Wasserkraft ist eine wichtige Säule im Bereich erneuerbare Energien und somit auch im Klimaschutz. Allerdings sind auch Wasserkraftwerke nicht frei von ökologischen Problemen – sie haben Auswirkungen auf Lebewesen, natürliche Lebensräume und Uferlandschaften. Sogenannte Schachtwasserkraftwerke minimieren im Vergleich zu konventionellen Wasserkraftwerken die Auswirkungen auf die Umwelt. Im bayrischen Fluss Loisach ging nun das weltweit erste Schachtwasserkraftwerk in Betrieb.


Bild: Frank Becht / TUM

Schachtkraftwerk als Alternative zu herkömmlichen Wasserkraftwerken

In herkömmlichen Flusskraftwerken wird das Wasser durch ein Maschinenhaus geleitet, um dort die Turbine anzutreiben. Dabei können Fische an der Turbine oder an Gittern tödlich verletzt werden. Außerdem können derartige Kraftwerke natürliche Lebensräume und Fischwanderwege schädigen. Daher gibt es für den Bau neuer Wasserkraftanlagen in Deutschland strenge Vorgaben, die teilweise nur sehr schwer erfüllt werden können.

Ein Team von Forschern am Lehrstuhl für Wasserbau und Wasserwirtschaft der TU München hat ein Wasserkraftwerk entwickelt, dessen Auswirkungen auf die Natur geringer ausfallen. Für den neuen Kraftwerkstyp muss der Flusslauf nicht mühsam umgeleitet werden, sondern es wird vor einem Wehr ein Schacht ins Flussbett gebaut. In diesem Schacht werden die Turbine und der Generator untergebracht. Das Wasser treibt beim Durchfließen des Schachts die Turbine an und wird dann unter dem Wehr wieder in den Fluss geleitet. Ein Teil des im Flusslauf geführten Wassers fließt weiter über den Schacht und das Wehr hinweg.


Für die meisten Fische ungefährlich

Die Strömung in dem Schacht wird so gesteuert, dass das Kraftwerk effizient Strom erzeugen kann, während der Sog am Schachteingang gering bleibt. In Untersuchungen konnten die Forscher zeigen, dass die meisten Fische in der Lage sind, sicher über dem Schacht zu schwimmen. Zwei Öffnungen im Wehr erlauben eine Fischwanderung flussabwärts. Flussaufwärts kommt weiter die übliche Fischtreppe zum Einsatz.

Das Schachtwasserkraftwerk ist auch für Geröll und Treibholz durchlässig. Dessen Bewegung und Ablagerung kann etwa für Laichplätze wichtig sein. Natürlich können Geröll und Treibholz die Turbine schädigen, weshalb diese durch ein Gitter geschützt wird. Ein Verschluss im Wehr kann geöffnet werden, um Treibholz und Geröll flussabwärts durchzulassen. Der Verschluss kann auch bei Hochwasser zum Einsatz kommen.

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. Dabei ist klar, dass es eine hundertprozentige Erhaltung des Naturzustands mit keinem Wasserkraftwerk geben kann„, so Professor Peter Rutrschmann, der Projektleiter.

Prototyp in der Loisach

Der Prototyp des Schachtkraftwerks erfüllt strenge ökologische Kriterien und konnte daher in einem Natura-2000-Gebiet gebaut werden. Die Fischwanderung in der Loisach bei Großweil im Landkreis Garmisch-Partenkirchen konnte durch den Bau des Kraftwerks sogar verbessert werden. Errichtet wurde das Schachtkraftwerk von der Wasserkraft Großweil GmbH an einer bereits vorhandenen Rampe. Diese war bisher für Fische nur schwer überwindbar. Das Kraftwerk erzeugt als Teil der dezentralen Energieversorgung nun Strom für etwa 800 Haushalte.

Das Kraftwerk kann sowohl an unterschiedlich große Flüsse als auch an unterschiedliche Fallhöhen angepasst werden. In der Loisach kommen für eine Fallhöhe von 2,5 Metern zwei Schächte zum Einsatz – bei größeren Flüssen können es auch mehr sein. Über eine Ausgründung der TUM werden Lizenzen an Kraftwerksbetreiber vergeben. Derzeit sind insgesamt zwölf Anlagen in Bayern geplant.

Weltweit sollen zahlreiche neue Wasserkraftwerke gebaut werden, oft in Regionen mit hoher Biodiversität. Das Schachtkraftwerk kann helfen, die ökologisch wertvollen Lebensräume in Flüssen zu bewahren„, so Rutschmann.

via TU München

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