Auswirkungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie auf die Stromerzeugung in Österreich
Überprüfung bei zwei Kraftwerken
- Art: Diplomarbeit
- Autor: Gabriele Maria Aicher
- Abgabedatum: Februar 2004
- Umfang: 143 Seiten
- Dateigröße: 3,0 MB
- Note: 2,0
- Institution / Hochschule: Johannes Kepler Universität Linz Österreich
- ISBN (eBook): 978-3-8324-7968-8
-
ISBN (Paperback) :
978-3-8324-7968-8 P - ISBN (CD) :978-3-8324-7968-8 CD
- Sprache: Deutsch
- Prämierung:
- Arbeit zitieren: Aicher, Gabriele Maria Februar 2004: Auswirkungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie auf die Stromerzeugung in Österreich, Hamburg: Diplomica Verlag
- Schlagworte: heavily modified waterbody, Qmin-Wert, Restwasserabgabe, Kleinwasserkraftwerk, Fischwege
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Diplomarbeit von Gabriele Maria Aicher
Zusammenfassung:
Die von der Europäischen Union im Jahr 2000 erlassene Richtlinie zur Schaffung eines Ordnungsrahmens für Maßnahmen der Gemeinschaft im Bereich der Wasserpolitik (Wasserrahmenrichtlinie) wurde aufgrund der Tatsache, dass Wasser keine übliche Handelsware, sondern ein ererbtes Gut ist, das geschützt, verteidigt und entsprechend behandelt werden muss, erlassen. Als wesentlichstes Ziel sollen alle Oberflächen- und Grundgewässer der EU-Mitgliedsstaaten einen guten ökologischen Zustand bis zum Jahr 2015 erreichen. Um diesen Zustand zu erreichen, müssen bestimmte Aufgaben fristgerecht erfüllt werden. Besonders die Betreiber von Wasserkraftwerken sind von dieser Richtlinie betroffen. Eine große Bedeutung kommt dabei den sog. Heavily Modified Waterbodies, also den erheblich veränderten Wasserkörpern zu, deren Ausweisung für Wasserkraftwerksbetreiber entscheidend ist, da bei einer derartigen Gewässerdeklaration verminderte Vorgaben zu erfüllen sind, wie z.B. geringere Restwasserabgaben.
Damit die betriebswirtschaftlichen Auswirkungen der Richtlinie auf die Stromerzeugung in Österreich ermittelt werden können, wird im Rahmen dieser Arbeit eine Überprüfung an einem Laufkraftwerk und einem Speicherkraftwerk sowie an einem zusätzlichen dritten Kleinwasserkraftwerk mit besonderen Gegebenheiten durchgeführt. Als Grundlage für die Berechnungen wird das Q min (in der Arbeit der statistische 50-jährige Abflusswert des mittleren jährlichen Niederwassers der jeweiligen Anlage) herangezogen. Diese Berechnungen sind natürlich auf jedes andere beliebige Wasserkraftwerk ableitbar. Die Anwendung der Q min - Quote als angenommene Pflichtwasserabgabe für Wasserkraftwerke ist damit zu begründen, dass diese Wassermenge das durchschnittlich geforderte Mindestwasser darstellt, welches bei Verwendung den grundsätzlichen ökologischen Bedingungen unter den gegebenen Annahmen Folge leistet.
Inhaltsverzeichnis:
| Inhaltsverzeichnis | 1 | |
| Abbildungsverzeichnis | 4 | |
| Tabellenverzeichnis | 5 | |
| Abkürzungsverzeichnis | 6 | |
| 1. | Die Europäische Wasserrahmenrichtlinie (WRRL) | 9 |
| 1.1 | Allgemeines | 9 |
| 1.2 | Ziele und Instrumente | 12 |
| 1.2.1 | Oberflächengewässer | 13 |
| 1.2.2 | Grundwasser | 13 |
| 1.2.3 | Schutzgebiete | 13 |
| 1.3 | Fristen für die Umsetzung | 14 |
| 1.4 | Aktueller Stand der nationalen Umsetzung der WRRL | 17 |
| 1.4.1 | Flusseinzugsgebiete: Bewirtschaftung - Aufgaben und Verantwortung | 19 |
| 1.4.2 | Europaweite Vereinheitlichung des Gewässergütestandards | 20 |
| 1.4.3 | Europaweite Vereinheitlichung der Untersuchungsmethoden | 21 |
| 1.4.4 | Zeitgebundene, verbindliche Ziele für alle Gewässer | 21 |
| 1.4.5 | Erfolgreiche Weiterentwicklung der Wasserwirtschaft - Voraussetzungen | 22 |
| 2. | Stromerzeugung aus Wasserkraft in Österreich | 23 |
| 2.1 | Laufwasserkraftwerke | 27 |
| 2.1.1 | Allgemeines | 27 |
| 2.1.2. | Aufbau | 28 |
| 2.1.3 | Merkmale | 30 |
| 2.2 | Speicherkraftwerke | 31 |
| 2.2.1 | Allgemeines | 31 |
| 2.2.2 | Aufbau | 32 |
| 2.2.3 | Merkmale | 33 |
| 2.3 | Pumpspeicherkraftwerke | 34 |
| 2.3.1 | Allgemeines | 34 |
| 2.3.2 | Aufbau und Funktionsweise | 36 |
| 2.4 | Kleinwasserkraftwerke (KWKW) | 39 |
| 2.5 | Typen von Wasserturbinen | 40 |
| 2.5.1 | Kaplan-Turbine | 41 |
| 2.5.2 | Francis-Turbine | 42 |
| 2.5.3 | Pelton-Turbine | 44 |
| 2.6 | Richtlinie zur Förderung der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen im Elektrizitätsbinnenmarkt | 45 |
| 2.7 | Das Ökostromgesetz 2002 | 50 |
| 2.8 | Bedeutung der Wasserkraft für die österreichische Stromerzeugung | 55 |
| 2.8.1 | Geschichtliche Entwicklung der Wasserkraft in Österreich | 61 |
| 2.8.2 | Potentiale der Wasserkraft in Österreich | 63 |
| 2.8.3 | Vorteile und Chancen der Wasserkraft für Österreich | 64 |
| 2.8.4 | Ausblick und Entwicklung der Wasserkraftnutzung in Österreich | 68 |
| 3. | Theoretische Analyse der Europäischen WRRL im Hinblick auf die Stromversorgung | 71 |
| 3.1 | Exkurs: Teilnahme an einer Besprechung in der Wirtschaftskammer OÖ über die Umsetzung der WRRL | 76 |
| 4. | Überprüfung der WRRL bei 2 Kraftwerken | 82 |
| 4.1 | Verfahren zur Ermittlung von Mindestabflüssen | 86 |
| 4.1.1 | Der Biotop-Abfluss-Ansatz | 87 |
| 4.1.2 | Der Ökohydrologische Ansatz | 89 |
| 4.1.3 | Allgemeine Schritte zur Ermittlung von Qmin | 90 |
| 4.1.4 | Ermittlung von Qmin für die zu überprüfenden Kraftwerke | 93 |
| 4.2 | Fischwege | 94 |
| 4.2.1 | Wanderungstypen heimischer Fischarten | 94 |
| 4.2.2. | Kontinuumsunterbrechungen und deren Folgen | 95 |
| 4.2.3 | Bautypen von Fischaufstiegshilfen | 96 |
| 4.2.4 | Grundlegendes Konzept von Fischaufstiegshilfen | 98 |
| 4.3 | Ermittlung der maximalen Auswirkungen der WRRL auf ein KWKW (Laufkraftwerk) | 100 |
| 4.4 | Ermittlung der maximalen Auswirkungen der WRRL auf ein Speicherkraftwerk | 113 |
| 4.5 | Auflistung der Ergebnisse | 120 |
| 4.6 | Ableitung der betriebswirtschaftlichen Konsequenzen aus den Ergebnissen | 121 |
| 4.7 | Berechnungen für ein weiteres KWKW (Laufkraftwerk) | 124 |
| 5. | Zusammenfassung und Diskussion hinsichtlich der Auswirkungen auf Gesamtösterreich | 132 |
| Literaturverzeichnis | 135 |
In diesem Kapitel wird die Europäische WRRL einer theoretischen Analyse unterzogen, um die möglichen Auswirkungen ihrer Umsetzung auf die Stromproduzenten und die sich damit ergebenden Probleme zu ergründen. Allerdings ist hier anzumerken, dass es sich dabei um eine tatsächlich rein theoretische Analyse handelt, da sowohl in der EU als auch in Österreich die Diskussion um die Auswirkungen noch nicht richtig begonnen hat, und deshalb noch keine klaren Aussagen bezüglich dieses Themas von den verantwortlichen und zuständigen Personenkreisen abgegeben worden sind. Darum wird hier als theoretische Basis für die Analyse die Seminararbeit von Frau MMag. Barbara Pflüglmayer mit dem Titel „Die Wasserrahmenrichtlinie – ein Beispiel für den Weg Europas zur Nachhaltigkeit“96 verwendet. Weiters ist zu beachten, dass die folgenden Überlegungen vom Zeitpunkt her gesehen VOR den weiter oben im Pkt. 1.3. dieser Arbeit angeführten ersten Fristen für die Umsetzung der WRRL liegen. Es soll nun überlegt werden, welche maximalen Auswirkungen sich für einen Stromproduzenten ergeben können, wenn er ein Wasserkraftwerk in Betrieb hat, das entweder an einem als HMWB ausgewiesenen Gewässer liegt bzw. an einem Gewässer, bei dem dies nicht der Fall ist. Besonders von Interesse ist hier die physikalischchemische Komponente im Hinblick auf den guten ökologischen Zustand und das gute ökologische Potential von Gewässern. [...]
Dieses Werk wurde im Jahr 1898 aus Anlass des 50jährigen Regierungsjubiläums von Kaiser Franz Josef erbaut. Im Jahr 1900 ging es in Betrieb. Das KWKW wurde ab Oktober 1995 umfassend umgebaut, womit im Frühjahr 1997 abgeschlossen werden konnte. Es wurde beim Umbau auf den neuesten Stand der Technik unter Beachtung ökologischer Erfordernisse gesetzt. So wurde unter anderem eine Fischaufstiegshilfe bei der Wehranlage errichtet und eine naturnahe Ufer- und Flussbettgestaltung durchgeführt, was zu deutlichen ökologischen Verbesserungen führte. Das Kraftwerk kann jetzt bei einer Leistung von 1,9 MW pro Jahr ca. 9,28 Mio. kWh elektrische Energie erzeugen. Das kommt einer Steigerung von 75 % gegenüber der früheren Erzeugung pro Jahr gleich.92 Ein weiteres Beispiel für die Optimierung einer Anlage ist jenes des Kraftwerks Zöbing, das am Unterlauf des Kamps in Niederösterreich liegt und 1920 in Betrieb genommen wurde. Im Jahr 1995 wurde mit der Revitalisierung des KWKW begonnen, wobei darauf geachtet wurde, das reizvolle Steinwehr beizubehalten. Beim Umbau wurde der Ausbaudurchfluss erhöht und die Anlage vollautomatisiert. Dies führte zu einer Steigerung der Kraftwerksleistung auf ca. 220 kW. Somit können jährlich 1,26 Mio. kWh Elektrizität erzeugt werden, was einer Steigerung von 85 % gegenüber der früheren Jahresleistung entspricht. Mit der Modernisierung wurden gleichzeitig eine Verbesserung der Gewässerökologie sowie eine umweltgerechte Gestaltung der Flusslandschaft durchgeführt. Ende August 1995 nahm das Kraftwerk nach sieben Monaten Bauzeit den Betrieb wieder auf.93 Anhand dieser zwei Beispiele kann sehr eindrucksvoll gezeigt werden, dass mit der Optimierung von Kraftwerksanlagen der Wirkungsgrad enorm steigerungsfähig ist. Bezüglich der Entwicklung der Wasserkraft in Österreich kann weiters gesagt werden, dass Speicher zukünftig mehr an Bedeutung gewinnen werden.94 Dies liegt vor allem daran, [...]
Trotz der hier angeführten positiven ökologischen Vorteile der Wasserkraft dürfen die aus der Wasserkraftnutzung resultierenden Nachteile und Eingriffe in das Ökosystem aber keinesfalls vergessen werden, wie zB Kontinuumsunterbrechungen der Gewässer durch Querbauten und damit die Behinderung der Fischwanderungen oder Probleme mit den Restwassermengen. Diese Nachteile werden aber noch weiter unten in der Arbeit diskutiert. 2.8.4. Ausblick und Entwicklung der Wasserkraftnutzung in Österreich Bezüglich der Wasserkraftnutzung in Österreich kann eindeutig festgestellt werden, dass diese in den kommenden Jahren und Jahrzehnten weiterhin von großer Bedeutung sein wird, wenn nicht sogar anzunehmen ist, dass diese noch mehr steigen wird. Zwar wird das mögliche Ausbaupotential, welches in unserem Land gegeben ist, kaum realisierbar sein, aber es wird dafür in Richtung Optimierung der bestehenden Anlagen gehen.90 Diese Optimierung von Anlagen soll hier anhand von zwei Beispielen aus der Praxis der Energieversorgung Niederösterreich AG – kurz EVN - dargestellt werden, bei denen die Revitalisierung, Modernisierung und Wirkungsgradsteigerung bereits gut gelungen ist. Die EVN hat ihre Aktivitäten im Bereich Kleinwasserkraft und Windkraft ausgegliedert und diese in einer eignen Gesellschaft mit dem Namen „EVN Naturkraft“ gebündelt. Die Gesellschaft beschäftigt sich mit der Erzeugung von Strom, der ausschließlich aus KWKW und Windkraftanlagen, also aus erneuerbaren Energieträgern stammt.91 Als ein sehr gelungenes Beispiel der Revitalisierung und Optimierung von KWKW soll hier als erstes jenes des Kraftwerks Jubiläumswerk in Waidhofen an der Ybbs (Niederösterreich) dargestellt werden. [...]
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Link zur Arbeit:
http://www.diplom.de/ean/9783832479688
Arbeit zitieren:
Aicher, Gabriele Maria Februar 2004: Auswirkungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie auf die Stromerzeugung in Österreich, Hamburg: Diplomica Verlag
Schlagworte:
heavily modified waterbody, Qmin-Wert, Restwasserabgabe, Kleinwasserkraftwerk, Fischwege



