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Auswirkungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie auf die Stromerzeugung in Österreich

Überprüfung bei zwei Kraftwerken

Auswirkungen der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie auf die Stromerzeugung in Österreich
Über dieses Buch
  • 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

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

Automatisiert erstellter Textauszug:

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. [...]

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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