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Kinetische Wasserkraft: Von der Isar an den Napo und zurück an den Rhein

Kinetische Wasserkraft: Von Der Isar An Den Napo Und Zurück An Den Rhein

Kinetische Wasserkraft: Warum funktioniert in Deutschland nicht, was in Peru ganz einfach zu gehen scheint? Dr. Karl Reinhard Kolmsee von der Smart Hydro Power GmbH geht in seinem Gastbeitrag den Ursachen auf den Grund.

Dr. Karl Reinhard Kolmsee gründete 2010 die Smart Hydro Power GmbH, ein Unternehmen, das kinetische Kleinst-Wasser-Kraftwerke entwickelt und im Rahmen von Projekten zur ruralen Elektrifizierung u.a. in Kolumbien, Peru, Nigeria, Sambia und Indien betreibt. Dr. Karl Reinhard Kolmsee hat den größten Teil seiner Berufstätigkeit in der Energiewirtschaft verbracht – zunächst als Berater bei A.T. Kearney, dann bei E.ON und schließlich als Mitglied des Vorstands bei Schmack Biogas. 2009 wurde Dr. Kolmsee zum Professor an der Fachhochschule Kufstein, Österreich, im Fach Energiewirtschaft berufen.

Ein etwas anderer Reisebericht oder: Was ist eigentlich kinetische Wasserkraft?

In München am Isarkanal lässt sich an der alten Krämerschen Mühle noch heute betrachten, wie einst in Deutschland die Elektrifizierung begann. Mechanische Mühlen wurden mittels Wasserkraft elektrifiziert und wurden so zum Ausgangspunkt von lokalen Netzen, die erst über die Zeit hinweg verbunden wurden. Anders als die Isar selbst, die je nach Jahreszeit rauschender Fluss oder gemächlicher Bach sein kann, bietet der Isarkanal stets gleichbleibende Volumenströme, die seit bald 100 Jahren eine alte Voith Turbine antreiben und so ihre die Kraft des Wassers in Strom zunächst für die Mühle und dann für die Entwicklung Münchens verwandelten. Seit 2011 schwimmt vor dem Maschinenhaus auch eine Turbine der Firma Smart Hydro Power. Anders als die 250 kW Turbine, die das Wasser aufstaut und über den Höhenunterschied die potentielle Energie des Wassers nutzt, arbeitet die kinetische Smart Turbine nur mit der Fließgeschwindigkeit des Wassers im Kanals – so wie eine Windmühle aber eben im Wasser.

Kinetische Wasserkraft ist „kleinteilig“! Kleine Turbinen erzeugen mit geringem Aufwand niedrige Leistungen und tragen so ihren überschaubaren Anteil zu einem nicht thermischen Energie-Mix in Deutschland bei.

Die Smart Turbine basiert auf einem 5 kW Generator, der getriebelos über einen dreiflügeligen Rotor angetrieben wird. Am Isarkanal speist die Turbine 750 Watt in ein Inselnetz ein, die volle Leistung würde erst bei einer Fließgeschwindigkeit von 2,7 m/s erreicht – der Isarkanal fließt mit 1.2 m/s. Kinetische Wasserkraft ist „kleinteilig“! Kleine Turbinen erzeugen mit geringem Aufwand niedrige Leistungen und tragen so ihren überschaubaren Anteil zu einem nicht thermischen Energie-Mix in Deutschland bei.

Kinetische Wasserkraft ist in Deutschland (bisher) nicht kommerziell. Ein erstes kommerzielles Projekt am Inn scheiterte am Huchen, einer schützenswerten Fischart, die vorzugsweise in schneller Strömung laicht und offensichtlich extrem lärmempfindlich ist, bei einem größeren Projekt am Rhein diskutiert man noch intensiv die Auslegung der Verankerung für den Fall starken Eisganges.

Smart Turbinen funktionieren in Peru – Wieso nicht in Deutschland?

Im Sommer 2015 wurde in Peru am Napo Fluss in der kleinen Ortschaft Bellavista das erste Mal von den Frauen des Ortes Eis zur Kühlung von Agrarprodukten, Fischen und Bier erzeugt. Bei einer durchschnittlichen Fließgeschwindigkeit von 1.5 m/s (das entspricht dem Rhein bei Bonn) produzieren zwei Smart Turbinen den Strom für das Gemeindehaus, in dem Kühlschrank und Eismaschine stehen, die Pumpe für die Wasseraufbereitung und die 30 Häuser. In Bellavista gibt es keine Alternative zur kinetischen Wasserkraft: Diesel ist teuer und die Logistik unzuverlässig, die Photovoltaik Panel versagen in der Regenzeit ihren Dienst. Einen Napo Kanal gibt es nicht, da der Bau von Infrastruktur teuer und aufgrund des einzigen Transportweges über Wasser komplex wäre. Die Smart Turbine wiegt 350 kg und wurde mit dem Postboot transportiert. Sie wurde – samt Strom Netz – in einer Woche installiert und wird von der einheimischen Bevölkerung betrieben.

In Bellavista gibt es keine Alternative zur kinetischen Wasserkraft: Diesel ist teuer und die Logistik unzuverlässig, die Photovoltaik Panel versagen in der Regenzeit ihren Dienst.

Wieso funktioniert in Bellavista am Napo etwas, was am Inn nicht funktioniert? Die erste rein technische Antwort lautet, es funktioniert an beiden Standorten. Smart Hydro Power speist seit 2013 in Rosenheim am Inn mit einer Smart Turbine in das öffentliche Netz ein, so wie seit 2015 in Bellavista  das dezentrale Inselnetz betrieben wird – dem Jahrhundert-Hochwasser von 2014 und dem El Niño Phänomen zum Trotz. Allerdings ist Rosenheim mit 0,12 € / kWh Einspeisevergütung nach EEG ein ökonomisches Fiasko, während die Menschen in Bellavista nicht nur mehr Energie als früher zur Verfügung haben, sondern bei ca. 0,28 € / kWh Generationskosten (im Inselnetz inkl.  Kosten Netzmanagement!) auch noch Geld sparen im Vergleich zu den Ausgaben für Kerosin und Diesel. Die zweite Antwort lautet also Bellavista funktioniert, weil die Menschen die Energieerzeugung vor Ort anders, nämlich mit den Opportunitätskosten alternativer Beschaffungsmethoden (Diesel, Kerosin) bewerten.

In Rosenheim und Wasserburg bewerten die potentiellen Betreiber die Anlage gemäß der politischen Einspeisetarife, die nicht die Opportunitätskosten im Niederspannungsnetz inkl. EEG Umlage und Steuern (0,28 € / kWh) widerspiegeln, sondern die politische Wertschätzung erneuerbarer Energie im Wettbewerb zueinander – und da schneidet die Kleinst-Wasserkraft eben leider schlecht ab. Dies spiegelt sich dann folgerichtig auch in der Bewertung des Nutzungswettbewerbs mit Fischerei und Wassersport wider. Weil die einzige Grundlast-fähige erneuerbare Energie eben nicht nach ihrem Nutzen für die Netzstabilität und lokaler Verfügbarkeit im Niederspannungsnetz beurteilt wird, sondern nach politischer Vorteilhaftigkeit und fiktiven Erzeugungskosten, gewinnt im Vergleich auch der Huchen gegen lokale Stromversorgung. Wenn man mit Mikro-Wasserkraftwerken nur wenig Strom, der dann mit 0,12 € / kWh bewertet wird, erzeugen kann, dann soll man doch bitte die mögliche (sic!) Beeinträchtigung des Huchens höher bewerten.

Allerdings ist Rosenheim mit 0,12 € / kWh Einspeisevergütung nach EEG ein ökonomisches Fiasko, während die Menschen in Bellavista nicht nur mehr Energie als früher zur Verfügung haben, sondern bei ca. 0,28 € / kWh Generationskosten (im Inselnetz inkl.  Kosten Netzmanagement!) auch noch Geld sparen im Vergleich zu den Ausgaben für Kerosin und Diesel.

Es geht nicht darum, den potentiellen Wettbewerb zwischen den erneuerbaren Energien anzufeuern, sondern darum die lokale Erzeugung und verbrauchssynchrone Verfügbarkeit adäquat gemäß der Opportunitätskosten (inkl. der Kosten für Netz-Management) zu bewerten. Genau dies macht das EEG nicht. Trotzdem wird voraussichtlich noch 2017 am Rhein ein erster kinetischer Turbinenpark installiert. Der Betreiber, eine Energiegenossenschaft, wird die Energie im Niederspannungsnetz einer Rheininsel direkt vermarkten – gegen die Kosten des Zukaufs.

Kinetische Wasserkraft ist eine in der Leistung aufgrund der Verfügbarkeit der natürlichen Ressource beschränkte Energie, die sich aufgrund der Grundlast-Fähigkeit hervorragend für die dezentrale Erzeugung eignet. Damit ist kinetische Wasserkraft eine wertvolle Option für den Aufbau von Inselnetzen als auch für die verbrauchernahe Stabilisierung von Netzen – vielleicht irgendwann vermehrt nicht nur am Napo, sondern auch am Rhein, der Donau und dem Inn.

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Christoph Erle

Mein Name ist Christoph Erle und ich betreue bei Management Circle die Blogs zu Personalwesen, Banken, Energiewirtschaft und Handelsmarken. Als langjähriger Freund des Netzes und Content-Marketing-Spezialist wollte ich mir die Chance nicht nehmen lassen, bei einem renommierten Veranstalter den Aufbau einer Online-Präsenz zu unterstützen. Ich hoffe, hier hilfreiche Inhalte für Sie bereitzustellen und Sie demnächst im Netz oder auf einer unserer Veranstaltungen anzutreffen.

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