Fallstudie

 

Klein-Wasserkraft in Hannover

Wasserkraft ist derjenige unter den regenerativen Energieträgern, der heute am meisten genutzt wird und in einigen Ländern Europas mehr als 30% des nationalen Strombedarfes deckt. Neue große Wasserkraftanlagen werden durch die mit dem Aufstau von Flüssen verbundenen Umweltschutzauflagen nur noch sehr selten realisiert werden. Hingegen besteht im Bereich der Kleinwasserkraft unter 1 MW noch ein erhebliches Potential, das an alten Standorten, für die noch Wasserrechte bestehen (Reaktivierung), oder wo alte Stauanlagen vorhanden sind sehr kostengünstig (re)aktiviert werden kann. So auch in Hannover, wo 2 Standorte an der Leine im Stadtgebiet erschlossen werden.

Kontext

Die Stadt und die Stadtwerke Hannover AG, die zu den größten Kommunalunternehmen in Deutschland gehören, haben Ende der 80er Jahre teilweise gemeinsam ihre Energiepolitik und Unternehmensziele überdacht und im "Energiekonzept Hannover" bzw. im "Konzept 2000" der Stadtwerke neu formuliert. 1992 verabschiedete der Stadtrat das Energiekonzept für die Stadt Hannover mit der Verpflichtung, die CO2-Emissionen bis zum Jahr 2005 um 25% zu senken (Basis 1990) und keinen Atomstrom mehr im Stadtgebiet einzusetzen.

Regenerativen Energien wird dabei eine bedeutetende Rolle zugemessen. Das EXPO-Motto "Mensch-Natur-Technik" war Anlass für Stadt und Stadtwerke an mehreren ehrgeizigen "EXPOnaten" eine Energiezukunft im Sinne der Agenda 21 aufzuzeigen. Eines unter den fünf EXPOnaten der Stadtwerke war das Wasserkraftwerk Herrenhausen.

Erfahrungen in Hannover

Auf dem heutigen Gebiet der Stadt Hannover hat es an mindestens 14 Standorten einmal eine oder mehrere Wassermühlen gegeben. Eine energetische Nutzung der Wasserkraft ist im Stadtgebiet heute laut einer Potentialstudie aus dem Jahr 1991 nur noch an drei Standorten denkbar. Einer davon ist der "Schnelle Graben", wo bereits 1922 ein Wasserkraftwerk durch die Stadtwerke in Betrieb genommen wurde. In den Jahren 1983/84 wurde es grundlegend modernisiert und auf vollautomatischen Betrieb umgestellt. Die beiden Francis-Schacht-Turbinen mit einer Gesamtleistung von 630 kW speisen jährlich rund 3,3 GWh ins Netz ein.

Im Rahmen des EXPO-Projekts "Stadt als Garten" beschlossen die Stadt Hannover und die Stadtwerke Hannover AG gemeinsam ein neues zweites Wasserkraftwerk mit einer Fischaufstiegsanlage zu bauen. Am Wasserkraftwerk Herrenhausen sollte beispielhaft dargestellt werden, dass auch in einem Landschaftsschutz- und Naherholungsgebiet ein technisches Bauwerk mit nur minimalen Auswirkungen auf die Natur realisiert werden kann.

Mit dem Bau einer Fischaufstiegsanlage durch die Stadt wird zum ersten Mal seit Bestehen der Wehranlage den in der Leine vorkommenden bzw. potentiell vorkommenden Fischarten die Möglichkeit des Aufsteigens und damit des Passierens der Wehranlage ermöglicht.

Durchführung

1995 wurde mit der Genehmigungsplanung und der Umweltverträglichkeitsstudie begonnen. Bei der Planung wurde besonderes Augenmerk auf möglichst geringe Beeinflussung des Lebensraumes rund um das Kraftwerk gelegt. Untersucht und bewertet wurden vier Standortvarianten, wobei sich der Einbau der Turbinen in das bestehende Wehr als ökologisch beste Lösung herausstellte. Das Untersuchungsgebiet umfasste 25 ha. Ein gutes Jahr lang lief das Genehmigungsverfahren, bei dem alle anerkannten Naturschutzverbände und Träger öffentlicher Belange beteiligt wurden. Da von vornherein ökologische Kompensationsmaßnahmen in die Planung einflossen, wurden gegen das Vorhaben keine wesentlichen Einwände erhoben. Die Kosten der Umweltverträglichkeitsstudie inklusive der Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen belief sich auf etwa 100.000 Eur. Im direkten Umfeld der Wasserkraftanlage wurden auf 600 m2 Gehölze der Hartholzaue als Ausgleichs- und Ersatzmaßnahmen gepflanzt. Ferner wurden auf 2.400 m2 Weiden-Auwald und auetypische Gehölzstrukturen durch die Initialpflanzung von Weidengebüsch hergestellt. Anfang 1998 wurde mit dem Aushub der Baugrube begonnen, es folgten im Juni 1998 die Betonbearbeiten. Im Februar 1999 konnten die Turbinen eingebracht werden und im September begann der Probebetrieb. Am 05. Oktober 1999 wurde das Kraftwerk nach 18 Monaten Bauzeit feierlich eingeweiht.

Technische Anlagenkonzeption

Die insgesamt zur Verfügung stehende Wassermenge schwankt zwischen 16 m3/s bei Niedrigwasser und 250 m3 bei Hochwasser. Der mittlere Abfluss beträgt 50 m3/s und die Fallhöhe liegt dann bei 2,10 m. Das überschüssige Wasser strömt wie bisher über die Wehranlage, bzw. bei Hochwasser auch über den Hochwasserüberlauf. Die beiden Kaplan-Rohrturbinen sind so ausgelegt, dass sie jeweils maximal 25 m3/s nutzen können. Sie leisten 470 kW und haben einen maximalen Wirkungsgrad von 92%. Der Nutzungsgrad der Gesamtanlage liegt bei 86%. Die Anlage steht an ca. 30 Tagen im Jahr wegen Hochwassers (zu geringe Fallhöhe) still. In der Planungsphase wurde ein EDV-Programm zur Kraftwerks-Simulation eingesetzt. Das Programm ermittelte für den Zeitraum von 1980 bis 1995 tageweise aus den jeweiligen Abflussverhältnissen (Fallhöhe und Abfluss) den jeweiligen Turbinenwirkungsgrad und die dazugehörige Leistung. Danach wird sich im Durchschnitt die jährliche Stromerzeugung auf 4,2 Mio. kWh belaufen, was etwa 0,13 % des gesamten Strombedarfs der Stadt Hannover entspricht. Die Gesamtinvestitionen in die Wasserkraftanlage betragen ca. 5,6 Mio. Euro, davon entfallen rund 3,3 Mio. Euro auf die Baukosten und rund 1,1 Mio. Euro auf die Turbinen. Finanziert wurde die Anlage von der Stadtwerke Hannover AG, wobei 400.000 Euro durch die EXPO GmbH im Rahmen des EXPO-Projektes "Stadt als Garten" als Investitionsförderung einflossen. Weitere 960.000 Euro kommen aus dem lokalen Klimaschutzfond „proKlima“. Überdies gewährt das Land Niedersachsen ein zinsgünstiges Darlehen über 50% der Investition.

Evaluation und Perspektiven

Nach dem Wasserkraftwerk am Schnellen Graben besitzt Hannover nun ein zweites Kraftwerk und nutzt so rund 50% des technisch nutzbaren Potentials der Landeshauptstadt. Das Wasserkraftwerk Herrenhausen kann als ein sehr gelungenes Beispiel für den umweltfreundlichen Neubau einer Wasserkraftanlage an einer vorhandenen Staustufe angesehen werden. 1.700 Haushalte können zukünftig mit Strom aus dem Wasserkraftwerk Herrenhausen versorgt werden. Die Stromgestehungskosten betragen inklusive aller Förderungen 85 Euro/MWh, die Amortisationszeit liegt bei 20 Jahren. In Zahlen ausgedrückt, stellt sich die Vermeidung von Schadstoffen und Ressourcenschonung wie folgt dar:

Reduzierung des jährlichen Schadstoffausstoßes um:

Kohlendioxid : 3.500 t
Schwefeldioxid : 1.600 kg
Stickoxide : 2.200 kg
Staub : 80 kg
Kohlenmonoxid : 400 kg
Einsparung von :
750 t Kohle und 600.000 m³ Gas
jährlich.

Das verbleibende Potential zur Wasserkraftnutzung in Hannover verteilt sich auf den Ausbau des Kraftwerkes am Schnellen Graben und den Altstandort „Döhrener Wolle“. Für das Kraftwerk am Schnellen Graben wäre eine Erweiterung mit einer zusätzlichen Ausbauleistung von ca. 735 kW technisch und wasserrechtlich möglich. Die Stadtwerke verfolgen einen Ausbau aus betriebswirtschaftlichen Erwägungen derzeit jedoch nicht weiter.Auf dem Gebiet der „Döhrener Wolle“ gab es bereits im 15. Jahrhundert eine Wassermühle, eine Nutzung erfolgte bis in die 60er Jahre. Seit 1990 arbeitet die Stadt an einer Reaktivierung der Anlage, eine Ausbauleistung von etwa 900 kW ist angepeilt, die jährliche Stromerzeugung wurde auf 3,9 GWh errechnet und der Stromgestehungspreis auf 0,06 Euro kalkuliert (ohne Berücksichtigung von Zuschüssen). Schwierigkeiten mit den Anliegern und der mit dem Vorhaben befassten Betreibergesellschaft haben jedoch die Realisierung des Projektes auf noch unbestimmte Zeit verschoben.

Weitergehende Informationen
Stadtwerke Hannover AG
Christoph Kollenda
PF 57 47
30057 HANNOVER
Tel: +49 511 430 36 23
Fax: +49 511 430 36 87
E-mail: christoph.kollenda@enercity.de