Wasserkraftwerke: Wie ein neues Design mehr Strom erzeugen und dabei die Umwelt schonen soll
Natel hat bereits mehrere Projekte in Maine, Oregon und Österreich durchgeführt. Dabei wurden jeweils relativ kleine Turbinen eingesetzt. Das Unternehmen ist jedoch auf dem besten Weg, auch größere Projekte zu realisieren. So hat es in jüngster Vergangenheit zusammen mit einem Partnerunternehmen den Zuschlag für die Lieferung einer größeren Turbine mit einem Durchmesser von drei Metern für ein bestehendes Kraftwerk erhalten, wie Schneider berichtet. Natel vergibt außerdem Lizenzen für seine fischfreundliche Turbinentechnik an andere Hersteller.
Ob Stromversorger auf solche Designs umstellen, könnte davon abhängen, wie sich dies auf die Effizienz der Anlagen auswirkt oder wie viel Energie noch durch einen veränderten Wasserfluss gewonnen werden kann. Natels Turbinenentwürfe werden in einigen Fällen etwas weniger effizient arbeiten als die heutigen herkömmlichen Systeme, räumt Schneider ein, obwohl der Unterschied marginal sei und die Technik wahrscheinlich immer noch eine Verbesserung gegenüber älteren Designs darstellt. Zwar gebe es manchmal nur einen Kompromiss zwischen fischfreundlichem Design und Effizienz, aber das sei nicht bei allen neuen Turbinen der Fall. Eine Studie des US Army Corps of Engineers aus dem Jahr 2019 ergab, dass neue Systeme das Überleben der Fische verbessern und gleichzeitig mehr Strom erzeugen können.
Nur in eine Richtung
Der Einbau neuer Turbinen in Wasserkraftwerke löst jedoch nicht alle mit dieser Technologie verbundenen Umweltprobleme. So wären die neuen Anlagen beispielsweise nur für die Wanderung stromabwärts relevant, wenn Aale also aus Süßwasserflüssen Richtung Meer schwimmen, um sich fortzupflanzen.
Für die Aufwärtswanderung wären andere Lösungen erforderlich. Die beste Variante für viele Anlagen wären wahrscheinlich natürliche Umleitungen oder Rampen, die vielen Arten eine freie Passage in beide Richtungen ermöglichen, sagt Ana T. Silva, leitende Wissenschaftlerin am Norwegischen Institut für Naturforschung. Aufgrund des Platzbedarfs können diese jedoch nicht immer installiert oder genutzt werden.
Laut Michael Milstein, einem Mitarbeiter für Öffentlichkeitsarbeit bei der NOAA-Fischereisektion, die zur US-amerikanischen National Oceanic and Atmospheric Administration gehört, wird seit Langem versucht, die Fischpassage zu verbessern. Zu den heute eingesetzten Lösungen gehören Fischtreppen, bei denen die Fische in höher gelegene Becken schwimmen oder hüpfen, um Dämme zu überwinden. Andere Dämme sind dafür zu hoch, sodass die Fische gefangen und auf Lastwagen verladen werden, um weiterzukommen.
Die Herausforderung, so Milstein, besteht darin, dass „jeder Fluss und jeder Damm anders ist“. Lösungen müssen an die jeweilige Situation angepasst werden, fügt er hinzu; fischsichere Turbinen wären am wichtigsten, wenn es keinen Bypass gibt und der Weg durch eine Anlage die einzige Möglichkeit für Fische ist.
Fischschutz ist möglich
Die Frage des Schutzes von Ökosystemen hat zu heftigen Debatten über bestehende Wasserkraftprojekte im Westen der USA und auf der ganzen Welt geführt.
„Selbst mit dem aktuellen Stand der Technik ist es nicht immer möglich, eine ausreichende Durchgängigkeit zu gewährleisten“, so Milstein. Am Klamath River in Oregon und Nordkalifornien werden derzeit mehrere Dämme wegen der Auswirkungen auf die lokalen Ökosysteme sogar entfernt. Sie hatten den Fluss drastisch verändert, den Lebensraum für Lachse, Meerforellen und Neunaugen zerstört und ideale Bedingungen für Parasiten geschaffen, die die Fischpopulationen dezimieren.
Wasserkraftwerke können sich zwar negativ auf die Umwelt auswirken, aber auch der Klimawandel kann für die Tierwelt äußerst schädlich sein, so Schneider von Natel. Wenn zu viele Wasserkraftwerke abgeschaltet werden, könnte dies eine Lücke hinterlassen, durch die mehr fossile Energie im Netz bleibt, was die Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels behindern würde.
So gesehen: Wenn Wasserkraftwerke nicht so stark die lokale Umwelt beeinträchtigen, könnten mehr davon am Netz bleiben und erneuerbaren Strom erzeugen. „Fischsichere Turbinen werden nicht alles lösen – es gibt viele Probleme in unseren Flüssen“, sagt Schneider. „Aber wir müssen anfangen, sie alle anzugehen, und das ist nur ein Mittel.“