Braucht die Schweiz mehr Stauseen?

26. August 2016 – von Anton J. Schleiss

Die angespannte Wirtschaftslage in Europa sowie das Überangebot von hochsubventioniertem Strom aus Sonne, Wind und Kohle haben zu einer extrem ungünstigen Konkurrenzsituation für die Wasserkraft in der Schweiz geführt. Um in einer unsicheren Zukunft erfolgreich sein und die Versorgungssicherheit in der Schweiz erhöhen zu können, muss der Ausbau der Wasserkraft in erster Linie auf eine Flexibilisierung der Produktion und Anlagen abzielen. Dies kann mit einer Leistungserhöhung bestehender Kraftwerke, der Vergrösserung bestehender Stauseen durch die Erhöhung ihrer Staumauern sowie mit dem Bau neuer Pumpspeicherwerke geschehen.

Bedeutung unserer Stauseen

Mehr als die Hälfte der Wasserkraftproduktion in der Schweiz stammt aus Speicherkraftwerken. Die damit gewonnene Energie ist jederzeit verfügbar, um die Spitzen des Stromkonsums abzudecken. Die Schweiz mit ihren zahlreichen Stauseen verfügt über die grösste Speicherkapazität aller Alpenländer und hat deshalb im europäischen Strommarkt eine massgebende Stellung als Lieferant von Spitzenenergie. Nach dem Ausstieg aus der Kernenergie im Rahmen der Energiestrategie 2050 des Bundes soll die jährliche Stromlücke teilweise durch Wasserkraft aber auch durch Geothermie, Solar-und Windenergie abgedeckt werden. Die neuen erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind sind jedoch stark von meteorologischen Bedingungen abhängig und somit grossen Schwankungen unterworfen. Nicht so die flexible Wasserkraft! Um in Zukunft die Stabilität der Stromnetze und somit die Stromversorgungssicherheit zu gewährleisten, ist eine bedeutende Steigerung der Leistungs- und Speicherkapazitäten der Wasserkraftwerke erforderlich. Die Schweiz könnte damit auch vermehrt die Batteriefunktion für das europäische Verbundnetz übernehmen.

Nicht genügend Strom im Winter

Die Schweiz kann bereits heute in kalten Wintern ihren eigenen Stromverbrauch nicht abdecken. Seit 12 Jahren müssen im Winterhalbjahr beträchtliche Strommengen aus dem Ausland importiert werden; im Mittel fehlten in den letzten zehn Jahren etwa 11 % (3700 GWh) des benötigen Stroms. Die schweizerischen Bezugsrechte an Kernkraftwerken in Frankreich helfen gegenwärtig, diese Stromlücke zu füllen. Die Unterversorgung im Winter wird sich zukünftig verschärfen, insbesondere mit dem Ausstieg aus der Kernenergie. Eine Erhöhung der Winterproduktion durch Umlagerung von Sommerenergie mittels erhöhter Speicherkapazität in Stauseen ist in Zukunft für die Sicherheit der schweizerischen Stromversorgung und deren internationalen Konkurrenzfähigkeit von grösster Bedeutung.

Vergrösserung bestehender Stauseen ist vordringlich

Der Bau von neuen Stauseen ist in der Schweiz nur noch beschränkt möglich. Deshalb muss das erforderliche Speichervolumen in naher Zukunft durch die Erhöhung bestehender Talsperren erzielt werden. Mehrere Talsperren wurden in der Schweiz bereits erhöht:

  • Lac de Mauvoisin (VS), Erhöhung der Bogenmauer um 13.5 m auf 250 m, Vergrösserung des Stauseevolumens um 30 Mio. m3, zusätzliche Winterenergie von 100 GWh
  • Lago di Luzzone (TI), Erhöhung der Bogenmauer um 17 m auf 225 m, Vergrösserung des Stauseevolumens um 20 Mio. m3, zusätzliche Winterenergie von 60 GWh
  • Muttsee (GL), Bau einer neuen, bis zu 35 m hohen Gewichtsmauer, Vergrösserung des Stauseevolumens um 15 Mio. m3
  • Lac du Vieux Émosson (VS), Erhöhung der Bogengewichtsmauer um 21.5 m auf 76.5 m, Vergrösserung des Stauvolumens um 15 Mio. m3

Mit geringfügigen Erhöhungen (um weniger als 10 % der ursprünglichen Höhe) von weiteren etwa 20 der bestehenden 160 Talsperren, könnte die Winterproduktion gegenüber dem heutigen Stand um mehr als 2 TWh und somit um mehr als 10 % erhöht werden. Durch eine stärkere Erhöhung einiger Talsperren, könnte gar eine Steigerung der Winterproduktion um etwa 15 % erreicht werden. Mit Hilfe von Stauseevergrösserungen wäre es demnach möglich, die jetzige Stromlücke im Winter zu einem grossen Teil abzudecken.

Erhöhung der Bogenmauer beim Lago di Luzzone (© Maggia)

Lago di Luzzone

Erhöhung der Bogengewichtsmauer beim Lac du Vieux Émosson (© Schleiss)

Lac du Vieux Émosson

Vergrösserung des Muttsees durch neue Gewichtsmauer (© Schleiss)

Muttsee

Simulation eines neuen Stausees nach dem Rückzug des Triftgletschers (Projekt FLEXSTOR mit KWO)

Simulation Trift

Sind neue Stauseen noch möglich?

Bedingt durch den Klimawandel entstehen aufgrund der Gletscherschmelze neue, sehr hoch gelegene Seen. Oftmals bergen diese die Gefahr, dass sie sich unkontrolliert und sehr schnell entleeren, wenn sie bei den Endmoränen überlaufen. Talsperren zu deren Sicherung versprechen ein grosses Potential für die Wasserkraft. Die Gletscherseen liessen sich so in Stauseen umwandeln, die zur Produktion von Spitzenergie und Pumpspeicherung überflüssiger Wind- und Sonnenenergie verwendet werden könnten. Die so gewonnenen Stauseen eröffnen für die Wasserkraft in den nächsten Jahrzehnten neue Möglichkeiten, um nicht zuletzt die Produktionsverluste infolge des Klimawandels zu ersetzen. Sie sind aber auch für den Wasserhaushalt in der Schweiz von grösster Bedeutung, da sie nach dem Abschmelzen der Gletscher deren Speicherfunktion übernehmen müssen. Neben der sicheren Stromversorgung werden die Stauseen zudem vermehrt zur Anreicherung der Gewässer in lang andauernden Trockenperioden sowie zum Hochwasserschutz beitragen müssen. In diesem Sinne wird es sich bei den neuen Stauseen um Mehrzweck- und Synergieprojekte handeln.

Ein bereits weit fortgeschrittenes Projekt befindet sich am Fusse des Triftgletschers, welcher bereits stark abgeschmolzen ist und einen natürlichen See zurückgelassen hat. Mit einer Bogenstaumauer von etwa 180 m Höhe könnte ein Stausee gebildet werden, welcher im Winter 220 GWh regulierbare Energie liefert, wenn der Bedarf in der Schweiz am grössten ist. Der Triftgletscher ist Teil des KTI-Projekts FLEXSTOR, in dessen Rahmen das SCCER-SoE in Zusammenarbeit mit der KWO die Entwicklung und Überprüfung innovativer Lösungen zum Ziel hat, um die Flexibilität des Betriebs von Wasserkraftanlagen in der Schweiz zu erhöhen.


Autor

Anton J. Schleiss

Prof. Dr. Anton J. Schleiss ist Leiter des zweiten SCCER-SoE Work Packages "Hydropower" und Direktor des Labors für Wasserbau (LCH) an der EPF Lausanne. Zurzeit ist er auch Präsident der Internationalen Kommission für grosse Talsperren (ICOLD).

Mehr erfahren

Anton Schleiss und Swiss-Energyscope erstellten zwei YouTube-Videos mit den Grundlagen zum Thema Wasserkraft in der Schweiz:

  • Im ersten Video geht es um Vorteile, verschiedene Anlagetypen und zukünftige Chancen der Schweizer Wasserkraft.
  • Im zweiten Video geht es um die wirtschaftlichen und umweltbedingten Herausforderungen der Wasserkraft in der Schweiz.


Grundlagenliteratur für diesen Blog-Beitrag
Schleiss, A., "Talsperrenerhöhungen in der Schweiz : energiewirtschaftliche Bedeutung und Randbedingungen", Wasser Energie Luft, Vol. 104, Heft 3, 2012, pp. 199-203
Schleiss, A., Oberrauch, F., “Flexibilisierung der Wasserkraft in der Schweiz für zukünftige Aufgaben im internationalen Strommarkt”, Wasser Energie Luft, Vol. 106, Heft 3, 2014, pp. 175-178.
Schleiss A. „Talsperren und Speicher als lebenswichtige Infrastrukturanlagen für den weltweiten Wohlstand". WasserWirtschaft 106(6): 12-15, 2016