Kleine Wasserkraft – große Wirkung

Das neue Kleinwasserkraftwerk in Maulburg steht in den Startlöchern. Die Wasserkraftschnecke des niederländischen Spezialisten Spans Babcock ist eingehoben und die Baumaßnahmen sind weitgehend abgeschlossen. Im Februar 2018 soll es in Betrieb gehen und jährlich rund eine Million Kilowattstunden saubere Energie liefern, genug für 270 Drei-Personen-Haushalte. Gebaut wird das Kraftwerk von der WKM – Wasserkraftwerke Maulburg, an der neben Energiedienst auch Einrichten Schweigert beteiligt ist.

Die erste Spundbohle wird mit einem Rammgerät mit Teleskopmäkler (rot) an der Böschung der Wiese gesetzt.

Mitte August 2017 wurde damit begonnen, Spundbohlen in den Erdboden zu rammen. Gut 70 Tonnen wiegen die inzwischen verbauten Spundwände, der Großteil davon wird mit der Fertigstellung der Anlage wieder entfernt.

Das sogenannte Rückführungskraftwerk wurde am Auslauf des Gewerbekanals in den Fluss Wiese errichtet. Hier floss das Wasser mit bis zu acht Kubikmeter pro Sekunde bislang energetisch ungenutzt über eine Fallhöhe von bis zu 3,40 Metern vom Kanal zurück in die Wiese. Schon bald soll das Wasser die neue Wasserkraftschnecke antreiben. Der Strom wird dabei durch einen am Ende der Schnecke angebauten Generator erzeugt.

Der Generator für das neue Kraftwerk in Maulburg wird geliefert.

„Die kleine Wasserkraft ist für unsere Region eine ganz wichtige erneuerbare Energiequelle. Sie ist grundlastfähig, klimafreundlich und volkswirtschaftlich wertvoll“, erläutert Jochen Ulrich, Leiter Asset Management bei Energiedienst. Insbesondere im Südschwarzwald liefert die kleine Wasserkraft besonders viel Energie in den Monaten, in denen die Photovoltaik schwächelt. „Im Winter ist der Wasserabfluss im Schwarzwald sehr hoch.“

Wasserkrafterzeugung der Energiedienst-Kraftwerke im Südschwarzwald (oben) und Netzeinspeisung der Photovoltaikanlagen im Südschwarzwald (unten) im Jahresverlauf.

Vergleicht man das Verhältnis von installierter Leistung zu eingespeister Strommenge verschiedener EEG-Anlagen, wird die Bedeutung der Wasserkraft deutlich. Die EEG-geförderten Wasserkraftanlagen im Gebiet der ED Netze mit einer Leistung von 74 Megawatt speisten 2016 knapp 333.400 Megawattstunden Strom ins Netz. Die Photovoltaikanlagen mit einer Leistung von rund 226 Megawatt lieferten rund 188.000 Megawattstunden Strom.

„In der hohen Erzeugung bei kleiner Leistung zeigt sich die Grundlastfähigkeit der kleinen Wasserkraft“, erklärt Jochen Ulrich.

Gesamtleistung der EEG-Anlagen im Verhältnis zur EEG-vergüteten Einspeisung im ED-Netzgebiet.

Ein Blick auf die Treibhausgasemissionen und die Erntefaktoren zeigt die Bedeutung der Wasserkraft für den Klimaschutz. Mit nur 4,5 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde emittieren Wasserkraftwerke deutlich weniger Treibhausgase als Windräder mit 11,6 Gramm und Photovoltaikanlagen mit 68,8 Gramm CO2-Äquivalent pro Kilowattstunde. Noch deutlicher unterscheiden sich die Erntefaktoren, also das jeweilige Verhältnis von erzeugter Energie zu investierter Energie. Der Erntefaktor der Wasserkraft beträgt 267, die Windenergie kommt lediglich auf den Faktor 39 und die Photovoltaik erreicht nur den Wert 9.

Von 2015 bis 2018 hat Energiedienst die kleine Wasserkraft um neun Millionen Kilowattstunden ausgebaut. In den Ausbau sowie in zusätzliche ökologische Maßnahmen investierte der Energieversorger gut 13,5 Millionen Euro. Da es nur noch wenige potenzielle neue Standorte für Wasserkraftwerke gibt, kommt der Modernisierung und Erweiterung bestehender Anlagen eine besondere Bedeutung zu. So erhielten im Rahmen des Projekts Retrofit zahlreiche Kleinwasserkraftwerke eine Frischzellenkur. Sie wurden mit neuer und effizienter Technik ausgestattet. Technisch auf den neuesten Stand gebracht, erzielen die Kraftwerke heute höhere Wirkungsgrade bei einer verlängerten Nutzungsdauer.

Im Kraftwerk Mambach arbeiten seit 2015 zwei neue Maschinen.

Das leistungsstärkste Wasserkraftwerk im Wiesental ist seit 1899 in Mambach in Betrieb. 2015 ersetzte Energiedienst die beiden alten Maschinengruppen durch zwei leistungsstarke Francis-Turbinen, neue Generatoren, Transformatoren und eine neue Schaltanlage. Dadurch liefert das Kraftwerk über eine Million Kilowattstunden mehr Strom pro Jahr.

Einbau einer Kaplan-Schacht-Turbine im Kraftwerk Gündenhausen.

Ebenfalls 2015 modernisierte Energiedienst die Technik im denkmalgeschützten Kraftwerk Gündenhausen und ersetzte die alten Francis-Schacht-Turbinen durch zwei neue gekapselte Kaplan-Turbinen. Neben den Turbinen befindet sich die komplette Maschinentechnik mit Generator unter Wasser. Durch die Installation der neuen Technik in den vorhandenen Turbinenschächten konnten die historischen Generatoren in der alten Maschinenhalle von 1911 stehen bleiben. Mit der Modernisierung stieg die jährliche Energieausbeute um rund 440.000 Kilowattstunden.

2015 wurde auch die Leistung des Wasserkraftwerks Hottingen erhöht. Die alte Francis-Turbine wurde gegen zwei neue Francis-Turbinen mit der doppelten Leistung getauscht. Die Stromproduktion stieg um rund 800.000 Kilowattstunden pro Jahr auf rund 2,2 Millionen Kilowattstunden.

Sanierungsarbeiten am Wehrkörper des Kraftwerks Schappe.

Rund 3,9 Millionen Euro kostete 2015 die Modernisierung der drei Kraftwerke. 2016 wurde das Kraftwerk Schappe in Zell im Wiesental für 2,2 Millionen Euro saniert. Drei alte Francis-Schachtturbinen wurden durch eine drehzahlgesteuerte Kaplan-Unterwasser-Turbine ersetzt. Ein zusätzliches Dotierkraftwerk nutzt heute die abzugebende Restwassermenge energetisch. Die Stromproduktion konnte durch die Maßnahmen um jährlich 400.000 Kilowattstunden gesteigert werden. Die Sanierung der teils unter Denkmalschutz stehenden Anlage gestaltete sich aufwendig. Doch die aus gehauenem Naturstein gestaltete Wehranlage hat schon viele Hochwasser überstanden und sollte der Nachwelt erhalten bleiben.

Aktuell werden 1,2 Millionen Euro in Retrofit-Maßnahmen beim Kraftwerk Steinen investiert und die Stromproduktion um künftig jährlich 800.000 Kilowattstunden erhöht.

Die Sanierung der Kraftwerke Hausen I (Bergwerk), Hausen II (Krummatt) und Brennet wurde inzwischen ebenfalls in Angriff genommen. Sie werden für rund 2,1 Millionen Euro modernisiert und liefern danach jährlich etwa drei Millionen Kilowattstunden Strom zusätzlich. Die Stauanlage im Kraftwerk Hausen I wird seit Juli 2017 wieder hergestellt und saniert. Im vergangenen November verursachte jedoch ein heftiges Hochwasser Schäden bei der Baustelle, was zu Verzögerungen führte.

Beim Kraftwerk Hausen II wurde im September 2017 damit begonnen, Teile der alten Anlage abzureißen. Das Fundament bleibt bestehen, der Überbau und das Dach werden aber neu errichtet. Im Februar 2018 soll die neue Turbine eingehoben werden.

Noch offen ist der Zeitplan für die Sanierung des Kraftwerks Titisee-Neustadt, für die Energiedienst rund eine halbe Million Euro bereitstellen will. Das Kraftwerk soll danach gut 400.000 Kilowattstunden Strom pro Jahr zusätzlich produzieren.

Mit knapp 20 Prozent liegt die Bachforelle im Fischbestand im Südschwarzwald vorne, dicht gefolgt von der Groppe mit 19,5 Prozent. Es folgen Elritze und Schmerle mit knapp 14 Prozent sowie Döbel und Äsche mit 7,5 und 6 Prozent.

Mit den Modernisierungsmaßnahmen verbunden sind immer auch Aufwertungen der Lebensräume für Tiere an den Kraftwerksstandorten. Alle Energiedienst-Kraftwerke sind mit Fischaufstiegsanlangen ausgestattet. In Lachs-Vorranggewässern haben alle modernisierten Anlagen zusätzlich Fischschutz- und Bypasssysteme für den Fischabstieg. Freie Wege für die Fische lautet das Motto, weshalb Energiedienst auch mehr Restwasser in die Gewässerstrecken unterhalb der Kraftwerke gibt. Verbaute Ufer werden renaturiert, um so natürliche Lebensräume zu schaffen und zu erhalten. Für die Wasseramseln werden Nisthilfen aufgestellt und in Steinriegeln siedeln sich Eidechsen an.

Die Nutzung der Wasserkraft hat eine jahrhundertealte Tradition. Wurde die Energie des Wassers früher jedoch mechanisch in Mühlen genutzt, so erzeugen Generatoren heute daraus Strom. Mit dem neuen Kleinwasserkraftwerk in Maulburg, betreibt Energiedienst 14 Kleinkraftwerke an den Flüssen Murg, Wiese und Gutach, sowie ab März 2018 zusätzlich drei kleine Dotierkraftwerke in Wyhlen und Ryburg-Schwörstadt mit einer jährlichen Stromproduktion von insgesamt rund 30 Millionen Kilowattstunden. Das ist erneuerbare Energie für rund 10.000 Haushalte.

Ingo Fleuchaus

Diplom-Physiker Ingo Fleuchaus macht mit seiner PR-Agentur textdirekt seit mehr als zehn Jahren Presse- und Öffentlichkeitsarbeit für Kunden aus der Energiebranche. Die Schwerpunkte bilden Themen aus den Bereichen Energieversorgung, Erneuerbare Energien, Elektromobilität und Forschung.
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