Abgeschaltet

Kraftwerk kommen 175000 Kubikmeter Beton zum Einsatz, 55000 allein für das Stauwehr.
    Sollte der Neubau in Rheinfelden irgendwann das Ende seiner Lebenszeit erreichen, so ist kaum zu befürchten, dass es bei einem Abriss wieder Bürgerproteste gibt. Das Kraftwerk ist so in den Fluss integriert, dass man es fast übersehen kann. Das Maschinenhaus ragt gerade so weit über das Wasser, dass es den Winterfluten standhält.
KLEINE TURBINENKUNDE
    Wie effektiv man bewegtes Wasser in elektrische Energie verwandelt, ist auch von der Güte der Turbine abhängig. Turbine, das klingt kompliziert. Ist es einerseits auch, der Bau von »Strömungsmaschinen« gilt Ingenieuren als besonders anspruchsvoll, weil die Berechnung der Wechselwirkung von Strömung, Mechanik und – bei befeuerten Turbinen – Thermodynamik durchaus Kenntnisse höherer Mathematik verlangt. Andererseits sind die wesentlichen Erfindungen für Wasserturbinen alle bereits vor mehr als einhundert Jahren und ohne die Hilfe komplexer Simulationsmethoden gemacht worden.
    Bei sehr großen Fallhöhen des Wassers kommen in der Regel Peltron-Turbinen zum Einsatz. Sie entsprechen am ehesten dem Wasserrad, das Kinder in der Badewanne bespielen. Die Schaufeln sind als Halbkugeln ausgeführt, auf die der Wasserstrahl mit hohem Druck schießt. Mittlere Fallhöhen zwischen 40 und 200 Metern sind die Domäne von Francis-Turbinen, die einem Mühlrad ähneln. Bei kleinen Fallhöhen kommt es darauf an, die Strömung des Wassers besonders gut auszunutzen. Dafür nutzt man die Schiffsschrauben ähnlichen Kaplan-Turbinen. Zu kämpfen hatte ihr Erfinder Viktor Kaplan vor allem mit einem technischen Phänomen, das fast nur Ingenieuren bekannt ist: der Kavitation. Ein zerstörerisches Phänomen, das Rohre und Turbinen, aber auch Einspritzdüsen in Verbrennungsmotoren schlagartig zerstören kann. Denn der statische Druck in einer Flüssigkeit hängt von deren Fließgeschwindigkeit ab. Wird Wasser (oder eine andere Flüssigkeit) sehr schnell, wird der Druck sehr hoch. Unter Umständen so hoch, dass das Wasser an einigen Stellen verdampft, es bilden sich winzige Dampfbläschen. Die stören nicht weiter, solange das Wasser nicht wieder langsamer wird – zum Beispiel weil eine Turbine einen Teil der Bewegungsenergie entzieht. Dann können diese implodieren und Druckwellen erzeugen, die zentimeterdicken Stahl beschädigen.
    Ist die richtige Turbine ausgewählt und optimal auf die Wasserströmung eingestellt, ist sie der Traum eines jeden Energiefachmanns: Im Bestpunkt sind Wirkungsgrade von etwa 95 Prozent zu erreichen. In der Regel werden Turbinen aller Bauarten übrigens liegend und nicht wie klassische Wasserräder stehend eingebaut. Der Grund dafür ist, dass auf der Welle, auf der sich die Turbinedreht, auch der Generator sitzt, der den Strom erzeugt. Der sollte nicht nass werden, deshalb baut man ihn, durch eine schützende Betonwand getrennt, darüber.
KLEIN, ABER FEIN?
    Wenn große Wasserkraftwerke in Mitteleuropa nicht mehr gebaut werden können, liegt es nahe, über kleine Kraftwerke in kleinen Flüssen nachzudenken. Selbst in China, wo Megaprojekte kaum auf nennenswerten Widerstand der Bevölkerung treffen (dürfen), gibt es Stimmen, die auf ein Ende des Staudamm-Booms schließen lassen. Die FAZ zitiert Zhou Xizhou, Direktor des Energieberaters Cambridge Energy Research Associates in Peking: »Die Zeit der Riesendämme ist eigentlich vorbei. Als verträglicher gelten die kleineren Vorhaben.«
    Aber was ist groß und was klein? Schon innerhalb der großen Wasserkraftwerke gibt es gigantische Unterschiede. Das Kraftwerk an der an sich imponierenden Edertalsperre in Mittelhessen erzeugt maximal 12,5 Megawatt, der Drei-Schluchten-Staudamm in China fast 2000-mal mehr Strom. Irgendwo muss man den Schnitt machen, auch wenn innerhalb der Fachwelt unterschiedliche Meinungen dazu herrschen. Lassen Sie uns »klein« also als alles unter einem Megawatt elektrischer Leistung definieren.
    Dass man zuerst große Wasserkraftwerke gebaut hat, ist nicht nur eine Frage des Platzes, sondern auch des Geldes. Bei Kleinwasserkraftwerken sind Kosten von 10000 Euro je installiertem Kilowatt schnell erreicht. Man redet, wie in der Wirtschaft oft, von Skaleneffekten: Größer gleich effektiver gleich billiger. Wie man Kleinwasserkraftwerke trotzdem wirtschaftlich gestalten kann, darüber denkt Professor Peter Rutschmann nach, der an der Technischen Universität München Wasserbau und Wasserwirtschaft