Wasserwirbel erzeugen Naturstrom über das ganze Jahr

Das erste Wasserwirbelkraftwerk der Schweiz geht im aargauischen Schöftland offiziell ans Netz. Die Betreiber sehen in diesen Kleinwasserkraftwerken ein grosses Potenzial.

Wasserwirbelkraftwerk am renaturierten Flussbett der Suhre bei Schöftland: Die Betreiber sehen darin ein grosses Potenzial.

Wasserwirbelkraftwerk am renaturierten Flussbett der Suhre bei Schöftland: Die Betreiber sehen darin ein grosses Potenzial. Bild: Stefan Hartmann

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Ortstermin in Schöftland: Andreas Steinmann führt den Besucher zu einem Bauwerk, keine 200 Meter von seinem Wohnhaus entfernt, an einem renaturierten Flussabschnitt der Suhre im aargauischen Schöftland. Am nächsten Samstag hat der Bauingenieur seinen grossen Tag. Dann geht die Pilotanlage des ersten Wasserwirbelkraftwerkes offiziell ans Netz. Für wasserreiche Länder mit schlechter Netzabdeckung sei das Kleinkraftwerk eine interessante Option, sagt Andreas Steinmann. Auch für die Schweiz: Es bestehe ein technisches Potenzial für Tausende Anlagen, so der Energiepionier.

Das kleine Flusskraftwerk braucht lediglich ein Gefälle von 0,7 Metern und eine Wassermenge von circa 1000 Litern pro Sekunde, um Naturstrom zu erzeugen. Diese Voraussetzungen erfüllen sehr viele Schweizer Fliessgewässer. Das Wasserwirbelkraftwerk in Schöftland ist aus Beton gegossen; es hat ein rundes Becken von 6,5 Meter Durchmesser, und im Boden ist ein zentraler Abfluss. Das Bild von der Badewanne drängt sich auf, in der sich ein Wirbel bildet, sobald der Stöpsel gezogen wird. So ist es auch beim Wasserwirbelkraftwerk: Über der Abflussöffnung des Beckens entsteht ein Wasserwirbel, der einen langsam drehenden Rotor mit etwa 20 Umdrehungen pro Minute bewegt. Dieser treibt wiederum den Generator an mit einer elektrischen Leistung von 5 bis 15 Kilowatt – je nach Wassermenge. Die Anlage produziert somit in Schöftland jährlich 80'000 bis 90'000 Kilowattstunden Naturstrom, der ins Netz eingespeist wird. Das reicht für 20 bis 25 Familien.

Laufzeit bis zu hundert Jahren

Wasserwirbelkraftwerke sind laut dem Betreiber dank der einfachen Technologie für einen Dauerbetrieb von rund 50 bis 100 Jahren ausgelegt. Ein Vorteil ist, dass die im Sempachersee entspringende Suhre über das ganze Jahr genügend Wasser bringt. Eine Herausforderung für die Steuerung sind hingegen die Abflussschwankungen. Die normale Durchflussmenge der Suhre von 2 bis 3 Kubikmeter pro Sekunde kann innerhalb von wenigen Stunden schlagartig auf das Vielfache anschwellen.

«Wir brauchen keine neuen Grosskraftwerke, wenn wir die erneuerbare Energie konsequenter nutzen», ist Steinmann überzeugt. Die Schweiz verfüge über ein grosses Naturkapital in Form von Tausenden kleinen Flüssen; bereits früher seien unzählige Wasserräder zum Betrieb der Mühlen im Einsatz gewesen. Der jährliche Stromverbrauch in der Schweiz stieg in den letzten 50 Jahren um 2 Prozent pro Jahr und hat sich in diesem Zeitraum vervierfacht.

Kurze Genehmigungszeit

Andreas Steinmann und Heidi Zumstein haben vor vier Jahren ein 200-jähriges Anwesen direkt an der Suhre in Schöftland erstanden. Das Paar hat das Haus baubiologisch mit Lehm und viel Holz saniert; auf dem Dach befindet sich eine 12 Quadratmeter grosse Sonnenkollektoranlage, vor dem Haus steht ein Elektromobil. «Als die Suhre erstmals bei Hochwasser durch unsere Stube floss, fragten wir uns, ob wir die Kraft im Element Wasser nicht besser nützen könnten», erzählt der 61-jährige Andreas Steinmann. Das Paar machte sich in Büchern und im Internet kundig und stiess auf ein Kleinst-Wasserwirbelkraftwerk in Österreich.

So entstand die Idee zum Bau eines Wasserwirbelkraftwerkes. Zur Finanzbeschaffung wurde die Genossenschaft Wasserwirbelkraftwerke Schweiz (GWWK) gegründet. Sie löste eine Patentlizenz für die Schweiz, und anhand von Zeichnungen des Wiener Erfinders hat das Schöftländer Metallbauunternehmen Purinox den Rotor entwickelt. Die Genossenschaft beschaffte nicht nur Kapital für die Pilotanlage, sondern für viele weitere Projekte.

Das Konzessionsgesuch ging bei den Behörden schlank durch; die Baubewilligung lag innert weniger Monate vor. Das hatte laut Steinmann gute Gründe. «Das Kraftwerk ist absolut umweltverträglich, denn der Fluss wurde nicht aufgestaut, und das Kraftwerk ist vollständig in die Renaturierung integriert.»

Fische können Anlage überwinden

Die Anlage in Schöftland ist damit eine Weltneuheit. Die Anlage ist laut Steinmann fischdurchgänglich. Die Fische könnten die Anlage in beiden Richtungen problemlos überwinden, weil der sich langsam drehende Rotor für die Fische keine Gefahr sei. Zudem haben die Bauherren von Anfang an mit den Umweltbehörden und dem örtlichen Natur- und Vogelschutzverein zusammengearbeitet.

In Absprache mit dem Kanton und der Gemeinde führte die GWWK auch gleich eine Renaturierung des Suhreflussbetts unmittelbar neben dem neuen Kraftwerk durch. Insgesamt fünf Flussschwellen wurden auf einem Abschnitt von 150 Metern rückgebaut – vor Jahrzehnten einst für teures Geld eingebaut, um den Fluss zu zähmen. Diese harte Verbauung hatte den Fluss allerdings für Fische unpassierbar gemacht.

Dank der neuen Anlage wurde eine Ausweitung des Suhrebetts von 4 auf neu 30 Meter erreicht. Es entstanden dabei kleine Inseln, die sich mit dem Wasser ständig verändern. Die Schöftländer Anlage haben Andreas Steinmann und Heidi Zumstein auf eigenem, teilweise auf zugepachtetem Land des Bauern Hans Müller gebaut, der selber Gründungsmitglied der Genossenschaft ist.

Einspeisevergütung hilft

Die Pilotanlage in Schöftland kostete rund 340'000 Franken. Derzeit sind Versuche von Forschungsinstitutionen im Gang, die Anlage auch in Holz oder mit Stahlblech zu bauen, was die Kosten weiter senken würde.

Die Amortisationsdauer wird nach den Schätzungen der GWWK rund 20 bis 25 Jahre betragen. Der Strom wird im örtlichen Stromversorger eingespeist; die Einnahmen betragen 34 Rappen pro Kilowattstunde und werden vom Bund über 25 Jahre mittels der kostendeckenden Einspeisevergütung (KEV) gefördert und garantiert. Zum Vergleich: Private oder institutionelle Direktabnehmer bezahlen ähnliche Naturstrompreise im Bereich von 25 bis 35 Rappen pro Kilowattstunde.

Erstellt: 22.09.2010, 21:57 Uhr

Kleinwasserkraft Skepsis der Umweltorganisationen

Die kostendeckende Einspeisevergütung des Bundes, die elektrischen Strom aus erneuerbarer Energie markttauglich macht, hat zu einem Boom von Kleinwasserkraftwerken geführt. Naturschutzorganisationen wie Pro Natura sind skeptisch gegenüber dieser Entwicklung, auch wenn der Strom sauber und praktisch CO2-frei fliesst. Viele Projekte würden etwa in schützenswerten Feuchtgebieten geplant oder in Gebieten, die im Bundesinventar der Landschaften und Naturdenkmäler aufgeführt sind. Abflüsse würden verändert, Flussbette trockengelegt, Hindernisse für Fische geschaffen.

Die Genossenschaft Wasserwirbelkraftwerke Schweiz sieht sich nicht in dieser Kategorie. Im Gegenteil. «Grundsätzlich wird nur dort gebaut, wo eine Renaturierung durchgeführt werden kann», sagt Daniel Styger. Zum Beispiel, wenn Flusstreppen in Bächen rückgebaut werden, um Fischen den Weg wieder freizumachen. Die Erfahrung von Schöftland zeige, so Styger, dass die Fische das Wasserwirbelkraftwerk schadlos passierten. «Die Turbine rotiert zu langsam, um den Tieren nicht zu schaden.» Der WWF Aargau ist auf Anfrage grundsätzlich positiv gegenüber solchen Anlagen eingestellt, solange sie für die Fische kein Hindernis sind. Trotzdem müsse Rücksicht auf die verbliebenen natürlichen Gewässer genommen werden. Eine Schwemme solcher Kraftwerke sei nicht wünschenswert. Auch Pro Natura sieht sie als Option, der Schutz natürlicher Fliessgewässer sei aber oberstes Gebot.

So hat die Genossenschaft die Firma Aquaris und verschiedene Fachhochschulen beauftragt, zu prüfen, ob Fische die Wasserwirbelkraftwerke stromauf- und stromabwärts passieren können. Die Pioniere haben einiges vor: Bereits sind Konzessionen für über 30 Anlagen eingereicht, 20 weitere in Bearbeitung. Nicht die Finanzierung, sondern die Bewilligungen seien das Problem. (ml)

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