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Konzept für ein Wasserwirbelkraftwerk in der Wiese

Dass Gewässerrenaturierung und Wasserkraftanlagen harmonieren können, zeigt ein innovatives Konzept an der Wiese. In den vergangenen Jahren hat die Bürgerstiftung Lörrach zusammen mit dem BUND und anderen Partnern Abschnitte der Wiese aus ihrem engen Kanalbett herausgeholt und so ein beliebtes Naherholungsgebiet geschaffen. (Innovationsfonds-Projekt 2008-24) An einem solchen Teilstück nahe der Teichmattensiedlung in Lörrach Tumringen plante die Stiftung nun ein Wasserwirbelkraftwerk. Bisher arbeiten weltweit nur wenige Anlagen mit diesem innovativen Ansatz, darunter zwei größere in Lettland und der Schweiz. Dabei entsteht in einem speziell geformten Rotationsbecken ein Wasserwirbel, dem eine Turbine Energie entzieht und an einen Generator überträgt, der so Ökostrom produziert. Die Turbine dreht sich zwanzig Mal pro Minute, wobei sich der Widerstand und die erzeugte Strommenge je nach Wasserdruck erhöhen oder verringern. Wirbelkraftwerke arbeiten leise und sind ökologisch verträglich: Fische können sie flussabwärts wie flussaufwärts unbeschädigt passieren.

Ein erster Projektschritt analysierte, ob ein Wirbelkraftwerk am Standort wirtschaftlich und genehmigungsfähig wäre. Dazu erstellten die Projektpartner eine Vorstudie, die Investitions- und Wartungskosten abschätzten, die Umweltverträglichkeit und Finanzierungsmöglichkeiten überprüften und mit dem Ertrag verglichen. Als das Ergebnis positiv ausfiel, baute die Bürgerstiftung dort in Kooperation mit der Stadt Lörrach im nächsten Schritt ein Wirbelkraftwerk. Wirbelanlagen funktionieren bereits bei geringen Höhenunterschieden und können so Standorte nutzen, die sich für herkömmliche Anlagen nicht eignen. Mit der Studie leistete das Lörracher Projekt wichtige Vorarbeit, um die Wasserwirbeltechnologie zu verbreiten und damit weitere Gewässer naturverträglich für Wasserkraftnutzung zu erschließen.

Projektdaten

Projektnummer 2013-12
Projektart Forschung und Studien
Projektträger Bürgerstiftung Lörrach
Laufzeit Oktober 2012 bis September 2014
Zuschuss 7.000

Ihre Ansprechpartner

Richard Tuth

Richard Tuth

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-29 84

E-Mail: richard.tuth@badenova.de

Michael  Artmann

Michael Artmann

Innovationsfonds Klima- & Wasserschutz

T: 0761-279-22 53

E-Mail: michael.artmann@badenova.de

Einblicke in weitere Förderprojekte:

Unsichtbare Stromverbraucher in kommunalen Gebäuden erkennen
Lörrach und Weil am Rhein

Unsichtbaren Stromverbrauch erkennen

Die Städte Lörrach und Weil am Rhein versuchen schon seit längerem, den städtischen Energieverbrauch zu reduzieren und haben dafür beispielsweise in effizientere Heiz- und Leuchtsysteme investiert. Entgegen aller Erwartungen jedoch, ist der Stromverbrauch in den letzten Jahren weiter gestiegen. Die Ursachen hierfür sind mit herkömmlichen Methoden nur schwer zu finden. In den meisten Gebäuden gibt es nur einen einzelnen Stromzähler. Wie viel Strom beispielsweise Kleingeräte wie Computer, Kaffeemaschinen oder Drucker verbrauchen lässt sich nicht feststellen. Gerade um diese Kleingeräte und andere verstecke Verbräuche geht es den Verantwortlichen in Lörrach und Weil am Rhein. An zwei Beispielgebäuden messen die beiden Städte den tatsächlichen Stromverbrauch. Dazu erfassen Experten in einem ersten Schritt alle Geräte, deren Alter und Energieeffizenz und befragen Mitarbeiter, wie sie diese benutzen. Für ein Jahr erfassen in der Folge intelligente, durch ein Softwaresystem verbundene Strommessgeräte, welche Geräte und Gerätegruppen wann wie viel Energie verbrauchen und wie hoch ihr Anteil am Gesamtverbrauch ist. Aus diesen Daten entsteht anschließend eine Strategie, um den Stromverbrauch zu reduzieren. Zeitschaltprogramme sorgen dafür, dass Drucker oder Kaffeeautomaten nicht unnötig in Betrieb sind. Denselben Zweck erfüllt ein sogenannter Standby-Killer, der verhindert, dass Geräte unnötig in diesem Betriebsmodus verbleiben. Die Mitarbeiter lernen in Schulungen, wie sie Computer oder Drucker energieeffizienter einsetzten können und welche Geräte möglicherweise nur einmal pro Abteilung oder Stockwerk notwendig sind. Am Ende steht ein Verfahren, das eingesetzt in anderen kommunalen Gebäuden dazu beitragen kann, dass Städte und Gemeinden ihren Strombedarf senken können und die Entwicklung eines realistischeren Standards über den tatsächlichen Verbrauch in Bürogebäuden.

Arzneimittel in der aquatischen Umwelt
Freiburg

Arzneimittelrückstände im Abwasser

Pro Jahr verbrauchen die Deutschen 38.000 Tonnen pharmazeutischer Wirkstoffe. Weil sie oft unsachgemäß entsorgt werden, gelangen Spuren davon über Kanalisation und Kläranlage in den Wasserkreislauf. Besonders häufig sind Desinfektions- und Kontrastmittel sowie Antibiotika oder das Antidiabetikum Metformin. In zwei Modellgebieten in der Region Freiburg identifizierten das Technologiezentrum Wasser Karlsruhe und das Institut für Umweltmedizin und Krankenhaushygiene der Uniklinik Freiburg deshalb exemplarisch alle Quellen, die das Trinkwasser mit Arzneimittelspuren verunreinigen. Die gefundenen Konzentrationenlagen lagen mindestens 10.000fach unter der niedrigsten Dosis, in der Menschen das jeweilige Arzneimittel einnehmen. Die Experten stellten aber fest, dass Bakterien einige Wirkstoffe, die den menschlichen Stoffwechsel unverändert passieren, in der Kläranlage umwandeln. So entstehen neue Stoffe, deren Verhalten man bisher nicht voraussagen kann. Nicht die Krankenhäuser, in denen es ohnehin möglich ist, Medikamente professionell zu entsorgen, sondern die Privathaushalte verbrauchen die meisten Arzneimittel, so die Studie. Deshalb betont sie, wie wichtig es ist, die Menschen dafür zu sensibilisieren, nicht gebrauchte Medikamente verantwortungsvoll zu entsorgen. Weiterhin empfehlen die Experten Ärzten, möglichst umweltfreundliche Stoffe zu verschreiben. Zwar sind viele Stoffe nicht abbaubar, Laborversuche zeigten aber, dass konventionelle Verfahren wie Oxidation oder Aktivkohlefiler die Mehrzahl von ihnen entfernen.

Anorganische Zuschlagstoffe in Biogasanlagen
Offenburg

Anorganische Zusatzstoffe für mehr Biogas

Biogas gehört zu den wenigen speicherbaren erneuerbaren Energien und ist damit ein wichtiger Bestandteil für eine nachhaltige Energiewirtschaft. Um Konkurrenz mit der Nahrungsmittelproduktion zu verhindern, setzen Biogasanlagen vermehrt auf Abfall- und Reststoffe. Dazu gehören beispielsweise Speisereste, Schlachtabfälle oder Molke. Diese Reststoffe möglichst effektiv zu Biogas zu vergären stellt die Anlagenbetreiber aber vor Schwierigkeiten. Oft fallen dabei Stoffe an, die den Fermentationsprozess verlangsamen. Der Innovationsfonds förderte bereits mehrere Projekte zur Vergärung verschiedener Abfallstoffe. Bei einem dieser Projekte, der Molkebiogasanlage der Käserei Monte Ziego in Teningen, fanden Forscher der Hochschule Offenburg heraus, das anorganische Zuschlagstoffe die Effizienz der Anlage deutlich steigerten. Anorganische Zuschlagstoffe sind natürliche Mineralien, die der Betreiber in kleinen Mengen im Gärtank zugibt. Im Fall der Teninger Anlage war das Bentonit, ein Tonmineral gemischt mit weiteren Begleitmineralien, andere Zuschlagstoffe bestehen aus Silikaten (Vermikulite), oder vulkaniertem Glas (Perlite). Die Erfahrung aus Teningen weitete das Projekt aus und testete, wie sich verschiedene Zuschlagstoffe auf die Biogasproduktion auswirken. Letztere werden nicht von den Biogasbakterien aufgenommen, sondern wirken stattdessen in der Biogasbrühe stabilisierend und bieten den Bakterien die Möglichkeit, sich anzulagern. Im Projekt testeten die Wissenschaftler, welche Stoffe die Biogasproduktion verlangsamen, und welche Zuschlagstoffe sich am besten eignen, um dem entgegenzuwirken. Gleichzeitig überprüften sie, wie sich die zugesetzten Stoffe auf die gesamte Anlage auswirken, beispielsweise auf Filter und Pumpen. Sie konnten dabei auf eigene Testanlagen und langjährige Erfahrung in der Biogasforschung zurückgreifen. Mineralische Zuschlagstoffe sind preiswert und bieten einen innovativen Weg, um die Biogasproduktion aus Reststoffen effizienter und wirtschaftlicher zu machen. Der Abschlussbericht folgt Anfang 2018 und gibt einen detailierten Einblick in die Foruschungsergebnisse. Drei Haupterkenntnisse: Die Zuschlagstoffe Bentonit StabiSil P7, Braunkohlekoks C85 zeigten sich als geeignet, einer Versäuerung in kontinuierliche gefütterten Biogasanlagen entgegenzuwirken. Bentonit StabiSil P7 kann mit einer Konzentration von 0,1 % bis 1,0 % und Braunkohlekoks C-85 bis zu einer Konzentration bis 1,5 % bei versäuernden Substraten eingesetzt werden, um die hydraulische Belastung einer Biogasanlage deutlich zu erhöhen. Überdosierungen der anorganischen Zuschlagstoffe können zu einer Verminderung der Biogasausbeute führen. Allgemeingültige Voraussagen können nicht getroffen werden. Voruntersuchungen sind entsprechend der Paarung „anorganischer Zuschlagstoff/Biogassubstrat“ in jedem Fall dringend anzuraten.