Strom durch Wasserwirbel? Das Prinzip ist einfach zu verstehen, wenn man sich das kreiselnd ablaufende Wasser in einer Badewanne vorstellt: Ein Wasserwirbel-System bringt Flusswasser in einem Becken durch eine zentrale Abflussöffnung zum Wirbeln, resp. Drehen. In diesem Wasserwirbel dreht mit der gleichen Geschwindigkeit ein Rotor. Dieser erzeugt Energie, welche über einen Generator ins Netz eingespeist wird. Das geht bereits bei sehr geringen Fallhöhen ab 50 Zentimetern und einer durchschnittlichen Wassermenge ab 500 Litern pro Sekunde. Diese geringen Fallhöhen und Wassermengen inkl. der Fischdurchgängigkeit durch den Rotorbereich machen das Wasserwirbel Konzept einmalig.

Fische und andere Lebewesen passieren den Rotorbereich unbeschadet
Fische, Krebse oder Schnecken durchqueren das Wasserwirbel-System unbeschadet. Unabhängige Organisationen bestätigen dies mit bereits fünf positiven Zwischenberichten. Drei verschiedene Passagen (Durchgänge) durch die Wasserwirbel-Anlage werden bei allen Projekten immer integriert. So auch an der Anlage “Dr. Bertrand Piccard” in Schöftland bei Aarau. Sowohl der integrierte Fischpass als auch das Umgehungsgewässer stehen den Flussbewohnern ebenso zur Verfügung wie die Möglichkeit, sich selbst unbeschadet auf- und absteigend durch den Rotorbereich zu bewegen. Um die Fisch- und Lebewesendurchgängigkeit wissenschaftlich und abschliessend zu beweisen, laufen aktuell weitere umfassende Erfolgskontrollen in der Schweiz und Deutschland/EU. Diese werden die bereits fünf positiven Zwischenberichte der Fischbewegungen und –wanderungen während einer einjährigen Studie belegen.

Das Potenzial der Schweizer Flüsse nutzen
An über 4000 km Schweizer Flüssen sind gemäss einer Studie des Bundesamts für Umwelt (BAFU) rund 100‘000 Flusstreppen und Verbauungen mit Fallhöhen von mehr als 50 cm vorhanden, welche für die meisten Flussbewohner unüberwindbar sind. 10 bis 12 % davon eignen sich als Standorte für die Errichtung von Wasserwirbel-Systemen mit Renaturierung und Revitalisierung. Die Anzahl der geeigneten Standorte in der EU ist teilweise noch höher. Die Stromproduktion (Grundlast) von 10’000 durchschnittlichen Wasserwirbelbecken kann den Bedarf von gut einer halben Million (500’000) Menschen alleine in der Schweiz decken. Das Potenzial dieser innovativen Technologie ist also gross. Neben der auf den Namen «Dr. Bertrand Piccard» getauften Test- und Pilotanlage in Schöftland AG sind aktuell gut 30 Wasserwirbel Projekte in der Schweiz, sowie über 1000 in Indien und anderen Ländern in konkreter Planung und im Bau.

Gewässerschutz mit Naturstromproduktion kombinieren
Das revidierte Gewässerschutzgesetz, welches Anfang 2011 in Kraft trat, schreibt vor, dass Fliessgewässer in der Schweiz naturnäher werden müssen: Die Kantone sind zu Flussrevitalisierungen und -renaturierungen verpflichtet. Der Bund gibt den Kantonen 80 Jahre Zeit, 4000 km Flussstrecke naturnah zu sanieren. Die Planungsphase der Kantone muss bis 2015 abgeschlossen sein, danach werden diese Budgetrelevant. Um einen Laufmeter Fluss zu renaturieren, rechnet der Bund mit durchschnittlich CHF 1500.- Kosten pro Meter Fluss. Dafür werden jährlich über 100 Mio. CHF Subventionen alleine durch den Bund bereitgestellt. So werden in den nächsten 80 Jahren nur durch den Bund über 8 Mia. für Flussrevitalisierungen und -renaturierungen ausgegeben. Die Kosten resp. Beiträge der Kantone und Gemeinden sind da noch nicht eingerechnet. Kombiniert man einen sinnvollen Standort resp. Flussabschnitt mit einem Wasserwirbel-System, sind die Kosten der Renaturierung innerhalb weniger Jahre (5 bis 10 Jahre) mit der Naturstromproduktion amortisiert. In Kombination mit einer Renaturierung kann ein Wasserwirbel-System praktisch zu den gleichen Kosten wie eine ausschliessliche Renaturierung integriert werden. Mit diesen kombinierten Projekten lassen sich Wasserwirbel-Systeme zu günstigen Kosten an zahlreichen Standorten einbauen, um u.a. die Fischdurchgängigkeit wieder zu gewährleisten. Durch die Verbindung von Fluss-Renaturierung und Wasserwirbel-Systemen können so Kosten gespart, Naturstrom ohne Entsorgungs- und Stilllegungsproblematik produziert und die Steuerzahlenden nachhaltig entlastet werden. Unsere angedachte teure C02 Reduktion resp. Kompensation mit Zertifikaten im Ausland, wie vom Bundesrat für nötig erachtet, muss nicht oder nur zu einem sehr reduzierten Teil im Ausland eingekauft werden.

Unsichtbar bei Bedarf, da unterirdisch gebaut
Die kleinen Wasserwirbel-Systeme können bei Bedarf unterirdisch gebaut und zugedeckt, beispielsweise in (steile) Fluss-Böschungen hinein gebaut werden. Bepflanzt mit einheimischen Sträuchern und Gewächsen sind diese Anlagen innerhalb kürzester Zeit “natürlich getarnt” und daher praktisch unsichtbar.

Flussrevitalisierungen und (Teil-) Renaturierungen gehören immer dazu
Bei der Realisierung von Wasserwirbel-Systemen stehen Umwelt Aspekte im Vordergrund. Jedes Projekt wird in Absprache mit Stakeholdern und Umweltorganisationen abgestimmt. Ökologisch wertvolle Gewässerabschnitte (natürliche unverbaute Flüsse) bleiben intakt und werden nicht für Projekte ausgesucht: Wasserwirbelkraftwerke werden nur und ausschliesslich an bereits verbauten oder kanalisierten und mit Staustufen oder Flusstreppen durchsetzten Flüssen eingesetzt – auch stillgelegte Flusskraftwerke eignen sich deshalb als mögliche Standorte.

Wasserwirbel und green-cube.org: Cleantech aus der Schweiz
Die «Genossenschaft Wasserwirbel Konzepte Schweiz» kurz GWWK, als Aargauer Cleantech-Genossenschaft, ist weltweit führend bei der Entwicklung, Optimierung, Planung, Finanzierung und dem Bau von Wasserwirbelanlagen inkl. Flussrenaturierung. Jährlich werden Wasserwirbel-Systeme in der Schweiz und im Ausland geplant und gebaut. Alleine in Indien sind in den nächsten 10 Jahren 1000 solcher Systeme geplant. Aktuell werden die ersten drei Anlagen gebaut. Bei jeder geplanten Anlage werden die Möglichkeiten der “anderen” erneuerbaren Stromproduktionen geprüft. Durch den kombinierten Einsatz der neuesten Solar, Wind und Biomassen-Systeme wird der Stromertrag bei jedem Projekt noch gesteigert. Dafür ist die Firma green-cube.org zuständig, an der die Genossenschaft beteiligt ist. Dieses modulare Konzept erzeugt und kombiniert pro Standort ausschliesslich erneuerbare Energien mit Wasser (Wirbel), Wind, Sonne, Biomasse und Stromspeicher. Ergänzt werden diese im Ausland immer mit sogenannten Life Modulen wie Trinkwasseraufbereitung, sanitären- oder medizinischen Dienstleistungen, Licht, Wärme, Trocknungs- und Kühlsystemen. Bereits wurden Projekte mit Forschungs-, Hilfs-, NGO- und Umweltorganisationen für Spitäler und weiteren Anwendern umgesetzt. Einsatzgebiete sind einerseits abgelegene Orte, aber auch Zentren resp. Industrie-, Schul- und Gemeindebauten, Bauernhöfe, Hotels etc. in der Schweiz, der EU und im weltweiten Ausland. Hier war bislang oft nur der Einsatz von teuren und umweltbelastenden Benzin- bzw. Dieselgeneratoren oder alten Strom- oder Ölheizungen möglich. Diese können nun durch (mini) green-cubes (Kombi-Erneuerbare-Energieanlagen) ersetzt werden. Beliebt ist bei den Nutzern neben der guten Rendite auch die Versorgungssicherheit und Unabhängigkeit, resp. dezentrale Stromversorgung des Systems www.green-cube.org.

Auszeichnung durch das BFE – Bundesamt für Energie
Die Wasserwirbeltechnologie www.gwwk.ch wurde für ihre wegweisenden Schweizer Energieinnovationen vom Bundesamt für Energie BFE 2011 mit dem «Watt d’Or» ausgezeichnet.

Text: Daniel Styger, Präsident der Genossenschaft Wasserwirbel Konzepte Schweiz GWWK www.gwwk.ch