an und strömt dann unter dem Wehr in den Fluss zurück. Ein kleinerer Teil fließt über den Schacht und das Wehr hinweg.

So schaffen es die Ingenieure, die Strömung so zu steuern, dass das Kraftwerk effizient Strom erzeugt, aber gleichzeitig der Sog in den Schacht gering bleibt. Damit ist das Bauwerk für Tiere unproblematischer.

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Künstliche Fischtreppe Foto: Skeeze/Pixabay CC/PublicDomain

Zahlreiche Untersuchungen an einem Prototypen zeigten laut TUM, dass die meisten Fische deshalb sicher über dem Schacht schwimmen. Mehr noch: Durch zwei Öffnungen im Wehr können sie gefahrlos flussabwärts wandern. Flussaufwärts gelangen sie über eine übliche Fischtreppe.
Das Schachtkraftwerk hat neben dem Fischschutz einen weiteren Vorteil für die Gewässerökologie: Es ist auch für Geröll und Treibholz, die der Fluss mit sich führt, durchlässig. Die Bewegung und Ablagerung dieses „Geschiebes“ ist beispielsweise für Laichplätze wichtig. Ein Gitter, der sogenannte Rechen, der auf dem Schacht liegt, hält es von der Turbine ab. Dann wird es von der Anlage regelmäßig flussabwärts geschoben. Dafür wird ein Verschluss im Wehr geöffnet. Auf diese Weise kann auch Hochwasser abgelassen werden.

„Weltweit wertvolle Lebensräume erhalten“

„Wenn wir sowohl das Klima als auch die Natur schützen wollen, müssen wir Technologien entwickeln, mit denen wir beide Ziele so gut wie möglich in Einklang bringen“, sagt Projektleiter Prof. Peter Rutschmann. „Dabei ist klar, dass es eine hundertprozentige Erhaltung des Naturzustands mit keinem Wasserkraftwerk geben kann.“ Sehr kleine Fische können in das Schachtkraftwerk gesogen werden, wobei auch von ihnen ein Großteil das Kraftwerk unverletzt passiert.
Das Schachtkraftwerk erfüllt so strenge ökologische Kriterien, dass die erste Anlage in einem Natura-2000-Gebiet genehmigt werden konnte. Die Fischwanderwege verbesserten sich durch den Bau sogar.

Das Schachtkraftwerk eignet sich sowohl für unterschiedlich große Flüsse als auch für unterschiedliche Fallhöhen. Je nach Gewässergröße und Bedarf wird in mehreren Schächten nebeneinander Strom erzeugt. „Weltweit sollen zahlreiche neue Wasserkraftwerke gebaut werden, oft in Regionen mit hoher Biodiversität“, sagt Peter Rutschmann. „Das Schachtkraftwerk kann helfen, die ökologisch wertvollen Lebensräume in Flüssen zu bewahren.“

red

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