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Klimwandel und Wasserkraftwerke
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Klimaveränderung fordert Wasserkraftwerke in der Schweiz heraus
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Klimaänderung hat kaum grössere Auswirkungen auf die Stromproduktion
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Die Klimaänderung wird kaum grössere Auswirkungen auf die gesamtschweizerische Stromproduktion aus Wasserkraft haben. Einzelne Kraftwerke können jedoch stark davon betroffen sein. Dies sind die Schlussfolgerungen eines mehrjährigen Forschungsprojektes, welches an einer Fachtagung im September 2011 in Visp vorgestellt und unter 200 Fachpersonen diskutiert wurde.
Erstmals haben Forschende verschiedener Disziplinen für mehrere Kraftwerksanlagen aus unterschiedlichen Gebieten der Schweiz die ganze Wirkungskette von der regionalen Klimaänderung bis zur Stromproduktion analysiert. Als Zwischenschritte haben sie berechnet, wie rasch die Gletscher abschmelzen, wie sich die zukünftige Schneedecke auf- und abbaut und welche Konsequenzen das alles auf die Wasserführung der Bäche und Flüsse haben wird.
Ihre Schlüsse haben sie in der Studie "Auswirkungen der Klimaänderung auf die Wasserkraftnutzung" festgehalten.
Auf der Alpensüdseite und im südlichen Wallis dürfte demnach die Stromproduktion gegen Ende des 21. Jahrhunderts sinken, weil die Jahresniederschlagssummen abnehmen werden. In den heute stark vergletscherten Gebieten, wo alle Gletscher bis zum Jahr 2100 weitgehend abschmelzen, wird bis etwa 2050 vorübergehend sogar etwas mehr Schmelzwasser aus den Gletschern zur Verfügung stehen.
Wenn es - wie erwartet - im Winter mehr regnet und der Schnee früher im Jahr schmilzt, wird das Wasser in allen Gebirgsregionen über das Jahr gesehen ausgeglichener fliessen. Dadurch könnte die Produktion im Winter steigen, im Sommer hingegen sinken; über das Jahr gesehen sind die Auswirkungen klein.
Auswirkungen der Klimaerwärmung unterschiedlich
Die Resultate lassen sich allerdings nicht gleichermassen auf alle Kraftwerke übertragen. Je nach geographischer Lage, Einzugsgebiet und Wassernutzung können die Auswirkungen auch beträchtlich sein. Ausserdem ist zu beachten, dass bei diesen Analysen nur die Auswirkungen der Klimaänderung auf Abfluss und Stromproduktion betrachtet wurden. Effekte wie die Veränderung von Extremereignissen, die den täglichen Betrieb massgeblich beeinflussen können, sowie Veränderungen im Stromverbrauch und auf dem europäischen Strommarkt sind unberücksichtigt geblieben.
Untersucht wurde auch der Einfluss auf den Geschiebetransport. Die transportierten Geschiebemengen werden im langjährigen Mittel aufgrund der sinkenden Abflussmengen tendenziell abnehmen, sind jedoch stark abhängig von den lokalen Bedingungen. Zu den für den Geschiebetransport besonders wichtigen Hochwasserereignissen konnte keine Aussage gemacht werden.
Fazit: Aus gesamtschweizerischer Sicht sind die Auswirkungen der Klimaänderung auf die Stromproduktion gering, insbesondere in der näheren Zukunft. Langfristig stehen einzelne Kraftwerke, insbesondere südlich der Alpen und im südlichen Wallis sowie solche, die heute einen hohen Anteil von Wasser aus den Gletschern beziehen, vor beträchtlichen Herausforderungen.
Zum Projekt
Das Projekt wurde vom "Netzwerk Wasser im Berggebiet NWB" initiiert und begleitet. Die Forschungsarbeiten haben das Geographische Institut der Universität Bern GIUB, die Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, das Institut für Atmosphäre und Klima IAC der ETHZ, das Geographische Institut der Universität Zürich und die Versuchsanstalt für Wasserbau, Hydrologie und Glaziologie VAW-ETHZ durchgeführt. Zahlreiche Kraftwerksgesellschaften haben sich intensiv beteiligt.
Finanziell getragen wurde das Projekt durch swisselectric research, das Bundesamt für Energie, den Kanton Wallis und die Walliser Elektrizitätsgesellschaft FMV.
Die Resultate sind in einer zusammenfassenden Broschüre erläutert.
| Quelle: Text Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft WSL, September 2011 |
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| Restwassermenge (Mindestrestwassermenge) |
| Das Gewässerschutzgesetz schreibt vor, dass unterhalb von Wasserentnahmen eine Mindestrestwassermenge in Flüssen verbleiben muss, welche die Erhaltung der natürlichen Funktionen des Gewässers (z. B. Lebensraum für Flora und Fauna, Strukturierung der Landschaft oder Speisung des Grundwassers) gewährleistet. In gewissen Fällen können die Kantone Restwassermengen festlegen, die das gesetzliche Minimum unterschreiten. Bedingung dafür ist jedoch, dass geeignete Ausgleichsmassnahmen getroffen werden. In diesem Fall sind der Umfang der Mehrnutzung sowie die vorgesehenen Ausgleichsmassnahmen in einer Schutz- und Nutzungsplanung festzuhalten, welche vom Bundesrat genehmigt werden muss. |
| Quelle: BAFU 2014 |
| Dotierkraftwerk |
| Eine Dotierkraftwerk nutzt die gesetzlich vorgegebene Restwassermenge in einem Fluss. Es stellt zudem sicher, dass die vorgeschriebene Restwassermenge im Flussbereich erhalten bleibt. Die Dotierung der Gewässer mit Restwasser trägt zu einer wesentlichen Verbesserung der Qualität der Fliessgewässer bei. |
| Fassungsmenge |
| Für Betreiber von Wasserkraftwerkanlagen ist die sogenannte Fassungsmenge die entscheidende hydrologische Grösse. Sie ist abhängig von der Dimensionierung einer Wasserfassung, den täglich vorliegenden Abflüssen des Fliessgewässers und der einzuhaltenden Restwassermenge. Die Fassungsmenge und damit die Stromproduktion sind zudem vom saisonalen Abfluss abhängig. Ein ausgeglichenes Abflussregime führt zu einer Fassungsmenge, die nahe an der Dimensionierungs-Fassungsmenge liegt. Aufgrund der Klimaänderung haben sich die saisonalen Abflussspitzen in höher gelegenen Gebieten in Richtung Frühjahr verschoben, so dass im Sommer weniger und im Winter mehr Abfluss beobachtet werden kann. Dieser Effekt wird sich in Zukunft noch verstärken. Zudem werden die Jahresabflussmengen in den vergletscherten Gebieten langfristig eher abnehmen. |
| Quelle: Schweizerische Gesellschaft für Hydrologie und Limnologie SGHL 2011 |
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Klimaveränderung und Wasserkraftwerke
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| Inhaltsschwerpunkte (Auszug) |
Kapitel 1 Klima
Szenarien für die Schweiz bis 2099
Extremereignisse
Kapitel 2: Schnee und Gletscher
Entwicklung der Schneedecke |
Kapitel 3: Abflüsse und Abflussregime
Veränderungen im Abflussregime
Änderungen der Abflüsse in teilvergletscherten Einzugsgebieten
Kapitel 4: Geschiebe
Auswirkungen auf den Geschiebehaushalt
Kapitel 5: Wasserkraftnutzung
Fassungsmenge - Grundlage für die Stromproduktion
Zukünftige Entwicklung der Stromproduktion - Fallstudien
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