Die frei fließenden und staugeregelten Flüsse unter den Bundeswasserstraßen sind für die Fische wichtige Verbindungsgewässer zwischen den Habitaten im Meer und an den Flussoberläufen. Fische, die große Distanzen zurücklegen, orientieren sich an der Hauptströmung und werden deshalb an Staustufen entweder zum Kraftwerk oder zum Wehr geleitet. Dort gibt es keine Möglichkeit mehr, aufwärts zu wandern, wenn nicht in der Nähe der Wehr- oder Kraftwerksabströmung eine funktionierende Fischaufstiegsanlage vorhanden ist. Da Schiffsschleusen keine kontinuierliche Leitströmung erzeugen, werden sie von den Fischarten, die der Hauptströmung folgend lange Distanzen zurücklegen, nicht gefunden. Arten, die auf ihrer Wanderung nicht der Hauptströmung folgen, können auf- oder abwandern, wenn sie eine offene Schleusenkammer vorfinden. Flussabwärts: Fische vor Kraftwerken schützen und vorbeileiten: An Staustufen ohne Wasserkraftanlagen ist die abwärts gerichtete Wanderung über ein Wehr hinweg in der Regel unproblematisch. Voraussetzung: Das Wehr ist in Betrieb, die Fallhöhe beträgt nicht mehr als 13 Meter und im Tosbecken ist eine Wassertiefe von mindestens 0,90 Metern vorhanden. Dagegen können bei Abwanderung durch eine Kraftwerksturbine leichte bis tödliche Verletzungen auftreten. Diese turbinenbedingte Mortalität ist von der Fischart und der Körperlänge der Tiere sowie von Turbinentyp und -größe, der Fallhöhe und den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig. Um hier einen gefahrlosen Fischabstieg zu gewährleisten, sind die Betreiber von Wasserkraftanlagen nach Wasserhaushaltsgesetz verpflichtet, die Wasserkraftanlagen mit geeigneten Maßnahmen zum Schutz der Fischpopulation (z. B. mit Feinrechen und einem Bypass am Kraftwerk vorbei ins Unterwasser) aus- bzw. nachzurüsten. Flussaufwärts: Hier helfen nur Fischaufstiege: Verschiedene Untersuchungen der Durchgängigkeit an Rhein, Mosel, Main, Neckar, Weser, Elbe und Donau haben gezeigt, dass zwar ein großer Teil der Staustufen mit Fischaufstiegsanlagen ausgestattet ist, diese für die aufstiegswilligen Fische jedoch schwer zu finden oder zu passieren sind. Im Mai 2009 stimmten die Bundesanstalt für Wasserbau (BAW) und die Bundesanstalt für Gewässerkunde (BfG) gemeinsam mit dem Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS heute: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur, BMVI) folgendes Rahmenkonzept für die erforderlichen Arbeiten ab: - Aufstellung fachlicher Grundlagen, insbesondere zu fischökologischen Dringlichkeiten - Fachliche Beratung der WSV sowie Schulungen - Forschungs- und Entwicklungsprojekte für die Erstellung eines technischen Regelwerks, und - Standardisierung der Anforderungen und Ausführung von Fischaufstiegs-, Fischschutz- und Fischabstiegsanlagen. (Text gekürzt)
In der Studie wurde landesweit das noch ungenutzte Wasserkraftpotenzial an bestehenden Querbauwerken unter Berücksichtigung der Belange der Gewässerökologie und des Fischschutzes ermittelt. Dabei wurde in einem 'maximalen Szenario' ein ungenutztes Erzeugungspotenzial von 107,9 GWh/a an 128 Querbauwerken identifiziert (davon 35 Repoweringstandorte). In einem 'minimalen Szenario', in dem weitere, nicht abschließend zu klärende ökologische Aspekte berücksichtigt wurden, verbleibt noch ein ungenutztes Potenzial von 59,8 GWh/a an 54 Standorten. In Nordrhein-Westfalen wird derzeit bereits ein großer Anteil des gesamten Wasserkraftpotenzials genutzt. Dennoch macht es Sinn, den Ausbau der bisher noch ungenutzten Wasserkraftpotenziale zu unterstützen, vor allem an potenziellen Standorten für besonders große Anlagen oder bei dem Repowering bereits bestehender Anlagen. Die Wasserkraftnutzung ist eine ausgereifte Technik mit relativ hohen Wirkungsgraden, die durch eine meist relativ gleichmäßige Stromerzeugung im Gegensatz zur Wind- oder Solarenergie auch den Einsatz als Grundlastkraftwerke ermöglicht. Darüber hinaus wurden in der Studie auch die Auswirkungen des Klimawandels auf die Wasserkraftnutzung in NRW sowie das Potenzial von kinetischen Strömungsmaschinen und der Wasserkraftnutzung an Infrastruktureinrichtungen betrachtet.
Das Dezernat Binnenfischerei - Fischereikundlicher Dienst, ist die dem Fischereireferat des Niedersächsischen Ministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz nachgeschaltete Fachbehörde. Die Arbeit des Dezernates steht unter dem Leitziel: Erhaltung und Aufbau standorttypischer, artenreicher und ausgewogener Fischbestände, einschließlich des Schutzes der Lebensgrundlagen für die Fischfauna und Bewahrung bzw. Schaffung optimaler Bedingungen für eine nachhaltige Fischerei. Der Geodatensatz ist intern und wird nicht öffentlich bereitgestellt, Abgabe von Daten erfolgt nur auszugsweise auf Anfrage nach Anonymisierung
<p>Die Kraft des Wassers zu nutzen hat eine lange Tradition und ist bis heute als erneuerbare Energiequelle von Bedeutung. Gleichzeitig hat die Energiegewinnung aus Flüssen vielfältige sozioökonomische und ökologische Wirkungen, die es zu beachten gilt.</p><p>Vom Wasser zum Strom</p><p>Das physikalische Grundprinzip der Wasserkraftnutzung ist, die Bewegungsenergie und die potenzielle Energie des Wassers in nutzbare Energie umzuwandeln. Der Energiegewinn aus Wasserkraft ist umso höher, je mehr Wasser aus möglichst großer Fallhöhe auf die Schaufeln einer Turbine oder eines Wasserrads trifft. Bergige Landschaften mit viel Wasser aus Niederschlägen sind daher besonders für die Wasserkraftnutzung geeignet.</p><p>Bei der Erzeugung von Wasserkraft wird zwischen Laufwasserkraftwerken und Speicherkraftwerken unterschieden. Ein Laufwasserkraftwerk nutzt die augenblicklich verfügbare Wassermenge eines Flusses oder Bachs. Speicherkraftwerke halten das Wasser zurück. Es wird dann zu Zeiten höheren Strombedarfes durch die Turbinen geleitet.</p><p>Pumpspeicherkraftwerke sind eine Sonderform der Speicherkraftwerke. Hierbei wird Wasser in ein höher gelegenes Speicherbecken gepumpt, um es bei Strombedarf nutzen zu können.</p><p>Auswirkungen der Wasserkraftnutzung auf die Gewässerökologie</p><p>Die Wasserkraftnutzung greift erheblich in Natur und Landschaft ein. Aus der Berichterstattung zur EU-<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserrahmenrichtlinie#alphabar">Wasserrahmenrichtlinie</a> ist bekannt, dass in 37 Prozent aller berichteten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/w?tag=Wasserkrper#alphabar">Wasserkörper</a> – das sind über 51.000 Flusskilometer – die Wasserkraftnutzung Gewässer signifikant belastet. Dadurch werden die Gewässerschutzziele – der gute ökologische Zustand – nahezu vollständig verfehlt. Zu den gravierendsten Auswirkungen der Wasserkraft auf die Gewässer und Auen zählen:</p><p>Wasserkraftanlagen neu zu bauen oder zu betreiben, ist deshalb kritisch zu bewerten. Die Mehrzahl der existierenden Anlagen in Deutschland ist aus ökologischer Sicht dringend modernisierungsbedürftig. In den kommenden Jahren müssen Durchgängigkeit, Mindestwasserführung, hydrologische Situation und Fischschutz verbessert werden – auch um die gesetzlichen Ziele der Wasserrahmenrichtlinie zu erreichen.</p><p>Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft und Erneuerbare Energien Gesetz </p><p>Das Umweltbundesamt empfiehlt folgende Leitplanken für die Stromerzeugung aus Wasserkraft:</p><p>Mit dem „Gesetz zu Sofortmaßnahmen für einen beschleunigten Ausbau der erneuerbaren Energien und weiteren Maßnahmen im Stromsektor“ wurde dem Ausbau der erneuerbaren Energien ein überragendes öffentliches Interesse eingeräumt. Im Rahmen der Abwägung verschiedener Interessen und Schutzgüter erhalten die erneuerbaren Energien damit ein besonders hohes Gewicht. Insgesamt verfolgt das EEG dennoch einen einheitlichen Ansatz, um <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>-, Umwelt- und Naturschutz miteinander zu verbinden. Wichtige Belange sollen nicht gegeneinander ausgespielt werden. Zur Frage wie weit das überragende Interesse reicht hat das Umweltbundesamt ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/dokument/die-besondere-bedeutung-der-erneuerbaren-energien">Factsheet</a> erstellt.</p><p>Wasserkraftnutzung in Deutschland </p><p>Die Wasserkraft ist mit einem Anteil von etwa 15 Prozent an der weltweiten Stromversorgung eine bedeutende erneuerbare Energiequelle. Im globalen Vergleich zählen China, Kanada, Brasilien, USA, Russland und Indien zu den größten Erzeugern von Strom aus Wasserkraft. In Europa sind Norwegen, Frankreich, Schweden, Türkei und Italien die größten Produzenten.</p><p>In Deutschland wird Wasserkraft vorwiegend in den abfluss- und gefällereichen Regionen der Mittelgebirge, der Voralpen und Alpen sowie an allen größeren Flüssen genutzt. Daher werden über 80 Prozent des Wasserkraftstroms in Bayern und Baden-Württemberg erzeugt. Etwa 86 Prozent des gesamten Leistungsvermögens der großen Wasserkraftanlagen liegt an neun großen Flüssen vor: Inn, Rhein, Donau, Isar, Lech, Mosel, Main, Neckar und Iller.</p><p>Wasserkraftanlagen in Deutschland</p><p>Gegenwärtig werden in Deutschland etwa 8.300 Wasserkraftanlagen betrieben. Vor allem kleine Anlagen mit einer installierten Leistung von höchstens einem Megawatt dominieren den Anlagenbestand mit 95 Prozent; ihr Anteil an der Stromerzeugung ist jedoch gering (s.u.). Den verbleibenden Anteil teilen sich große Wasserkraftanlagen mit einer installierten Leistung über einem Megawatt (436 Anlagen) und Pumpspeicherkraftwerke (31 Anlagen).</p><p>Die Nutzung der Wasserkraft erfolgt in Deutschland vor allem über Laufwasserkraftwerke. Speicherkraftwerke haben demgegenüber einen viel geringeren Anteil von etwa 2,5 Prozent.</p><p>Stromproduktion aus Wasserkraft in Deutschland</p><p>In das öffentliche Stromnetz speisen etwa 7.300 Wasserkraftanlagen ein. Sie decken über die Jahre je nach Wasserführung 2,9 bis 3,8 Prozent des jährlichen Bruttostromverbrauchs bei. Über 90 Prozent des Wasserkraftstromes stammt aus großen Wasserkraftanlagen.</p><p>Der Anteil der Wasserkraft an der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien ist über die Jahre gesunken und liegt gegenwärtig noch bei ca. 8 Prozent. Dieser Anteil wird in Zukunft weiter sinken, da die Potenziale der Wasserkraftnutzung in Deutschland weitgehend erschlossen sind, während andere erneuerbare Energieträger größere Potenziale aufweisen und weiter ausgebaut werden. Darüber hinaus kann sich die durch den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimawandel#alphabar">Klimawandel</a> bedingte Zunahme von Trockenperioden negativ auf den Energieertrag von Wasserkraftanlagen auswirken.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen">Aktuelle Zahlen</a> zur Wasserkraftnutzung werden regelmäßig von der Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik (AGEE-Stat) veröffentlicht. Über die Umsetzung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Bereich Wasserkraft unterrichten die <a href="https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Downloads/S-T/schlussbericht-wasserkraft-231027.pdf?__blob=publicationFile&v=6%20l">EEG-Erfahrungsberichte</a>. Anlagendaten sind über das Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur recherchierbar.</p><p>Wasserkraftpotenzial in Deutschland</p><p>Das technisch-ökologische Potenzial der Wasserkraftnutzung in Deutschland wird auf etwa 25 Terawattstunden (<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>) Strom pro Jahr beziffert. In den vergangenen zehn Jahren wurden bereits bis zu 23 TWh Strom pro Jahr aus Wasserkraft gewonnen. Damit ist das Wasserkraftpotenzial zu großen Teilen erschlossen. Zwischenzeitlich haben viele Bundesländer die Potenziale der Energiegewinnung aus Wasserkraft weiter konkretisiert. Dafür wurden fast 40.000 Standorte bestehender Querbauwerke und Wasserkraftanlagen sowie auch frei fließende Gewässerstrecken in Hinblick auf noch zu erschließende Wasserkraftpotenziale analysiert. Auf dieser Basis gehen die Länder derzeit von einem grundsätzlich noch erschließbaren Wasserkraftpotenzial von 1,3 bis 1,4 TWh aus. Etwa 70 Prozent dieses Potenzials entfallen auf die Modernisierung bestehender Wasserkraftanlagen.</p><p>Die Rolle der Wasserkraft bei der Energiewende</p><p>In den letzten Jahren wurden die Rahmenbedingungen einer vollständig auf erneuerbaren Energien basierenden Stromversorgung in Deutschland in verschiedenen Studien analysiert, so auch in der Studie "<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/szenarien-projektionen/rescue-wege-in-eine-ressourcenschonende">RESCUE – Wege in eine ressourcenschonende Treibhausgasneutralität</a>" des Umweltbundesamtes. Sowohl die progressiven als auch die konservativen Szenarien unterscheiden sich hinsichtlich der künftigen Entwicklung der Wasserkraft nur geringfügig. Demnach wird die Wasserkraft keinen großen Beitrag zur deutschen Bruttostromerzeugung leisten. Alle Szenarien zeigen einheitlich, dass die Wasserkraft ihr technisch-ökologisches Potenzial im Großen und Ganzen bereits ausschöpft.</p><p>Wasserkraft und Klimawandel</p><p>Bei der Abschätzung der zukünftigen Stromerzeugung aus Wasserkraft ist der Klimawandel mit zu betrachten, denn die Höhe des Stromertrags hängt u.a. von der Wassermenge ab. Das Umweltbundesamt hat die möglichen Effekte des Klimawandels auf die Ertragssituation der Wasserkraft <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/klimafolgen-fuer-wasserkraftnutzung-in-deutschland">untersuchen lassen</a>. Demnach kann bis zur Hälfte des 21. Jahrhunderts mit einer Mindererzeugung aus Wasserkraft um ein bis vier Prozent und für den Zeitraum danach um bis zu 15 Prozent gerechnet werden.</p><p>So zeigen Berechnungen an ausgewählten Wasserkraftanlagen an Hochrhein, Lech und Main Schwankungen in der Stromerzeugung von plus/minus neun Prozent in Abhängigkeit des Wasserdargebots. Um mögliche Mindererzeugungen der Wasserkraft zu kompensieren, empfiehlt es sich, die Anlagen zu optimieren und die Vorhersagemodelle für den Oberflächenabfluss weiter zu verbessern.</p><p>Wasserkraftwerk bei Griesheim im Main von oberstrom fotografiert.</p><p>Wasserkraftwerk bei Griesheim im Main von unterstrom fotografiert.</p><p>Wasserkraftanlage in der Sieg (Unkelmühle).</p><p>Demonstration der Nutzung von Wasserkraft.</p><p>Wasserkraftanlage in der Saale bei Öblitz.</p><p>Wasserkraftanlage in der Saale unterhalb von Jena.</p><p>Wasserkraftnutzung im Bayerischen Wald.</p><p>Ausleitungswehr für die Wasserkraftnutzung bei Tübingen.</p><p>Literatur</p><p>Anderer Pia, Dumont Ulrich, Linnenweber Christof, Schneider Bernd (2009): Das Wasserkraftpotenzial in Rheinland-Pfalz. In: KW Korrespondenz Wasserwirtschaft 2009 (2) Nr. 4. 223-227.</p><p>Anderer, Pia; Heimerl, Stephan; Raffalski, Niklas; Wolf-Schumann, Ulrich (2018): Potenzialstudie Wasserkraft in Nordrhein-Westfalen. WasserWirtschaft 5 – 2018. 33-39.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/b?tag=BMU#alphabar">BMU</a> (Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit) (2010): Potentialermittlung für den Ausbau der Wasserkraftnutzung in Deutschland als Grundlage für die Entwicklung einer geeigneten Ausbaustrategie. Aachen. 2010.</p><p>Helbig, Ulf; Stiller, Felix (2020): Potentialstudie WKA Brandenburg. Institut für Wasserbau und technische Hydromechanik TU Dresden. Vortrag. (Unveröffentlicht).</p><p>International Hydropower Association (IHA) 2022: Hydropower Status Report. Sector trends and insights.</p><p>Kraus Ulrich, Kind Olaf, Spänhoff Bernd (2011): Wasserkraftnutzung in Sachsen – aktueller Stand und Perspektiven. 34. Dresdner Wasserbaukolloquium 2011: Wasserkraft – mehr Wirkungsgrad + mehr Ökologie = mehr Zukunft. Dresdner Wasserbauliche Mitteilungen. 11-18.</p><p>LANUV (Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen) [Hrsg.] (2017): Potenzialstudie Erneuerbare Energien NRW Teil 5 – Wasserkraft. LANUV-Fachbericht 40. Pia Anderer, Edith Massmann (Ingenieurbüro Floecksmühle GmbH), Dr. Stephan Heimerl, Dr. Beate Kohler (Fichtner Water & Transportation GmbH), Ulrich Wolf-Schumann, Birgit Schumann (Hydrotec Ingenieurgesellschaft für Wasser und Umwelt mbH). Recklinghausen 2017.</p><p>LfU - Bayerisches Landesamt für Umwelt (2020). Energieatlas Bayern. <a href="https://www.energieatlas.bayern.de/thema_wasser/daten.html">https://www.energieatlas.bayern.de/thema_wasser/daten.html</a>. Zugriff am 04.05.2021.</p><p>MWAG - Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus Mecklenburg-Vorpommern [Hrsg.] (2011): Landesatlas Erneuerbare Energien Mecklenburg-Vorpommern 2011. Projektbearbeitung: Energie-Umwelt-Beratung e.V./Institut Rostock. Schwerin – Neubrandenburg.</p><p>Naumann, S. (2022): Aktueller Gewässerzustand und Wasserkraftnutzung. In Korrespondenz Wasserwirtschaft 2022 (15) Nr. 12. 743-748.</p><p>Radinger, J., van Treeck R., Wolter C. (2021). Evident but context-dependent mortality of fish passing hydroelectric turbines. conservation biology. Volume36, Issue3. DOI: 10.1111/cobi.13870.</p><p>Reiss, J.; Becker, A.; Heimerl S. (2017): Ergebnisse der Wasserkraftpotenzialermittlung in Baden-Württemberg. In: WasserWirtschaft 10/2017. 18-23.</p><p>Theobald, Stephan (2011): Analyse der hessischen Wasserkraftnutzung und Entwicklung eines Planungswerkzeuges „WKA-Aspekte“. Universität Kassel. Fachgebiet Wasserbau und Wasserwirtschaft. Erläuterungsbericht i.A. Hessisches Ministerium für Umwelt, Energie, Landwirtschaft und Verbraucherschutz, Wiesbaden. August 2011.</p><p>TMWAT - Thüringer Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Technologie [Hrsg.] (2011): Neue Energie für Thüringen Ergebnisse der Potenzialanalyse. Thüringer Bestands- und Potenzialatlas für erneuerbare Energien. Studie im Auftrag des Thüringer Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Technologie 2010–2011.</p><p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a> - Umweltbundesamt [Hrsg.] (1998): Umweltverträglichkeit kleiner Wasserkraftwerke – Zielkonflikte zwischen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>- und Gewässerschutz. Meyerhoff J., Petschow U.. Institut für ökologische Wirtschaftsforschung GmbH, Berlin, UFOPLAN 202 05 321, UBA-FB 97-093, In: UBA Texte 13/98, 1-150.</p><p>UBA -Umweltbundesamt [Hrsg.] (2001): Wasserkraftanlagen als erneuerbare Energiequelle –rechtliche und ökologische Aspekte. BUNGE T. et. al.. In: UBA Texte 01/01, 1-88.</p>
Der Ausgleich von Ziel- und Wertekonflikten durch Partizipation ist für erfolgreichen Umweltschutz und für den Ausbau der Erneuerbaren Energien von großer Bedeutung. Die ökologischen Anforderungen an den Betrieb von Wasserkraftanlagen sind u.a. im §35 WHG definiert. Wasserkraftanlagen können demzufolge nur betrieben werden, wenn Maßnahmen für den Schutz der Fischpopulationen ergriffen werden. Die Umsetzung dieser Anforderung ist auf Grund fehlender technischer Standards, Wissenslücken in der Populationsbiologie, erheblichen finanziellen Investitionsvolumen und hohen Umsetzungsdruck durch die Fristen zum Erreichen der Bewirtschaftungsziele (§§ 27-31 WHG) mit erheblichen Schwierigkeiten behaftet und kann zur Reduktion der Leistung bei Wasserkraftanlagen führen. In dem Interessen übergreifend arbeitenden Forum Fischschutz und Fischabstieg werden allgemein anerkannte Regeln der Technik identifiziert und fachliche Grundsätze der Anlagenevaluierung und Handlungsempfehlungen in Form von Veröffentlichungen erarbeitet, die hohe Verbreitung und Akzeptanz finden. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Formulierung und Priorisierung des Forschungs- und Evaluierungsbedarfs, um zu einem strategisch koordinierten Einsatz der finanziellen und personellen Ressourcen im deutschsprachigen Raum zu gelangen. In Vorbereitung auf die 2021 endgültig fertig zu stellenden Bewirtschaftungspläne für den 3.Bewirtschaftungszyklus der EG-WRRL sollen unter dem Dach des Forums Fischschutz und Fischabstieg hydromorphologische Erfolgsfaktoren für den Erhalt, die Entwicklung und den Schutz von Fischpopulationen in einem bundesweiten Fachworkshop zusammengetragen und publiziert werden. Es werden wissenschaftliche Ergebnisse erwartet, die das Wirkverhältnis der unterschiedlichen Belastungsfaktoren auf die Fischfauna beschreiben, Schlussfolgerungen für die Maßnahmenauswahl ziehen und eine effizientere Maßnahmenplanung und Maßnahmenumsetzung für die Zielerreichung der EG-WRRL ermöglichen.
Aufgrund der Anforderungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie zur Erreichung des guten ökologischen Zustands der Gewässer kommt dem Fischschutz an Wasserkraftanlagen derzeit und in Zukunft verstärkte Bedeutung zu. Vor diesem Hintergrund und aufgrund des fehlenden Standes der Technik für Fischschutzeinrichtungen wurde an der Universität Innsbruck der Seilrechen entwickelt. Dieser besteht aus horizontal gespannten Seilen, die im Einlaufbereich angeordnet sind um die Fische vor dem Einschwimmen in den Turbinennahbereich zu schützen und gleichzeitig zu einem Bypass zu führen. Wird an den Seilen elektrische Spannung angelegt, kann die Schutz- und Leitwirkung noch verbessert werden (Elektro-Seilrechen). Durch die Kombination einer mechanischen Barriere mit einer elektrischen Scheuchanlage ('hybride Barriere') wird ein in dieser Form bisher noch nicht verfügbares wirksames und kostengünstiges Fischschutzsystem geschaffen, welches sowohl beim Neubau als auch bei der Nachrüstung von kleinen und großen Wasserkraftanlagen zum Einsatz kommen kann. Bisher wurde die Wirkung des Seilrechens und des elektrifizierten Seilrechens in einer Reihe von ethohydraulischen Versuchen (Fischversuchen) getestet. Dabei konnte eine ausgezeichnete Fischschutzwirkung nachgewiesen werden. Weitere Versuche zur Verlegung bzw. Reinigung der Seile und zur Spanntechnik wurden im Labor absolviert. Der nächste Schritt in der Entwicklung des Seilrechens sollte die Planung und der Bau von Demonstrationsanlagen an bestehenden Wasserkraftanlagen sein, um daraufhin mittels Monitoring die Fischschutzwirkung zu zeigen und die Funktionalitäten im Betrieb (Spanntechnik, Reinigung, Wartungsaufwand etc.) zu überprüfen. Ziel des vorliegenden Projektes ist es, den Seilrechen soweit weiterzuentwickeln, dass nach Abschluss des Spin-off Fellowships eine Verwertung im Rahmen einer Unternehmensgründung möglich ist. Dazu werden Standorte bzw. Wasserkraftanlagenbetreiber als Partner gesucht, an denen bzw. mit denen Pilotanlagen umgesetzt werden. Parallel dazu werden grundlegende Überlegungen zur wirtschaftlichen Verwertung des Schutzrechtes in Form des neu zu gründenden Spin-off angestellt. Am Ende der Projektlaufzeit sollte ein klarer Fahrplan vorliegen, wie die Gründung des Spin-offs erfolgen wird, und wie aus dem Spin-off ein langfristig erfolgreiches Unternehmen wird.
Für das Erreichen der Ziele der EG-Wasserrahmenrichtlinie sind in fast allen Fließgewässersystemen Deutschlands Maßnahmen zur Herstellung der flussauf- und flussabwärts gerichteten Durchgängigkeit für Fische erforderlich, um die anthropogen bedingten Defizite in der longitudinalen Passierbarkeit zu reduzieren. Die Errichtung von Fischaufstiegsanlagen an Wehren und sonstigen Wanderhindernissen sowie die Installation von Fischschutz- und Fischabstiegssystemen insbesondere an Wasserkraftanlagen sind hierbei von zentraler Bedeutung. In diesem Zusammenhang besteht die dringende Notwendigkeit, den Fischschutz und Fischabstieg nach dem derzeitigen Stand des Wissens auf seine Wirksamkeit hin zu überprüfen. Dafür sind methodische Ansätze erforderlich, die valide und reproduzierbare Daten liefern um einen Vergleich der Effizienz unterschiedlicher Fischschutz- und Abstiegskonzepte zu gewährleisten und Empfehlungen für Vorzugslösungen zu ermöglichen. Mit der 'Arbeitshilfe zur standörtlichen Evaluierung des Fischschutzes und Fischabstieges'(SCHMALZ et al. 2015) sind diese methodischen Ansätze verfügbar. Deren Praxistauglichkeit wird im vorliegen-den Projekt durch die exemplarische Untersuchung eines Pilotstandorts überprüft. Bei dem Pilotstandort handelt es sich um die Wasserkraftanlage Rappenberghalde im Neckar bei Tübingen. Neben einem ß-rack nach den Vorgaben von EBEL, GLUCH & KEHL (2015) zum Fischschutz gibt es eine Bypasskonstruktion mit Einstiegsmöglichkeiten über die gesamte Wassersäule. Bei der Untersuchung sollen 19 der 20 in der 'Arbeitshilfe zur standörtlichen Evaluierung des Fisch-schutzes und Fischabstieges' (SCHMALZ et al. 2015) enthaltenen Zielparameter durch die Kombination verschiedener Untersuchungsmethoden quantifiziert werden. Neben der Einschätzung der Wirksamkeit des Fischschutz- und Abstiegskonzeptes am Standort Rappenberghalde, wird die Untersuchungsmethodik hinsichtlich der Durchführbarkeit und resultierenden Datenqualität einer kritischen Prüfung unterzogen.
Um Empfehlungen für die Gestaltung und Positionierung eines sogenannten Flachrechens bei Wasserkraftanlagen formulieren zu können, werden im wasserbaulichen Forschungslabor der TU Darmstadt ethohydraulische Versuche mit Fischen an einem Flachrechen mit Abspülrinne und Bypass durchgeführt. Dabei sollen Erkenntnisse über die Hydraulik des Flachrechens und gleichermaßen über das Verhalten der Fische vor und an der Anlage gewonnen werden. Wanderfischarten, wie z.B. Lachs und Aal, sind auf die Durchgängigkeit der Fließgewässer angewiesen um die Population zu erhalten. Vor allem bei Stauanlagen mit Wasserkraftnutzung ergeben sich besondere Schutzanforderungen, da viele Turbinenanlagen von Fischen nicht schadlos durchschwommen werden können. Während es für den Fischaufstieg bereits einen Stand der Technik gibt (Fischaufstiegsanlagen), fehlt dieser weitestgehend für den Fischabstieg. Benötigt werden sowohl Abstiegsanlagen (z.B. Bypässe), als auch Schutzeinrichtungen (z.B. Rechen). Im Rahmen des Forschungsvorhabens werden ethohydraulische Versuche mit Fischen im wasserbaulichen Forschungslabor der TU Darmstadt an einem sog. Flachrechen mit Abspülrinne und Bypass durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist ein Wissensgewinn zur Hydraulik des Flachrechens und zum Fischverhalten vor und an dem Flachrechen. Durch die dabei praktizierten ethohydraulischen Versuche werden Erkenntnisse zur Leitwirkung des Flachrechens auf die Fische und zur Funktionalität der Bypasseinrichtung gewonnen, die übertragbar auf Realsituationen sind. Somit können am Ende des Projekts Empfehlungen für die Gestaltung und Anordnung eines solchen Rechens bei Wasserkraftanlagen gegeben werden. Vorgehen: Aufbauend auf einer Literaturrecherche werden gängige Konstruktionsempfehlungen als Grundlage für die Versuchsaufbauten im Wasserbaulabor der TU Darmstadt erarbeitet und bisher bekannte Verhaltensweisen der Fische an Flachrechen recherchiert. Kern des Projektes stellen die ethohydraulischen Untersuchungen mit Fischen dar, die zu Erkenntnissen bezüglich diverser Reaktionsräume und Verhaltensweisen führen. Mittels hydrometrischer Messungen und numerischer Simulationen wird das Strömungsverhalten in den Versuchen erhoben, um daraus das hydraulische Widerstandsverhalten des Flachrechens als auch verhaltensauslösende Strömungssignaturen ableiten zu können. Die aus der Synthese von Verhaltensbeobachtungen und hydraulischer Beschreibung abgeleiteten Ergebnisse sollen in Konstruktions- und Bemessungsvorgaben für Flachrechen mit Bypasssystemen münden. Die Versuche werden auf technischer Seite von der Technischen Universität Darmstadt und auf biologischer Seite von dem Institut für angewandte Ökologie durchgeführt. Im Fokus: - Hydraulischer Widerstand und Bemessung von Flachrechenanlagen - Orientierungs- und Suchverhalten von Fischen im unmittelbaren Bereich des Flachrechens und am Übergang zum Bypass - Konstruktionsvorgaben für einen Flachrechen mit Bypass als Fischschutz- und Fischleiteinrichtung.
Die Wasserkraft ist elementarer Bestandteil der Stromerzeugung in Österreich und leistet einen wesentlichen Beitrag zum Erreichen der Klimaziele. Sowohl bei der Planung von neuen Wasserkraftanlagen als auch bei der ökologischen Anpassung von Bestandsanlagen kommt dem Fischschutz, d.h. dem Schutz der Fische bei der flussabwärts gerichteten Wanderung, herausragende Bedeutung zu. Es gilt hierbei durch geeignete technische Maßnahmen dafür zu sorgen, dass jene Fische, die in den Turbinen der Wasserkraftanlagen mit hoher Wahrscheinlichkeit geschädigt werden, über ein geeignetes Bypass-System einen sicheren Weg in Richtung Unterwasser finden. Für den weiteren Ausbau gelten strenge umweltrelevante Anforderungen. An Flussstrecken, welche zur Gewährleistung der Sohlstabilität aber auch aus ökologischen Gründen umfassend saniert werden müssen, bietet sich die Kombination dieser zwingend erforderlichen flussbaulichen Maßnahmen mit einem ökologisch besonders anspruchsvollen Ansatz der Wasserkrafterzeugung an. Hierzu wurde das Konzept der Fließgewässerkraftwerke entwickelt, welche sich insbesondere durch niedrige Fallhöhen, dynamische Oberwasserspiegel, vollständige Geschiebedurchgängigkeit und hohe Ansprüche an die ökologische Durchgängigkeit auszeichnen. Trotz der hohen ökologischen Ansprüche und des Beitrages zum Klimaschutz sehen sich die Fließgewässerkraftwerke - wie auch andere Wasserkraftanlagen mit niedrigen Fallhöhen - einer sehr kritischen Beurteilung insbesondere hinsichtlich des Fischschutzes ausgesetzt. Für eine fachgerechte Bewertung der Fischschutzkonzepte dieser durchaus großen Anlagen fehlen noch wichtige hydraulische Grundlagen. Insbesondere sind die Auswirkungen der Strömungsrichtungen und der Strömungsgeschwindigkeiten an den Fischleiteinrichtungen noch nicht hinreichend bekannt. So variieren diese Indikatoren beispielsweise in Abhängigkeit der gewählten Geometrie, aber auch bei unterschiedlichen Abflüssen erheblich. Im beantragten Projekt sollen diese Grundlagen unter Verwendung aktueller Methoden erarbeitet werden. Hierzu sollen mehrdimensionale numerische sowie experimentelle Simulationen durchgeführt und fortlaufend hinsichtlich der verhaltensbiologischen Zusammenhänge aber auch der Auswirkungen auf die Effizienz der Wasserkraftanlagen bewertet werden. Hieraus ergeben sich detaillierte Erkenntnisse über die Strömungsverhältnisse und Leitwirkung im Bereich der Fischschutzeinrichtungen (z.B. Schrägrechen, Louver, Elektroseilrechen). Diese Untersuchungen münden dann in eine Zusammenstellung wichtiger Grundlagen zur Leitwirkung verschiedener Fischschutzkonzepte. Hieraus sollen zukünftig Empfehlungen für einen umweltfreundlichen weiteren Ausbau der Wasserkraft bzw. einer ökologisch nachhaltigen Erhöhung der Stromerzeugung aus Wasserkraft abgeleitet werden können (vgl. TF 5 / 5.9). (Text gekürzt)
Am 30. März 2017 nach monatelangen Verhandlungen erreichte die Europäische Kommission eine 10-Jahres-Verpflichtung, um die Fischbestände im Mittelmeer zu erhalten und den ökologischen und wirtschaftlichen Reichtum der Region zu schützen. Die MedFish4Ever-Erklärung von Malta enthält ein detailliertes Arbeitsprogramm für die nächsten 10 Jahre auf der Grundlage ehrgeiziger, aber realistischer Ziele. Sie ist das Ergebnis eines von der Europäischen Kommission im Februar 2016 in Catania (Sizilien) eingeleiteten Prozesses. Wichtige Meilensteine umfassten eine erste Ministerkonferenz der für Mittelmeerfischerei zuständigen Minister im April 2016, die Jahrestagung der GFCM im Juni 2016 und die GFCM-Zwischentagung im September 2016. Die folgenden Parteien waren bei der MedFish4Ever- Ministerkonferenz auf Malta vertreten: Europäische Kommission, 8 Mitgliedstaaten (Spanien, Frankreich, Italien, Malta, Slowenien, Kroatien, Griechenland, Zypern), 7 Drittstaaten (Marokko, Algerien, Tunesien, Ägypten, Türkei, Albanien, Montenegro), die FAO, die GFCM, das Europäische Parlament und der regionale Beirat für das Mittelmeer.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 46 |
| Land | 31 |
| Weitere | 11 |
| Wissenschaft | 4 |
| Zivilgesellschaft | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Ereignis | 4 |
| Förderprogramm | 21 |
| Text | 26 |
| Umweltprüfung | 15 |
| unbekannt | 18 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 58 |
| Offen | 25 |
| Unbekannt | 1 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 84 |
| Englisch | 6 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Bild | 1 |
| Datei | 3 |
| Dokument | 32 |
| Keine | 34 |
| Unbekannt | 1 |
| Webdienst | 1 |
| Webseite | 28 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 33 |
| Lebewesen und Lebensräume | 84 |
| Luft | 20 |
| Mensch und Umwelt | 84 |
| Wasser | 55 |
| Weitere | 78 |