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Wasserkraft im Wasserwerk

Bisher noch selten genutzt, eignen sich auch die weitreichenden Rohrsysteme von Wasserwerken dafür, Energie aus Wasser zu gewinnen. Zwar ist die Ausbeute hier geringer, andererseits bieten geschlossene Systeme ihre eigenen Vorteile. Weil sie nicht in oberirdische Gewässer eingreifen, entstehen keine Konflikte mit Schifferei oder Fischpopulation. Der Zulauf ist zudem zu allen Jahreszeiten gleichmäßig und durch das saubere Wasser verschleißen die Anlagen langsamer.

Ein Pilotprojekt der Energie- und Wasserversorgung Kirchzarten untersuchte Energiepotential und Wirtschaftlichkeit einer solchen Anlage. Als besten Standort identifizierten die Verantwortlichen den Zulauf zum Hochbehalter Giersberg, wo bei 75 Metern Gefälle durchschnittlich 30 m³ Wasser pro Stunde durch die Rohre fließen. Um die Wasserenergie auszunutzen, installierte das Wasserwerk eine speziell angefertigte Peltonturbine mit Generator im Zulauf zur Mischkammer. Über den fünfmonatigen Versuchzeitlauf hinweg erzeugte die Anlage rund 5040 kWh Strom, mit denen rund die Hälfte des Energiebedarfs des Kraftwerks gedeckt wurde. Damit sparte das Projekt circa acht Tonnen CO2 ein, wobei Energieerzeugung und CO2-Einsparung wegen der niedrigen Quellauschüttung geringer als erwartet ausfielen. Wegen des Klimawandels sind solch niedrige Quellstände und damit Einbußen bei den erwarteten Erträgen und Amortisationszeiten auch in Zukunft zu erwarten. Diese Erkenntnisse nutzen nach Projektende auch anderen Interessierten, die das Potential von Wasserkraft in Wasserwerken nutzen wollen.

Drei wesentliche Erkenntnisse:

  • Kontinuierliche Stromgewinnung und –abnahme sind Grundvoraussetzung für die Wirtschaftlichkeit eine Anlage. Diskontinuierlicher Betrieb setzt Speicheranlagen voraus, die die Wirtschaftlichkeit einer Anlage deutlich verschlechtern.
  • Betriebssichere Wasserkraftanlagen mit hohem Wirkungsgrad sind noch nicht standardmäßig auf dem Markt erhältlich
  • Klimaveränderungen und damit einhergehende geringere Quellwasserausschüttung stellen die zukünftige Nutzung und Wirtschaftlichkeit von Wasserkraftanlagen in Frage.

Projektdaten

Projektnummer 2012-05
Projektart Bau und Anwendung
Projektträger Energie- und Wasserversorgung Kirchzarten GmbH
Laufzeit Mai 2012 bis Dezember 2017
Zuschuss 43.500

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:

Aquaponisches Solares Gewächshaus
Neuenburg

Innovatives Gewächshaussystem mit Fischzucht und Solarstrom

In Neuenburg erprobte die Firma EBF GmbH ein innovatives Gewächshaussystem, in dem durch eine multifunktionelle Photovoltaikanlage Pflanzen- und Fischzucht ganzjährig möglich sind. Das sogenannte Aquaponic System – abgeleitet von Aquakultur für Fisch- und Hydroponik für Pflanzenzucht – kommt dabei weitgehend ohne externe Energiequellen aus. Anders als im herkömmlichen Pflanzenbau, wachsen bei der Hydroponik Pflanzen nicht im Erdreich, sondern in einem speziellen, wasserreichen Substrat, das auf die Bedürfnisse der Pflanzen abgestimmt ist. Das Wasser für die Pflanzenzucht kommt aus den Fischbecken, ist dadurch bereits mit Nährstoffen angereichert und benötigt keine weiteren Dünger. So entsteht ein Wasser sparender, geschlossener Kreislauf mit nur geringer CO2-Emission. Das Gewächshaus ist mit einer ETFE-Folie überzogen, die besonders stabil und selbstreinigend ist und die für das Pflanzenwachstum notwendigen UV-Strahlen durchlässt. Durch die flexiblen Komponenten eignet sich das System für alle Klimastufen und Jahreszeiten. Wird das Gewächshaus zu heiß, verschatten besondere, mit Photovoltaikelementen ausgestattete Lamellen die Pflanzen. Gleichzeitig gewinnen die Lamellen Solarstrom, der das Gewächshaus mit Energie versorgt und es so weitgehend unabhängig von externem Stromquellen macht. Eine Sulphur-Plasma-Lampe fördert das Wachstum im Winter, während ein Wärmeschutzrollo das Gewächshaus bei Bedarf isoliert. Eine spezielle Lichtfolie wandelt zudem grünes Licht, welches Pflanzen nicht für die Photosynthese nutzen können, in rotes, nutzbares Licht um. Je nach Standort – z. B. in heißen Gebieten mit viel Sonnenschein – können einzelne Komponenten ganz wegfallen. Im hessischen Heppenheim betrieb EBF schon eine 50 qm große Pilotanlage, das 350 m³ große Gewächshaus in Neuenburg erprobte das Konzept nun im größeren Stil und machte es einem größeren Publikum bekannt. Die Gewächshäuser eignen sich für Privatleute oder den kommerziellen Anbau und zeigen neue Wege auf, um Lebensmittel autark und nachhaltig zu produzieren. Hat das Projekt Ihr Interesse geweckt? Im Abschlussbericht können Sie nähere Informationen zur Umsetzung und den einzelnen Komponenten erhalten.

Biodiversität und regenerative Energie am Kahlenberg
Ringsheim

Biomasse aus der Landschaftspflege

Unterstützt vom Innovationsfonds, hat sich die Deponie Kahlenberg große Mengen an Grünschnitt an. Diese Biomasse aus der Landschaftspflege bleibt trotz einiger Pilotprojekte, beispielsweise in Bad Säckingen, oft noch ungenutzt. Als nachwachsender regionaler Rohstoff bietet diese Biomasse jedoch ein zusätzliches Potential zur nachhaltigen und klimafreundlichen Energieerzeugung. Das Zentrum Kahlenberg erstellt nun ein Konzept, in dem für verschiedene Grünflächen durch eine auf Artenvielfalt orientierte Landschaftspflege die Biodiversität verbessert, die dabei gewonnene Biomasse optimal geerntet, gelagert und in einem Biomassekessel verbrannt wird. Dabei trocknen die Betreiber die Biomasse konventionell (Trockenhalmgut) und verbrennen sie bedarfsgerecht in einer Anlage mit einer Leistung von 300 kW thermisch. Die erzeugte Wärme wird ins Ringsheimer Fernwärmenetz eingespeist. Durch moderne Filter und eine speziell an die Brennstoffeigenschaften angepasste Brennkesseltechnik liegen die Schadstoffemissionen deutlich unter den Grenzwerten. Anders als beim Vergasen von Biomasse, muss der Kessel nicht ständig laufen und kann den trockenen Brennstoff je nach Bedarf verfeuern. Die Verantwortlichen optimieren die Biodiversität von Grünflächen, verbessern Filter, Verbrennung und Lagerung der Biobrennstoffe und analysieren außerdem, wie sich der Mahdzeitpunkt auf die Brennstoffeigenschaften auswirken. In Zukunft kann Energie aus Biomasse die Energie aus der Deponiegasverwertung ersetzen, die in Zukunft durch die schwindenden Deponiegasmengen in immer kleineren Mengen anfällt. Das Projekt zeigt so innovative Wege auf, um Artenreichtum in heimischen Kulturlandschaften zu erhalten und zu erweitern, sowie nachhaltige Biomasse zu produzieren und hochwertig zu verwerten, ohne in Landwirtschaft oder Siedlungsplanung einzugreifen. Einen ergänzenden Überblick erhalten Sie durch die im Projekt entstandenen Infotafel (JPG, 1.5MB) .