Alpine Pumpspeicherung – Quo vadis?
Astrid Björnsen Gurung, Axel Borsdorf, Leopold Füreder, Felix Kienast, Peter Matt, Christoph Scheidegger, Lukas Schmocker,
Massimiliano Zappa, Kathrin Volkart
Zusammenfassung
Für die Erreichung ihrer Klima- und Energieziele haben die Alpenländer einen klaren Standortvorteil: Neben dem überdurchschnittlich hohen Potenzial für Wind- und
Sonnenenergie profitiert das Wasserschloss Europas von der flexiblen, CO2-armen
Stromproduktion durch Wasserkraft. Zukünftig werden die Wasserspeicher noch weitere Funktionen übernehmen und eine zentrale Rolle spielen, wenn es darum geht,
einen flexiblen Ausgleich für die stark schwankende Stromproduktion aus Wind und
Sonne zu liefern. Ebenso wichtig ist die umfangreiche Speichermöglichkeit zur Überbrückung tageszeitlicher und saisonaler Engpässe. Damit erneuerbare Energieträger
überhaupt genutzt und in das Energiesystem integriert werden können, bedarf es
grosskalibriger Speichertechnologien, die derzeit nur in Form von Pumpspeicherwerken (PSW) vorliegen. Trotz dem offensichtlichen Bedarf ist die Diskussion rund um
den Ausbau der Wasserkraft, insbesondere auch der PSW, sehr kontrovers. Anhand
zweier Alpenländer, der Schweiz und Österreich, diskutiert dieser Beitrag die Wasserkraftnutzung und Energiespeicherung mithilfe eines Systemansatzes, analysiert
vorhandene Bewertungssysteme und schält die Aspekte heraus, die in einem neuen
Instrument für die Nachhaltigkeitsbewertung für PSW integriert werden müssen. Zukünftige Instrumente sollen des Weiteren als Grundlage dienen, um mit unterschiedlichen Interessengruppen ins Gespräch zu kommen und damit die gesellschaftliche
Akzeptanz zu erhöhen.
1.
Die Energiewende
in den Alpen
Eigentlich scheint man sich einig: Der Klimaschutz, die zunehmende Verknappung
fossiler Energieträger sowie die Abkehr von
der Atomenergie machen einen radikalen
Umbau des heutigen Energiesystems unumgänglich. Dieser Umbau ist nicht bloss
eine Option, sondern eine zwingende Notwendigkeit. Konkret handelt es sich dabei
um Richtlinien und Strukturanpassungen
zur Dekarbonisierung der Wirtschaft, welche von Frankreich, Deutschland und dem
Vereinigten Königreich als erste europäische Länder umgesetzt wurden. Österreich und die Schweiz folgten später. Mit
der «Energiestrategie Österreich» (BMWFJ
und BMLFUW 2010) hält sich unser Nachbarstaat an die für 2020 gesteckten Zielvorgaben der Europäischen Energie- und
Klimapolitik (European Parliament 2008).
Der Schweizerische Bundesrat und das
Parlament sprachen sich 2011 für den
Ausstieg aus der Kernenergie aus und verabschiedeten zwei Jahre später das erste
Massnahmenpaket der Energiestrategie
2050 (Bundesrat 2013). Obwohl man sich
über die Dringlichkeit der Klima- und Energiefrage weitgehend einig ist, streiten sich
Akteure aus Politik und Gesellschaft über
den geeigneten Pfad und das Tempo der
sogenannten «Energiewende». Obwohl
die erneuerbaren Energien grundsätzlich
positiv wahrgenommen werden, bleibt die
Wasserkraft, einschliesslich der Pumpspeicherwerke (PSW), ein umstrittenes
Thema.
Was die Produktion und Speicherung von erneuerbarer Energie betrifft,
haben die Alpenländer einen klaren Standortvorteil. Ihre Reservoire und Wasserkraftanlagen stellen einen höchst flexiblen Baustein in der sich stark veränderten
Energielandschaft zur Verfügung: Ist die
Nachfrage gross, können die Anlagen fast
augenblicklich Elektrizität ins Netz liefern.
Sinkt die Nachfrage, wird die Produktion
eingestellt und überschüssige Energie
kann von PSW absorbiert und zwischengespeichert werden. Gegenwärtig stellen Wasserkraftanlagen die einzige Speichertechnologie dar, die nicht nur mit den
starken Produktionsschwankungen von
Wind- und Sonne, sondern auch mit den
jahreszeitlichen Fluktuationen in der Energienachfrage umgehen kann. Wie in den
windreichen Ländern Irland, Portugal und
dem Vereinigten Königreich bereits zu be-
«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 3, CH-5401 Baden
obachten ist, werden mit dem Ausbau der
Erneuerbaren europäische PSW an Bedeutung gewinnen. Werden zudem immer
mehr Kernkraftwerke stillgelegt, wird sich
das neue Energiesystem umso stärker auf
die regulierende Leistung von PSW verlassen müssen (Hildmann et al 2014).
Mit solchen Aussichten müssten
PSW für Investoren eine höchst attraktive
Option darstellen. In Wirklichkeit scheuen
sich aktuell Wasserkraftunternehmen vor
weiteren Investitionen wegen Unsicherheiten bezüglich Strommarktliberalisierung,
Netznutzungsgebühren, Auswirkungen
von Subventionen auf den Strommarkt
und, im Fall der Schweiz, wegen ungünstiger Wechselkurse (BFE 2013a; Österreichs
Energie, 2015).
Seit einigen Jahren kämpfen die
Betreiber von Wasserkraftanlagen zudem
mit fallenden Strompreisen, die mitunter
durch den Überschuss von billigem Strom
aus Wind und Sonne, aber auch aus Braunkohle verursacht wurden. Auslöser für die
zugrunde liegende Überschussproduktion
waren die massive Entwertung der CO2Zertifikate und die starke Subventionierung
der neuen Erneuerbaren. Darüber hinaus
können auch die Auswirkungen des Klimawandels auf die zukünftige Wasserverfügbarkeit den Anreiz für weitere Investitionen
mindern. Wie es mit der Pumpspeicherkraft
weitergeht, hängt stark von der konkreten
Umsetzung der Energiewende auf nationaler Ebene, aber auch von der Akzeptanz
in der Bevölkerung ab, welche Vorhaben
beschleunigen, aber auch vollständig verhindern kann. Daher ist der Dialog mit der
Öffentlichkeit, in welchem Kosten und Nutzen von verschiedenen Lösungen aufgezeigt werden, umso wichtiger.
Vor dem Hintergrund der Energiewende bildet dieser Artikel eine mögliche
Basis für die Meinungs- und Konsensbildung bezüglich Wasserkraft im Alpenraum.
Ausgehend von bereits vorhandenen Instrumenten zur Nachhaltigkeitsbewertung
von Kraftwerken, analysiert die vorliegende
Arbeit die Auswirkungen des «Systems
Pumpspeicherkraft» auf Umwelt, Wirtschaft, Gesellschaft und Landschaft und
195
1 Umleitung von Wasserressourcen
2 Einstaufläche
3 Lawinen und Erdrutsche
4
1
4 Gletscher- und Permafrost-Schwund
3
5
2
5 Tourismus und Freizeit
6 Stauraumverlandung
7
6
5
1 Umleitung von Wasserressourcen
9
2 Einstaufläche
8
10
3 Lawinen und Erdrutsche
8 Habitatschutz
4 Gletscher- und Permafrost-Schwund
9 Ausgleich von variablen erneuerbaren Energien
5 Tourismus und Freizeit
10 Sedimentumleitungsstollen
6 Stauraumverlandung
11
7 Energiespeicherung, Wasserrückhalt
und Abflussregulierung
8 Habitatschutz
5
7 Energiespeicherung, Wasserrückhalt
und Abflussregulierung
11 Beschneiungsanlagen
12 Stromnetzinfrastruktur
9 Ausgleich von variablen erneuerbaren Energien
13 Betrieb Pumpspeicherkraftwerk
(turbinieren, pumpen)
10 Sedimentumleitungsstollen
11 Beschneiungsanlagen
12
14 Kies- /Sedimententnahme
12 Stromnetzinfrastruktur
15 Geschiebeanreicherung
13 Betrieb Pumpspeicherkraftwerk
(turbinieren, pumpen)
13
14
ON
14 Kies- /Sedimententnahme
16 Auen und Flussuferhabitate
15 Geschiebeanreicherung
17 Ausgleichsbecken
16 Auen und Flussuferhabitate
17
18 Fischwanderung
17 Ausgleichsbecken
20
16
15
18
19 pH-Wert des Wassers
19 pH-Wert des Wassers
20 Wassertemperatur
20 Wassertemperatur
19
O2
21
21 Ufererosion
21 Ufererosion
22 Dürre und Trockenheit (Vorsorge)
22 Dürre und Trockenheit (Vorsorge)
23 Chemische Zusammensetzung des Wassers
24
26
18 Fischwanderung
24 Finanzmärkte und Subventionen
23 Chemische Zusammensetzung des Wassers
25 Mitsprache der Bürger
24 Finanzmärkte und Subventionen
25
26 Gesetzgebung
29
23
27
NO3–
31
28
25 Mitsprache der Bürger
27 Talsperren und Zufahrtstrassen
22
28 Hartholzauen
26 Gesetzgebung
29 Grundwasser
27 Talsperren und Zufahrtstrassen
30 Trinkwasser
30
31 Bewässerung
28 Hartholzauen
32 Stilllegung der Kernkraftwerke
29 Grundwasser
33 Hochwasser(-schutz)
30 Trinkwasser
34 Stromimporte und -exporte und Ausgestaltung
der Energiepolitik
5
31 Bewässerung
32 Stilllegung der Kernkraftwerke
32
33 Hochwasser(-schutz)
34
34 Stromimporte und -exporte und Ausgestaltung
der Energiepolitik
33
Bild 1. Wechselwirkungen der Pumpspeicherkraft mit Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft (Grafik von Valentin Rüegg und Astrid
Björnsen Gurung mit Beiträgen der Workshop-Teilnehmer).
legt ein besonderes Augenmerk auf die
Ressourcenverfügbarkeit (Bild 1). Dabei
greift sie auf die Expertise von Forschenden und Praxisvertretern zurück, die sich
im Februar 2015 am Workshop «Nachhaltigkeitsbewertung von PSW in der Schweiz
und Österreich» in Bregenz eingebracht
haben. Der Anlass wurde durch das WSLEawag-Forschungsprogramm
«Energy
Change Impact» angestossen und in Partnerschaft mit der Schweizerisch-Österreichischen Allianz für Gebirgsforschung,
dem SCCER Supply of Electricity und den
Vorarlberger Kraftwerken AG organisiert.
Das Treffen hatte zum Ziel, Ideen für eine
kluge Nachrüstung bestehender Bewertungsinstrumente für das «System Pumpspeicherkraft» zusammenzutragen.
2.
Bild 2. Jährliche Netto-Stromerzeugung in der Schweiz und in Österreich für das Jahr
2010 mit einem Szenario für 2020. (Quellen: BFE 2011; BMWFJ 2010; BFE 2013b Szenario POM/Fossil-zentralisiert und erneuerbare Energie C&E).
196
Pumpspeicherkraft in Österreich und in der Schweiz
Die Schweiz wie auch Österreich haben
sich für eine Energiewende ausgesprochen. Die beiden Nachbarländer haben
«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 3, CH-5401 Baden
viele Gemeinsamkeiten: die hohe Wirtschaftskraft und Technologieentwicklung,
die Topographie und die damit verbundene Wasserverfügbarkeit und eine ähnlich hohe Stromproduktion. Beide Länder
wollen den Anteil der Erneuerbaren in der
nahen Zukunft stark erhöhen (BMWFJ
und BMLFUW 2010; BFE 2013b; Bundesrat 2013). Im Strommix unterscheiden sie
sich aber wesentlich (Bild 2): Österreichs
Strom stammt zu 64 % aus Wasserkraft,
ein Anteil, der auf 74 % ansteigen soll. Mit
einem Drittel anderer thermischer Stromerzeugung ist der verbleibende Beitrag der
Erneuerbaren sehr gering. In der Schweiz
hat der Entscheid zum Ausstieg aus der
Kernenergie bis 2034 der Energiewende
Auftrieb verliehen. Gegenwärtig trägt die
Kernkraft rund zwei Fünftel zur Stromproduktion bei. Die Wasserkraft liefert gut die
Hälfte, ein Anteil, der sich gemäss Energiestrategie 2050 mittels neuer Anlagen und
Verbesserungen an bestehenden Infrastrukturen geringfügig erhöhen dürfte (Bundesrat 2013). Dazu beitragen sollen neue
PSW (z. B. Grimsel 3, Etzelwerk), die die 19
bestehenden Anlagen mit einer Gesamtkapazität von 1383 MW ergänzen sollen (BFE
2015). Drei davon (Linth-Limmern, Nant de
Drance, und PSHP Veytaux FMHL+) sollen
2017 ans Netz gehen (Piot 2014).
Für die Schweiz und Österreich sind
der Neubau von PSW und die Vergrösserung der Speicherkapazitäten für eine
erfolgreiche Energiewende zwingend notwendig, stellen sie doch die einzige, grossskalige Speichermöglichkeit für tages- und
jahreszeitliche Produktionsschwankungen dar (Österreichs E-Wirtschaft 2013;
Hildmann et al 2014; BSMWMET 2015).
Dennoch fliessen immer weniger Gelder in
den Wasserkraftsektor und Ausbaupläne
geraten ins Stocken (Tabelle 1). Das ungünstige Marktumfeld, insbesondere die
Unsicherheit bezüglich der zukünftigen
Differenz zwischen den Stromverkaufspreisen und den Pumpkosten sowie die
politischen Entscheidungen zum Thema
Netznutzungsgebühr für PSW führte zum
Aufschub mehrerer Bauvorhaben in den
beiden Nachbarstaaten.
Lange vor der Energiewende
schöpften die Betreiber von PSW hohe
Gewinne ab, indem sie über Mittag teuren Strom verkauften und nachts mit Billigstrom ihre Reservoirs wieder füllten, so
das gängige Geschäftsmodell. Inzwischen
hat sich das Blatt gewendet: Der überschüssige Strom aus subventionierten
neuen Erneuerbaren drückt tagsüber die
Elektrizitätspreise. Pumpspeicher dienen
heute vornehmlich der Regulierung der
Tabelle 1. Gegenwärtige und zukünftige Kapazität von PSW >50 MW in Österreich, der
Schweiz und in Deutschland (Quellen: Schweiz: BFE 2015, Piot 2014; Österreich und
Deutschland: Datenzusammenstellung von Pumpspeicherbetreibern durch Markus
Aufleger, Innsbruck Universität, Österreich).
Tabelle 2. Bewertungsinstrumente für Wasserkraftprojekte (Quellen: IHA 2011; Tiroler
Landesregierung 2011; BMLFUW 2012).
Tabelle 3. Allgemeine Instrumente zur Nachhaltigkeitsbewertung (Quellen: Bauer et
al 2012; BAFU 2009; Flury und Frischknecht 2012; UBA 2012; Treyer und Bauer 2013;
UNECE 2015).
Netzspannung. Gemäss verschiedener
Modellrechnungen reicht der gegenwärtige Umfang dieser flexiblen Stromproduktion für die Schweiz und Österreich
«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 3, CH-5401 Baden
aus, um die zusätzliche Einspeisung aus
erneuerbaren Energiequellen ins Netz bis
Mitte Jahrhundert zu regulieren. Danach, je
nach Szenario, sind zusätzliche Speicher197
und/oder Pumpkapazitäten notwendig,
um auch die Einbindung in den internationalen Strommarkt sicherzustellen (Kirchner 2012; Zach et al. 2013; Hildmann et al.
2014; Moser 2014). Durch die enge Verzahnung von Schweizer und Österreicher
PSW mit dem europäischen Strommarkt ist
deren Flexibilität wie auch deren Speicherfähigkeit nicht nur regional, sondern auch
international bedeutend.
3.
Bewertungsinstrumente
für PSW
Vor dem Bau eines neuen PSW müssen
die möglichen ökologischen und sozialen
Auswirkungen sowie die Wirtschaftlichkeit des Vorhabens geprüft werden. Dazu
liegen verschiedene Instrumente vor, entweder zur spezifischen Prüfung von Wasserkraftprojekten (Tabelle 2) oder zur Bewertung der Nachhaltigkeit allgemein (Tabelle 3). Will man PSW ebenso bewerten,
ergibt sich die Schwierigkeit, dass diese
nicht primär der Stromproduktion dienen,
sondern der Speicherung und Regulierung.
Damit können die Leistung, respektive die
Auswirkungen von PSW nicht direkt mit
anderen Stromerzeugungsanlagen verglichen werden.
Ökologische, wirtschaftliche
und soziale Auswirkungen:
Ein Systemansatz
4.1
Umweltveränderungen
Die Nachhaltigkeit der Stromerzeugung
aus Wasserkraft und der Klimawandel sind
eng miteinander verknüpft. Neuste, hochaufgelöste Beurteilungen zu den klimabe-
Volumen Welt, Schweiz, Österreich, 106 m3
8000
8000
Netto-Kapazität
weltweit
6000
6000
4000
4000
2000
2000
1900
1950
Welt
2000
Schweiz
Volumen Welt, 109 m3
4.
dingten Auswirkungen auf die natürlichen
Abflüsse stützen sich auch auf hydraulische Modelle und detaillierte Betriebspläne von Wasserkraftanlagen, da auch
diese ins Gewicht fallen. Einfache Algorithmen ergänzen die Modelle, damit auch
Umleitungen von Wasser, die jahreszeitliche Speicherung oder durch die Stromnachfrage bedingter Schwall und Sunk
entsprechend abgebildet werden können
(Fatichi et al. 2015). Und auch umgekehrt:
Möchte man den Einfluss eines PSW auf
die Gewässer erfassen, bedingt dies den
Einbezug von Informationen zur Gletscherund Schneeschmelze, zum Schwund von
Permafrost, zu Abflussregimes und den
damit verbundenen Unsicherheiten. Klare
Hinweise auf Veränderungen des Wasserhaushalts, die nach 2050 zu erwarten
sind, wie ein erhöhter Abfluss im Winter und
tiefere Pegelstände im Sommer, liegen bereits vor (SGHL and CHy 2011; Addor et
al. 2014). Während Laufwasserkraftwerke
vom Klimawandel eher profitieren dürften,
müssen alpine Wasserkraftanlagen vor
allem mit negativen Auswirkungen rechnen
(z. B. Fatichi et al. 2015). Der Rückzug der
Gletscher setzt vermehrt leicht erodierbare
Sedimente frei, die die Stauseen verlanden
und entsprechend die Stromproduktion reduzieren (Boes und Hagmann 2015; Raymond Pralong et al. 2015) (Bild 3). Erhöhte
Sedimentfrachten beschleunigen den Verschleiss der Turbinen und anderer Hydraulikteile, was Effizienz- und Gewinnverluste
zur Folge hat. Potenzielle Lawinenniedergänge, Eisbrüche, Steinschläge oder Erdrutsche in Speicherseen oder neu entstehende Gletscherseen bergen das Risiko
2050
Österreich
Bild 3. Produktionskapazität der Wasserkraft in der Schweiz, in Österreich und weltweit
und die Reduktion durch die Stauraumverlandung. Die obere Linie entspricht jeweils der
Kapazität, die untere der Sedimentation (Quelle: Boes und Hagmann 2015:195).
198
von Impuls- und Flutwellen. Davon abgesehen, verschärft sich die Ressourcenkonkurrenz durch den wachsenden Wasserbedarf in Wintertourismusdestinationen (z. B.
Weingartner et al. 2014).
Wesentlich für die Nachhaltigkeitsbewertung von PSW ist der Faktor Zeit.
Modelle und Szenarien zu zukünftigen
Umweltveränderungen können Energieversorger darin unterstützen, geeignete
Standorte für neue Anlagen zu identifizieren. Während Vorhersagen für den Zeitraum von mehreren Tagen den Betreibern
bereits heute eine Optimierung der Wassernutzung erlauben, könnten Prognosen
über ein Jahrzehnt eine geeignete Weiterentwicklung von glaziohydrologischen Simulationen sein (Farinotti et al. 2012). Technologien zur Verminderung der Stauraumverlandung (z. B. Sedimentumleitstollen
oder Spülungen) oder zur Reduktion des
Verschleisses an Turbinen werden derzeit
intensiv erforscht und im Feld erprobt (z. B.
Boes et al. 2014). Hier bedarf es neuer technischer wie auch betrieblicher Lösungen,
die den Umweltnormen entsprechen und
so den nachhaltigen Betrieb gewährleisten, aber gleichfalls die Effizienz und Flexibilität des Anlagenbetriebes erhöhen.
4.2
Umweltauswirkungen
Gebirgsflüsse sind sehr dynamische Ökosysteme, deren Zustand stark von der ökologischen Vernetzung entlang des Flusslaufes, aber auch derjenigen quer und
senkrecht zum Flussbett und nicht zuletzt
von den natürlichen Abflussschwankungen abhängt. Diese vier Dimensionen sind
für die Ausbreitung von Tier-, Pflanzen- und
Pilzgemeinschaften in den Alpenflüssen
bestimmend.
Heute sind nur noch wenige alpine
Fliessstrecken in ihrem natürlichen Zustand. Die meisten sind durch Schwellen,
Begradigungen, geringe Restwassermengen oder Sunk und Schwall beeinträchtigt.
Ebenso wirken sich Hochwasserschutzmassnahmen, Flussregulierungen, die
Landwirtschaft, die Siedlungsentwicklung
oder die Bodenversiegelung auf die Gewässer aus. In der Schweiz sind inzwischen
fast die Hälfte der Wasserläufe künstlich
vertieft, befestigt, gestaut oder begradigt
(Peter et al. 2005). Die Wasserkraftbauten
des letzten Jahrhunderts führten zum Verlust von 70 % aller Auenwälder (Fischer et al.
2015). In Österreich wurden 97–99 % aller
mäandrierenden und verzweigten Flussläufe in ihrer Hydromorphologie verändert,
mit den entsprechenden Auswirkungen
auf deren Ökologie (Muhar et al. 2000). In
Einzugsgebieten von mehr als 10 km2 wur-
«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 3, CH-5401 Baden
den insgesamt 32 000 Hindernisse für die
Fischwanderung gezählt, wovon 11 % der
Wasserkraft zuzuschreiben sind. Schwall
und Sunk beeinflussen nur 2.4 % (779 km)
des österreichischen Gewässernetzes und
sind daher von untergeordneter Bedeutung (BMLFUW 2014).
Nicht nur der aquatische Lebensraum ist betroffen. Fehlen die Abflussdynamik und der Geschiebetransport, beeinträchtigt dies auch terrestrische Ökosysteme, die von wiederkehrenden Störungen
profitieren. Zu den wichtigsten Auswirkungen von PSW auf die unterliegenden
Flusslandschaften gehört der veränderte
Geschiebetransport, der Wasserentzug in
der Restwasserstrecke sowie Schwall und
Sunk.
Die Auswirkungen auf die Ökologie erkennt man anhand von Mustern (z. B.
Artenverteilung und -zusammensetzung,
Populationsgrössen) oder Prozessen (Populationsdynamik,
Wechselwirkungen
zwischen Arten und Strukturen, Ökosystemdienstleistungen). Die Vorkommen der
Deutschen Tamariske (Myricaria germanica), eines auf Kiesbänke spezialisierten
Strauches, wurden während der letzten
150 Jahren wegen der veränderten Wasserführung in beiden Ländern dramatisch
reduziert. Der Bestand bleibt bedroht (z. B.
Werth und Scheidegger 2014). Im Gegenzug können Stauseen dazu beitragen, den
Basisabfluss im Winter oder während Trockenperioden zu erhöhen oder die Hochwassergefahr stromabwärts zu mindern.
Künstliche Seen schränken ferner den
Transport von Samen ein und damit einhergehend die räumliche Ausbreitung gewisser Pflanzen. Der Abfluss wird heute
vornehmlich durch das übergeordnete und
stets komplexer werdende Energiesystem
gesteuert sowie durch die gesteigerte
Turbinenleistung und den Anlagenbetrieb
(Pfaundler und Keusen 2007).
Obwohl zahlreiche ökologische
Auswirkungen von Wasserkraftanlagen bekannt sind, fehlen in den gängigen Bewertungsinstrumenten wesentliche Grössen.
Die Biodiversität und abiotische Faktoren
wie die Wasserqualität und -quantität, die
Flussmorphologie, Dämme und die daraus
resultierende Fragmentierung aquatischer
und terrestrischer Lebensräume werden
unzureichend erfasst, ebenso komplexe
Wechselwirkungen verschiedenster Faktoren in Flusssystemen. Eine Verträglichkeitsprüfung muss also hydrologische mit
ökologischen Aspekten verbinden, wie das
Junker et al. (2015) für die Klimaauswirkungen auf die Wasserressourcen, die Sedimentfrachten und Fischhabitate gemacht
hat. Idealerweise sollten die Wirkungen der
Wasserkraft von anderen anthropogenen
Belastungen getrennt betrachtet werden.
4.3
Sozioökonomische
Auswirkungen
Die Akzeptanz neuer Wasserkraftanlagen
hängt von den wirtschaftlichen Vorteilen während der Bau- und Betriebsphase
ab. Gemäss Ribi et al. (2012) bleiben bei
grossen Kraftwerkprojekten lediglich 25 %
der Bruttowertschöpfung in der Region.
Und doch war es insbesondere die Wasserkraftindustrie, die im letzten Jahrhundert die Entwicklung in entlegenen Alpentälern massgeblich vorangetrieben hat, in
dem Arbeitsplätze geschaffen, Zugänge
erstellt und erhebliche Geldmittel in Talschaften flossen, in denen alternative Entwicklungsmöglichkeiten sehr beschränkt
waren. Die anstehende Energiewende bietet vergleichbare Möglichkeiten für die lokale und regionale Wirtschaft.
Die Auswirkungen der Wasserkraft
auf die Wirtschaft und Gesellschaft beschränken sich nicht auf den Ort der Stromproduktion, sondern reichen weit über die
Landesgrenzen hinaus. Entsprechend sollten Bewertungsinstrumente für PSW ihren
Mehrfachnutzen über weite Distanzen, wie
zum Beispiel den Beitrag zur Netzstabilität und damit der Versorgungssicherheit,
oder den Hochwasserschutz berücksichtigen. Zudem wird diskutiert, ob Reservoire
anstelle der Gletscher zukünftig Trink- und
Bewässerungswasser liefern müssen.
Solche zahlreicher werdenden Nutzungsansprüche bergen zwar Konfliktpotenzial,
deuten aber auch auf das Sektoren übergreifende Interesse an der Ressource Wasser hin (Weingartner et al. 2014). Bis anhin
gibt es kein Instrument, welches den Wert
dieser zusätzlichen Nutzung von Speicherseen gegen die Kosten der Wasserkraft abzuwägen vermag.
Eingebettet im nationalen und internationalen Energiesystem, sind PSWBetreiber als wichtige Akteure der Energiewende zu betrachten, welche aber
zwingendermassen auf den Strommarkt,
den Ölpreis und das Marktumfeld, wie zum
Beispiel Einspeisevergütungen, reagieren
müssen. Zwar haben die Klimaziele und die
Endlichkeit fossiler Brennstoffe den Druck
auf die Umsetzung der Energieziele massiv
erhöht, doch fehlt es auch heute an marktreifen Speichertechnologien, um Strom
aus Erneuerbaren im grossen Stil zu integrieren. Vorerst muss die Wende mit bewährten Technologien eingeleitet werden,
die heute verfügbar sind. Einzig die PSW
leisten diesen Dienst.
«Wasser Energie Luft» – 108. Jahrgang, 2016, Heft 3, CH-5401 Baden
4.4
Visuelle Beeinträchtigung
Im Gegensatz zu Wasserkraftanlagen im
Unterlauf beeinträchtigen solche im Gebirge relativ kleine Flächen. Die hohen Talsperren in der Schweiz und in Österreich
stauen kleinflächig relativ grosse Volumen,
welche gut in den Talschaften versteckt
sind und die Landschaft kaum beeinträchtigen. Streitigkeiten entstehen vorwiegend
in Strassen- oder Siedlungsnähe und in
Tourismusregionen, weniger in entlegenen Gebieten. Ob eine Landschaftsveränderung durch eine Anlage akzeptiert wird,
hängt mitunter auch davon ab, ob Wasserkraft vom Betrachter als «grüne Energie»
wahrgenommen wird. Im Gegensatz zu
den neuen Erneuerbaren wird die Wasserkraft nicht uneingeschränkt als geeignetes Mittel für die Energiewende akzeptiert
(Hunziker et al. 2014). Touristen, welche
das Grimselgebiet im Berner Oberland besuchten, gruppierten die Wasserkraft eher
mit Gas und Kohle als mit erneuerbaren
Energien. Das gilt es ernst zu nehmen, denn
Konflikte, die im Zusammenhang mit dem
Ausbau der Erneuerbaren entstehen und
zur Ablehnung von neuen Projekten führen, könnten das gesamtschweizerische
Potenzial für erneuerbare Energien um
20–80 % reduzieren (Kienast et al. 2014).
Konnotationsforschung kann helfen, solche Verluste zu verringern. Dazu gehört die Frage, ob eine von Energieanlagen
beeinflusste Region als Symbol der Nachhaltigkeit wahrgenommen wird, sozusagen als «Energielandschaft», oder eher als
ein dem technischen Fortschritt geopferter Landstrich. Diese Wahrnehmung kann
sich ändern, allerdings meist nur über längere Zeiträume. Der Schlüssel für die Akzeptanz neuer Energieinfrastrukturprojekte
liegt wohl im frühzeitigen und gut geplanten
Einbezug der Bevölkerung (Partizipation).
Die gemeinsame Entwicklung von Indikatoren zur Bewertung von landschaftlichen
Beeinträchtigungen könnte ein mögliches
Werkzeug für die nötige Konsensfindung
darstellen.
4.5
Schlussfolgerungen
Der vorliegende Artikel beschäftigte sich
mit der Frage, wie eine Systemsicht auf
PSW, welche die Auswirkungen auf die
Umwelt, Wirtschaft und Gesellschaft transparent macht, die Energiewende unterstützen könnte. Obwohl noch kein endgültiges
Bewertungsinstrument vorliegt, hat die
Gesamtschau auf die Wasserkraft einige
blinde Flecken, Schwachpunkte und Erfordernisse an die Forschung aufgedeckt,
welche in der Weiterentwicklung aufgegriffen werden sollten:
199
•
•
•
•
•
•
•
200
Umweltindikatoren: Biodiversität, Wasserqualität und -quantität, Morphologie
und Lebensraumvernetzung entlang
von Flussgebieten sollten adäquat bewertet werden.
Kumulative Effekte: Wie in den Wasserrichtlinien der EU (WFD 2012) vermerkt, sind die kumulativen Auswirkungen verschiedener Kraftwerkstypen (z. B. Schwall und Sunk, Geschieberückhalt, Temperaturveränderungen, Hindernisse für die Fortbewegung
von Arten) wichtig und sollten in der
Bewertung berücksichtigt werden.
Zeit: Speichervolumen, Naturgefahren
und Abflussregimes verändern sich
über die Zeit. Ebenso beeinflussen
sich wandelnde Managementansätze
und Technologien die Energieproduktion, -effizienz, -versorgungssicherheit
und die Kosten. Zeit ist damit ein wesentlicher Faktor im Bewertungssystem.
Wirtschaftliche Vorteile: Der Bau und
Betrieb von Kraftwerken ist mit einem
finanziellen Nutzen unterschiedlichen
Ausmasses für die regionale, nationale
und internationale Wirtschaft verbunden. Die Bewertung muss daher den
entsprechenden Anteil an der Bruttowertschöpfung explizit und transparent machen.
Verschiedene Dienste und Wassernutzungen: Neben der Stromproduktion müssen Dienstleistungen zugunsten des Energiesystems bewertet werden, mitunter auch als Beitrag an die
20-20-20-Ziele der europäischen Klimapolitik (Council of the European
Union 2008). Ebenfalls sollten die zahlreichen und weitreichenden, wirtschaftlichen und sozialen Leistungen,
wie z. B. die Prävention von Naturgefahren oder die Wasserversorgung,
gegen die lokalen Umweltauswirkungen abgewogen werden.
Landschaft: Zur Abschätzung des
ästhetischen Einflusses von PSW auf
die Landschaft eignen sich zwei Methoden: der ökologische Fussabdruck
auf Stufe Landschaftsbild, der auch
soziokulturelle Informationen beinhaltet, sowie die Analyse der Zahlungsbereitschaft, die Vorlieben oder Abneigungen in der Landschaftsentwicklung sichtbar macht.
Partizipation: Eine Bewertung muss
dazu genutzt werden, die lokale Bevölkerung vor dem Bau und auch während des Betriebs gründlich zu informieren und damit in den Prozess einzubinden.
Um wirklich zu greifen, müsste ein
integrales Bewertungssystem mehrere Indikatoren einbeziehen und den Dialog mit
der Öffentlichkeit wie auch mit Experten
ermöglichen. Auch muss anerkannt werden, dass es keinen absolut richtigen oder
falschen Ansatz gibt. Die der Wasserkraft
innewohnenden Zielkonflikte und deren
Gewichtung wurden mit dem Instrument
der multikriteriellen Entscheidungsanalyse
bereits erfolgreich erfasst (Tabelle 3 in diesem Beitrag).
Aufbauend auf der Expertise von
Forschenden und Wasserkraftbetreibern
mit unterschiedlichen Hintergründen, erfasst die vorliegende Analyse das System
der PSW aus einer interdisziplinären Perspektive. Forschung trägt zum Bemühen
bei, Managementansätze und Infrastrukturen so zu verbessern, dass damit Natur
und Gesellschaft nicht nur geschützt werden, sondern, dass Letztere auch von den
neuen Anlagen profitieren können. Für
komplexe Systeme wie Wasserkraftanlagen sind Simulationsmodelle und die Generierung von kollektivem Wissen mit Beiträgen von Wissenschaftlern, Betreibern,
Behörden und Politikern unerlässlich. Um
nun die Auswirkungen der Energiewende
zu untersuchen, reicht die Antwort auf die
Frage «Was passiert, wenn ...?» nicht aus.
Viel eher muss die Forschung der Frage
nachgehen: «Was soll passieren?» oder
«Wie sollen unsere Energiezukunft und der
entsprechende Lebensstil aussehen?».
Ein solcher Ansatz erfordert die Fähigkeit,
einen gesellschaftlichen Konsens über die
Kompromisse zu finden, die wir einzugehen bereit sind, sofern Synergien nicht
möglich sind. Ein integriertes Bewertungssystem wäre ein Mittel dazu.
K. 2012. Umweltauswirkungen der Stromerzeugung in der Schweiz. Uster, Switzerland:
ESU-services GmbH; Villigen, Switzerland: Paul
Scherrer Institut.
BFE [Bundesamt für Energie]. 2011. Schweizerische Elektrizitätsstatistik 2010. Bern, Switzerland: BFE.
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