Das ist Wasserkraft plus

Ein Hybrid ist ein Mischling. In der Technik verbindet ein Hybrid zwei Technologien. Allein im Energiebereich gibt es etliche Beispiele: Hybridfahrzeuge verbinden Verbrennungs- und Elektromotoren; Hybridheizungen nutzen verschiedene Energiequellen; Hybridmodule gewinnen aus Solarstrahlung Strom und Wärme. Hybride Schaltanlagen erschliessen in der Hochspannungstechnik Freileitungen und Erdkabel.

Ist von der Hybridisierung der Wasserkraft die Rede, geht es um die Kombination von Wasserkraft mit anderen Energietechnologien. Durch die Verbindung insbesondere mit Photovoltaik (PV), Windkraftwerken und Batteriespeichern entsteht eine 'Wasserkraft plus', sagt Klaus Jorde, der beim BFE das Forschungsprogramm Wasserkraft leitet: «Die Zeit, als die Wasserkraft ausschliesslich für Leistung, Energie und Flexibilität geschätzt wurde, ist vorbei. Die Wasserkraft ist heute zusätzlich der Katalysator, welcher die Einbindung ständig wachsender Anteile von Wind und Solarenergie überhaupt erst sinnvoll möglich macht. Um ihr volles Potenzial zu nutzen, muss sie zukünftig mit anderen Technologien zu leistungsfähigen hybriden Energiesystemen kombiniert werden.»

Zwei Quellen, eine Steuerung

Wasserkraft und Solarenergie lassen sich ganz einfach verbinden – indem man etwa Staumauern mit Solarpanelen ausstattet. Beispiele sind die Albigna-Staumauer im Bergell (seit 2020), die Muttsee-Staumauer in den Glarner Alpen (seit 2022), oder zwei Staumauern im Grimselgebiet (seit 2023). Bei einer anderen Spielart schwimmen PV-Module auf dem Stausee. Ein entsprechendes Projekt wurde 2019 mit BFE-Unterstützung auf dem Lac des Toules am Grossen St. Bernhard realisiert. In allen Fällen wird die bestehende Infrastruktur der Wasserkraftanlage genutzt, um alpinen Solarstrom ohne zusätzliche Eingriffe in die Natur zu produzieren.

In diesen Beispielen kann man Wasserkraft und Photovoltaik als hybride Technologien verstehen, dies im Sinne einer Kolokalisierung, aber die Photovoltaik ist kaum steuerbar und verfügt über keine intrinsische Speicherkapazität, was die Möglichkeit einer wirklich integrierten Hybridnutzung einschränkt. «Anders sieht es aus, wenn man ein Wasserkraftwerk mit einer Batterie kombiniert und dabei Turbine und Batterie einer gemeinsamen Steuerung unterwirft. Damit entsteht ein Hybridkraftwerk, das die Energie in optimaler Abstimmung zwischen Batterie und Wasserturbinen bereitstellt und das eigenständig am Energiemarkt teilnehmen kann», sagt Elena Vagnoni. Die promovierte Maschinenbauingenieurin leitet die Forschung an der Technologieplattform Hydraulische Maschinen an der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL).

Den vollständigen Artikel lesen Sie in der ET-Ausgabe vom 21. August.