Autopilot für Kraftwerke stoppt Wasserverschwendung

Trotz großer Investitionen in Wind und Photovoltaik macht Wasserkraft immer noch den mit Abstand größten Teil an erneuerbarer Energieproduktion aus. In Österreich steuert sie gar 60 Prozent der gesamten Stromerzeugung bei. Dass die Kraftwerksnutzung von Flüssen auch ihre Schattenseiten hat ist unbestritten, da sie mit großen Eingriffen in die Natur einhergeht.

Ökologen drängen daher darauf, bestehende Anlagen zu modernisieren, um so das Optimum an Energieausbeute bei gleichzeitiger Verbesserung der Umweltsituation zu erreichen. Aber auch die Energiewirtschaft ortet viel Potenzial, das  auf dem Weg zur Energiewende bisher ungenützt blieb.

Klimakiller Energieerzeugung

Das österreichischen Start-up Hydrogrid etwa hat eine Software entwickelt, mit der Kraftwerke automatisiert gesteuert werden können  – sowohl, was die Stromerzeugung, aber auch den Verkauf von Energie am Strommarkt betrifft. Denn dieser ist – nicht zuletzt durch die Zunahme an Wind- und Solarenergie – enormen Preisschwankungen unterworfen.

„Angesichts dessen, dass mehr als 50 Prozent des CO2-Ausstoßes auf die Energieerzeugung zurückzuführen sind, führt am Umstieg auf erneuerbare Energien kein Weg vorbei. Durch die wetter- und tageszeitbedingten Fluktuationen stellen Wind und Photovoltaik  die Netze und somit auch Kraftwerksbetreiber vor enorme Herausforderungen“, sagt Hydrogrid-Geschäftsführerin Janice Goodenough im Interview mit der futurezone.

Kommt es bei viel Sonnenschein oder bei viel Wind kurzzeitig zu einer enormen Energieproduktion, rasseln die Preise am Strommarkt in den Keller. Während große Wasserkraftwerke mit enormem Personalaufwand von 20 bis 100 Leuten dann ihre Produktion drosseln oder den Verkauf über ihre Wasser- und Energiespeicher hinauszögern können, schauen kleinere und mittlere Betreiber laut Goodenough dabei meist durch die Finger. Ihnen fehlen schlichtweg die Ressourcen, um auf den fluktuierenden Strommarkt jederzeit reagieren zu können.

Autopilot fürs Kraftwerk

„Unsere Lösung ist wie ein intelligenter Autopilot. Die Software berücksichtigt  Wetter- und Marktbedingungen und optimiert so in Echtzeit das Produktionsvolumen. Pro erzeugter Megawattstunde verdient ein Betreiber dann folglich mehr Geld“, erklärt Goodenough.

Ein weiterer Nebeneffekt sei, dass mit der Software auch der  Wirkungsgrad der Turbinen optimiert werden könne, man aus jedem Liter Wasser folglich ein paar Prozent mehr an Energieausbeute herausholen könne. Aktuell ist das Wiener Start-up, das im Vorjahr mit dem Staatspreis Digitalisierung ausgezeichnet wurde, in Norwegen, Großbritannien, Schweden, Finnland, Bosnien und der Türkei vertreten.

Alte Anlagen erneuern

„Fließgewässer  zählen zu den gefährdetsten Ökosystemen in Europa. Die Klimakrise und die Biodiversitätskrise müssen wir gemeinsam lösen“, erklärt WWF-Wasserkraftexpertin Bettina Urbanek im futurezone-Gespräch.  Die Naturschutzorganisation drängt daher darauf, statt Neubauten bereits bestehende Kraftwerke zu optimieren.

Allein in Österreich könnten durch technische Adaptierungen bis zu 2 Terawattstunden (TWh) gewonnen werden, schätzt der WWF. Das entspricht 5 Prozent der gesamten Energieproduktion durch Wasserkraft bzw. der Energiemenge von 600.000 Haushalten, ohne dass dafür zusätzlicher Naturraum zum Opfer fallen würde.

„Im Gegenteil. Durch Effizienzsteigerungen kann dieser Wert sogar erreicht werden, obwohl man ökologische Kriterien wie Fischaufstiegshilfen, aber auch strengere Vorschriften bei der Wasserentnahme von Flüssen berücksichtigt“, sagt Urbanek.

Mehr Ausbeute durch Modernisierung

Ein Beispiel dafür ist das Donaukraftwerk Ybbs-Persenbeug. Durch den Austausch von Turbinen, Leittechnik und Steuerung konnte die Effizienz um 6 Prozent gesteigert werden. Laut dem Kraftwerksbetreiber entspricht das dem Jahresstromverbrauch von 22.000 Haushalten.

Modernisiert wurde zuletzt auch das Innkraftwerk Kirchbichl, das mit einer Fischwanderhilfe ausgestattet wurde. Durch den Einbau einer neuen Wehranlage mit Turbine konnte außerdem die Energieerzeugung um 25 Prozent gesteigert werden.

"Wie 100 Millionen Tesla-Powerwall-Akkus"

"Jede Art der Energieerzeugung hat Vor- und Nachteile. Wasser spielt bei der Energiewende eine essenzielle Rolle, weil sie neben der hohen Speicherkapazität vieler Kraftwerke besser prognostizier- und steuerbar ist und gleichmäßiger Energie liefert, als etwa Photovoltaik oder Wind", sagt Energieexperte Jürgen Neubarth. "Auf diese Weise kann man Schwankungen von grüner Energie quasi mit anderer grüner Energie ausgleichen."

Darauf weist auch Hydrogrid-Gründerin Goodenough hin: „Kleinere und mittlere Wasserkraftwerke könnten viel mehr zur Stabilisierung der Netze beitragen, als sie es heute tun. Wir haben einmal überschlagsmäßig gerechnet und sind zum Schluss gekommen, dass allein in Europa die Speicherkapazität von 100 Millionen Tesla-Powerwall-Akkus liegengelassen wird, weil die Steuerung von Wasserkraft nicht optimal ist.“