Kleinwasserkraft – Potentiale für die Energie von morgen

Wasser erzeugt „saubere Energie“. Wasserkraft ist CO2-neutral und um die potentielle Energie des Wassers in Strom umzuwandeln, müssen weder Rohstoffe verschwendet noch Schadstoffe freigesetzt werden. Die Standorte für Wasserkraft mit großen Abflüssen und/oder Fallhöhen sind in Deutschland weitgehend erschlossen.

„Doch das Potential von Wasserkraft ist noch lange nicht ausgeschöpft,“ sagt Professor Peter Rutschmann, Ordinarius für Wasserbau und Wasserwirtschaft an der Technischen Universität München, „Insbesondere für die Kleinwasserkraft gibt es noch Potentiale, die nicht nur energetisch, sondern auch ökologisch interessant sind.“ Daher forscht die TUM gemeinsam mit Deutschlands größtem Wasserkraftbetreiber E.ON Wasserkraft GmbH an effizienteren Wasserkrafttechnologien, um in Zukunft auch heute noch als ungünstig geltende Standorte zur Energieerzeugung nutzen zu können.

Anlässlich ihres Informationsbesuches in der Versuchsanstalt Obernach am Walchensee unterstrich die Europaabgeordnete und Vorsitzende des Ausschusses für Industrie, Forschung und Energie, Dr. Angelika Niebler, die Bedeutung von Innovation gerade in diesem Bereich der Energieerzeugung: „Die Europäische Union hat sich beim Klimaschutz und der CO2-Reduktion ehrgeizige Ziele gesetzt, die nur durch einen Energiemix erreicht werden können. Deshalb kommen den regenerativen und natürlichen Energiequellen erhebliche Bedeutung zu und es sind zukunftsweisende Forschungsansätze absolut notwendig. Darüber hinaus bieten sie die Chance, dass Deutschland seine Vorreiterrolle in diesem technologischen Bereich weiter ausbaut.“

In Bayern gibt es an vielen Flüssen Wehre, natürliche Stufen oder Querbauwerke, die häufig als Folge der Flussregulierung im 19. Jahrhundert entstanden sind. Ist die Fallhöhe des Wassers an diesen Stellen etwas mehr als ein Meter, könnte hier Strom erzeugt werden. Um auch diese kleineren Energiepotentiale wirtschaftlich zu nutzen und gleichzeitig ökologische Verbesserungen vornehmen zu können, braucht es innovative Konzepte. Im Mittelpunkt der wissenschaftlichen Arbeit der Wasserbauingenieure der TU München steht deshalb die Entwicklung praxistauglicher Gesamtkonzepte, wobei insbesondere Kompaktlösungen für verlandete, feste Wehrstandorte mit hoher flussdynamischer Beanspruchung (Geschiebeführung, wechselnde Wasserstände) angestrebt werden. An einer solchen Lösung ist auch der Energieerzeuger E.ON Wasserkraft interessiert: „Im Eckpunktepapier zum Ausbau der Wasserkraft in Bayern haben wir uns gemeinsam mit der Bayerischen Staatsregierung das Ziel gesetzt, die Stromerzeugung aus Wasserkraft in Bayern um 10% zu erhöhen. Als Wasserkraft-Unternehmen haben wir daher ein großes Interesse an neuen Technologien, die umweltverträglich und wirtschaftlich auch kleinere Potentiale zur Energiegewinnung nutzen können“, kommentiert Dr. Dominik Godde, Technischer Geschäftsführer der E.ON Wasserkraft. Daher arbeiten E.ON Wasserkraft und TU München hier zusammen, um möglichst schnell Möglichkeiten zur technischen Realisierung der visionären Projekte zu finden.

In der Versuchsanstalt der TU München in Obernach am Walchensee wird anhand von Fallstudien und Modellversuchen untersucht, wie Wasserkraft am effektivsten genutzt werden kann. Die Versuchsanstalt kann auf eine mehr als 80-jährige Tradition zurückblicken. Im Jahr 1926 gründete der Erbauer des Walchenseekraftwerks Oskar von Miller dieses Forschungsinstitut in unmittelbarer Nähe des Walchensees. Seither hat die Forschung zur Energieerzeugung Tradition in Obernach. In der Versuchsanstalt erfolgt Auftragsforschung mit hoher Aussagekraft genauso wie Grundlagenforschung für die praktische Anwendung. Momentan werden von Prof. Rutschmann und seinen Mitarbeitern große physikalische Modellversuche an Wasserkraftanlagen in Bayern und im Ausland durchgeführt.

In den kommenden Monaten werden die TUM-Wissenschaftler in Obernach auch an der Umsetzung neuartiger Konzepte für Kleinwasseranlagen forschen. Für diese Untersuchungen wollen die Wissenschaftler geeignete Kraftwerkskonzepte vor allem für Flusswehre mit festen Querbauwerken untersuchen. Die Wissenschaftler wollen sich hier auf eine ganz neue Technologie konzentrieren: „Wir haben die Idee, ein Konzept zu finden, wie wir Strom erzeugen können und gleichzeitig die Ökologie des Fließgewässers nur marginal verändern werden. Gleichzeitig soll die Stromgewinnung durch Hightech Automatik funktionieren,“ verrät Prof. Rutschmann.

Die Wissenschaftler werden nach den ersten Voruntersuchungen mit numerischen und physikalischen Modellen selbst mit dem Bau eines Prototyps auf dem Versuchsgelände beginnen. Sollten die Ergebnisse positiv sein, könnten schon in den nächsten zwei Jahren die ersten Prototypen in Bayern Strom erzeugen.