Ein Team von Ingenieuren entwickelte eine innovative Fischschleuse, die den Tieren in verbauten Gewässern eine Wanderhilfe bietet. Die Lösung ist unkomplizierter als bestehende Systeme und erzeugt gleichzeitig Ökostrom.
Allein in österreichischen Flüssen befindet sich pro Flusskilometer ein Querbauwerk – so die Statistik des Bundesamts für Wasserwirtschaft. Das sind rund 33.000 Wanderhindernisse für Fische und andere Organismen. Eine mangelnde Gewässerdurchgängigkeit wirkt sich negativ auf das Ökosystem aus und bedeutet unter anderem, dass die Nahrungssicherheit für Fische nicht mehr gegeben ist. Die Verbauungen verhindern aber auch, dass Wanderfischarten an ihre Laichplätze ziehen können. Gleichzeitig erfüllen die Verbauungen wichtige Funktionen für die Menschheit. Es handelt sich entweder um Hochwasserschutzbauten oder um Wasserkraftwerke, die wertvollen Ökostrom erzeugen.
Nutzung der Wasserkraft
Im Rahmen der Wasserrichtlinie der EU wurde die Umsetzung der Gewässerdurchgängigkeit bis 2027 gefordert. Um einen guten ökologischen und chemischen Zustand von Gewässern herzustellen, sind Betreiber von Hochwasserschutzbauten und Wasserkraftwerken aufgerufen, Wanderhilfen für Fische einzurichten. Aber herkömmliche Lösungen nehmen viel Fläche ein und sind teuer, moniert der Techniker Bernhard Mayrhofer. Er hat selbst in der Planung von herkömmlichen Fischwanderhilfen gearbeitet – und ortete einen Verbesserungsbedarf. Gemeinsam mit einem Forscherteam wollte er beweisen, dass sich ökologischer Wasserschutz und Wasserkraftnutzung vereinbaren lassen.
Zweikammersystem
Fishcon, die von ihnen entwickelte Wanderhilfe für Fische, nimmt siebzig Prozent weniger Fläche ein, ist günstiger – und erzeugt auch noch Ökostrom. Die Lösung eignet sich für eine schonende Wanderung flußauf- und flußabwärts und ist auch für schwimmschwache Organismen geeignet. Die Konstruktion basiert auf einem Zweikammersystem mit einer hydraulischen Verschaltung. Die zwei Kammern sind durch zwei Rohre mit Verschlussvorrichtungen an den Enden realisiert. Ein mittig angebrachtes, bogenförmiges Rohr verbindet die Kammern und enthält eine Turbine, welche die Fließgeschwindigkeit drosselt und gleichzeitig Strom erzeugt. Verschmutzung und das Einschwimmen von Fischen wird durch einen feinen Rechen verhindert. In diesem Video wird das Prinzip dargestellt.
Amortisation
Der Strom, den die Turbine erzeugt, kann bis zu fünfundzwanzig lokale Haushalte mit Strom versorgen. Laut Mayrhofer ist eine Amortisation der Investitionskosten aufgrund der Energie-Erlöse möglich. Wenn in Regionen eine Energiebereitstellung aus wirtschaftlichen Gründen nicht sinnvoll ist, kann die Durchflussbegrenzung mit einer Drossel erfolgen. Untersuchungen haben gezeigt, dass dabei die Fischwanderung auch mit sehr geringen Leitstrommengen möglich ist.
Die Montage des Systems erfolgt unterhalb des Wasserspiegels und horizontal geneigt. Eine Kammer ist zum Oberwasser hin geöffnet, die andere zum Unterwasser. Für die einschwimmenden Fische öffnet sich die Kammer am jeweils anderen Ende. Das System ist für Höhen von etwa eins komma fünf bis acht Meter geeignet – größere Fallhöhen können durch eine Kombination mehrerer Schleusen überwunden werden.
Pilotanlage
Nach einem Jahr Forschung und Entwicklung wurde Fishcon 2015 in Europa patentiert. 2017 wurde eine erste Versuchsanlage errichtet. Den Rahmen bildete eine Machbarkeitsstudie. Diese wurde vom Klima- und Energiefonds gefördert und von der Universität für Bodenkultur Wien durchgeführt. Die Funktion der Fischwanderung konnte nachgewiesen werden. Im selben Jahr gründete Mayrhofer gemeinsam mit seiner Forscherkollegin Alkisti Stergiopoulou die Fishcon GmbH. Stergiopoulou hat Wasserbau und Qualitätsmanagement studiert, er selbst Urbane Erneuerbare Energien.
Die Ergebnisse der Machbarkeitsstudie flossen 2018 in die erste Pilotanlage ein, die in Oberösterreich an der Lippenannerlwehr an der Alm errichtet wurde. Die Anlage wurde aus Stahl gefertigt und in einem Gewässerabschnitt mit dem Leitfisch Bachforelle errichtet. Dort überwindet die Wanderhilfe für Fische eine Fallhöhe von circa zwei Metern. 2019 soll eine zweite Pilotanlage folgen. Der Launch ist 2020 geplant.
Investor
Der Bedarf an den Wanderhilfen ist groß, weiß Mayrhofer. Die Wasserrahmenrichtlinie der Europäischen Union soll bis 2027 in nationales Recht umgesetzt werden. Alleine in Deutschland müssen noch bei geschätzt 100.000 Querbauwerken Lösungen realisiert werden. In der gesamten Europäischen Union schätzt Mayrhofer ein Marktvolumen von dreizehn Milliarden Euro.
Die Produktion der Fischschleuse soll in Kooperation mit dem K. u. F. Drack (KFC) erfolgen. Das Familienunternehmen Drack betreibt schon seit rund einem Jahrhundert unter anderem Kleinwasserkraftwerke und kann auf eine langjährige Erfahrung mit Energie und Elektrotechnik zurückblicken. Vor allem aber wird KFD sein Know-how im Stahlwasserbau einbringen. Kurz nach Gründung der Fishcon GmbH beteiligte sich KFD mit fünfundzwanzig Prozent am Startup.
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